岸堤水库溢洪道除险加固工程设计研究

汤立鹏

摘要：以岸堤水库加固工程为例，本论文分析了溢洪道进和出口、出水渠道开挖宽度设计方案的比较和选择，以及溢洪闸加固方案的比较和选择。从经济和技术方面分析各种方法的优点和缺点。作为流入口和流出口的加固方案，流入口掘进底宽为192米，流出口掘进底宽为120米。作为防洪水闸加固方案，已选择左水闸部分拆除和加固，右水闸重建，并在实际工程中很好地应用，带来了显著的经济和社会效益。

关键词：溢洪道加固;进、出水渠加固;溢洪闸加固;方案比选

1引言

加固现有水库是水利工程建设的重要问题。溢洪道是水利工程的重要工程。其稳定性和设计方案直接关系到水库建设的安全性和经济效益。潘露等人使用了一种实验性的方法来解决溢出洪水。

本文研究了道出口处挑流鼻坎体型设计，提出了一种凹折线型斜切挑坎的新型式，具有突出的工程优点。叶祥飞通过物理实验和数值模拟法优化了余水吐入口的设计，提高了放流能力。唐笑叮通过数值模拟和模型测试，考察了各种类型的余吐的释放能力。数值模拟的沉淀结果比理论计算的结果高出4% ～ 5%。王超、朱友军利用数值模拟和理论计算方法，对阶梯状余吐的能量耗散效率进行分析，得出后退池阶梯具有显著的能量耗散效果的结论。在先前研究的基础上，本文提出了余吐加固工程设计方案的比较和选择，该方案可为同类工程提供参考。

2工程概况

该岸堤水库建于1960年，是山东省第二大水库。是用于防洪、供水、灌溉、发电的大型（二）型水库。堤坝水库水闸（水路）区域有一个断层（F），通过南北水闸之间的头。具有4 ～ 8m断层带宽的压缩正断层，区域被黏土填满，断层盖在有起伏的带。断层向水平方向扭曲700多米，垂壁的寒武纪层与大山侵蚀岩接触。在余水吐的下游，能看见断层，发生模糊。断层通过潘家沟新村，到达连接水库上游和下游的断裂带东汶河。在道路上露出的地层，主要是的岩相是混合花岗岩，石灰岩。除了回填壤土和砾石壤土之外，第四纪层只在两侧的斜面上部和左右水闸的中央和头部发达，主要的岩相是残留的斜面堆积物（Q4）粘土。

3溢洪道除险加固的必要性

近年来，由于上级领导的关注和国家对水利投资的加大，大部分中小型水库都得到了加强和不同程度的治理，防洪标准得到了不同程度的改善。但是，其他小型蓄水池是1960年代和1970年代大众运动的产物，这是典型的“三边工程”，经过数十年的长期运营，它们大坝主体、大坝基础、大坝桥台漏水;蓄水池的排水隧道和吐水量已经荒废，无法正常运行。如果问题不能在规定时间内被发现，强化措施不能尽快采取，那就会受到很大的限制。当前我国现代化发展的步伐，特别是农业现代化的速度。念伦水库溢洪道是位于1号坝和2号坝之间的河堤边坡开放余水吐，安全隐患主要表现如下：

（1）溢流坝坝底底部海拔196.54米，但余水吐底部黏土层的透水性仍在196.54米以下，仍较强，容易向水库周边漏水，导致水库严重漏水。

（2）在挖掘过程中，从ZK03（0 + 035m）泄洪道孔中挖掘泥岩后，地下水从开口流出，表明泄洪道大坝与0 + 035m之间的地面存在积水。另外，溢洪道大部分排水孔大部分已被堵塞，超过0 + 025m的部分溢洪道可能产生过大的隆起压力，对底板的稳定性产生不良影响。

