溢洪道計算沖坑對下游路基的影響

白中義

（胖頭泡滯洪區管理處，黑龍江肇源 166500）

1 工程概況

東寧縣九佛溝水庫于1979年10月破土動工，1984年10月基本完工，后經續建施工到1991年。該水庫主要承擔下游九佛溝灌區1 426.7 hm2水田的補償灌溉，同時還起到為下游村屯農田洪水期削減洪峰流量的防洪作用。原有溢洪道位于土壩左壩肩，進口段底寬20 m，底高程356.10 m，溢流控制段為高1.0 m實用堰，堰頂高程為357.10 m，堰頂設3孔6.1 m（寬）×1.5 m（高）平板鋼閘門，堰后接陡槽段，設計最大泄洪流量為390 m3/s。

水庫除險加固后，壩頂高程仍為363.05 m，防浪墻頂高程為364.25 m，壩長220 m，壩頂寬度由原來的4.4 m加寬到6.0 m，上游邊坡1∶3.0，下游邊坡1∶2.5，馬道高程352.75 m，馬道寬度2.0 m。溢洪道進口引渠長30.50 m，進口底高程356.40 m，閘室段長15 m，寬度為3孔6.0 m，堰型采用低折線堰，堰頂高程357.10 m，陡坡段坡降維持原狀不變，分別為i=0.175、i=0.40，長度為80 m，分縫處均設置止水。挑流段長10 m，挑射角 35°，反弧半徑為9 m，挑坎頂高程為346.20 m，齒坎底高程為340.40 m。除險加固工程設計中溢洪道結構型式基本沒有改變，在原有基礎上整修加固。除險加固后的溢洪道軸線在原有軸線位置向遠離公路以外側偏移1.3 m。

2 溢洪道工程地質條件

初步設計溢洪道勘察主要是查明閘基部分的工程地質條件，布置鉆孔1孔，其巖性為：0.0～0.6 m為混凝土層;0.6～1.5 m為安山玢巖中強風化，灰綠色局部棕黃色，巖石堅硬但破碎裂隙發育，此斷透水較嚴重需進行防滲處理;1.5～3.0 m安山玢巖弱風化，深灰綠色、隱晶質斑狀碎屑結構、塊狀構造、裂隙發育、巖石堅硬、較破碎，屬中等透水，需灌漿防滲。

其他巖石力學強度及變形強度完全滿足工程地質條件要求。3.0～6.0 m安山玢巖微風化，深灰綠色、隱晶質斑狀碎屑結構、塊狀構造、裂隙稍發育、裂隙面部分微顯蝕變，巖石堅硬、較完整，屬微弱透水。巖心采取率較高，質量較好，工程地質條件滿足要求。2010年5月，由建設單位提供溢洪道下游計算沖坑處鉆孔資料，共鉆4孔。情況如下：

1號孔：0～1.5 m，為回填料（土夾石）;1.5～3.9 m，黃黏土;3.9～6 m，強風化巖石（安山玢巖），6～8 m，弱風化巖石（安山玢巖），8 m以下，新鮮巖石（安山玢巖）。

2號孔：0～3 m，為回填料（土夾石）;3～5.4 m，黃黏土;5.4～7.5 m，強風化巖石（安山玢巖），7.5～9.5 m，弱風化巖石（安山玢巖），9.5 m以下，新鮮巖石（安山玢巖）。

3號孔：0～2 m，為回填料（土夾石）;2～4.3 m，黃黏土;4.3～6.5 m，強風化巖石（安山玢巖），6.5～8 m，弱風化巖石（安山玢巖），8 m以下，新鮮巖石（安山玢巖）。

4號孔：0～1.5 m，為回填料（土夾石）;1.5～3.5 m，黃黏土;3.5～6 m，強風化巖石（安山玢巖），6～6.9 m，弱風化巖石（安山玢巖），6.9 m以下，新鮮