（3）溢洪道堰前右墙形状不合理，高水位下水流形态较差，右墙受损严重，威胁到水库右头的安全。

（4）周围基岩的风化和瓶颈，容易导致排出能力不足，不能确保安全排出。根据溢洪道问题原因分析，为确保项目安全运营，需对余水吐进行加固。

4溢洪道除险加固的工程措施

针对溢洪道存在的上述问题，加固设计采用了以下对策。

（1）在溢洪道大坝底部设置额外的隔离墙，尽可能降低大坝底面及5m范围内静止水池尾部的抽水压力和渗流，其中包括50pvc排水管，距离2mx2m。排水口入口的一端用土工过滤器包裹，后面是300x 300x300的沙子和碎石的过滤器桩。

（2）保持底板的混凝土，凝固后，灌入20厘米厚的混凝土。凿毛的位置不能超过模板支持的位置。在没有超过的情况下，浆容易漏出。深度为0.5 ～ 1em。在安装模框前，用钢丝刷+闪光水清洁模框，露出石头的原始表面。浇筑混凝土时，使用相同比例的砂浆。旧的混凝土主要捡浮浆表面比较合适，太深很难捡到加固材料或保护层加固材料太小。这样，完成的混凝土和新注入的混凝土就可以形成一个整体。使用冲击钻头在约5cm深的老旧混凝土面上凿出梅花形状的洞。然后插入8根露出的钢筋，将15crm插入其中。在浇筑新混凝土时，按10mx10m（一个浇筑块）制作，并在20mm宽的浇筑块之间设置伸缩接头，填充沥青砂浆。

（3）在溢出面底部设置排水沟（管道），并在排水沟上打排水孔。651型橡胶止水带设置在前板的混凝土横向延伸接缝处，以降低吐槽地面和泥岩或泥岩中间层挡板所引起的隆起压力。地质钻探数据显示，泥岩掘进到余水吐洞ZK03（0 + 035米）后，地下水从开口处流出，余水吐坝与0 + 035米之间的地面存在积水。而且，溢流面排水孔几乎都被堵住，在溢流面设置排水孔的话，高流量的水会产生高变动压力。变动的压力有可能从排水孔进入底板，对底板的稳定性产生不良影响。为了使流出通道底板更加安全，在溢流面设置了纵横排水暗管，在上游侧底板的插槽设置横向排水盲管。排水管采用与垂直排水盲管连接的200根柔性盲管，垂直排水盲管的直径为20cm。

5结语

（1）溢洪道加固材料的设计和布局是否合理，不仅直接影响蓄水池的安全性，而且关系到整个工程的成本。工程中小型溢洪道的工程成本和劳动力约占水库工程成本和劳动力的25% ～ 30%，因此溢洪道的合理布局和选择如下。水库工程设计中比较重要的环节。除此之外，由于没有膨胀和沉降的接合处，部分较宽区域的水压混凝土衬砌会出现一些裂缝，总之，这一切都会影响工程的安全性。

（2）该工程水库溢洪道固工程已于2009年初竣工。经过半年蓄水试验，余吐安全，工程进展顺利，说明余吐加固设计合理，技术可行，很有效果。

（3）作为加固工程，由于原始数据不完整，在条件允许的情况下，应充分深入地进行地质勘察，以避免施工过程中因地质因素造成變化过大。为了不让结算投资超过项目预算投资，会增加过多的项目金额。另外，在建设过程中，所有者、监督、设计、建设部门紧密合作，针对中小规模的溢洪道是经常出现的问题。为了确保项目的安全性和经济可行性，需要对数据收集、布局规划、节水计算和结构计算进行各个层面的检查。并在施工过程中根据实际土木地质条件，及时进行设计优化和变更，确保工程的顺利建设。相比之下，它比其他方案具有经济和工程上的优势。

参考文献：

[1]孙俊峰，郭贵山，满卫东.小型水库的除险加固技术[J]. 黑龙江水利科技，2004（3）.

[2]林德明.在小型水库除险加固设计中必须重视溢洪道存在的问题探讨[J].科技信息，2007（15）.

[3]王良.浙江省小型水库溢洪道安全问题及除险加固技术探讨[J].浙江水利科技，2007（6）.

[4]付宾荣。吴城水库除险加固设计实践[J]。科技情报开发与经济，2006（4）.

[5]陆永学，叶文海，叶玉珍.大同水库除险加固工程设计[J].水利水电工程设计，2003（3）.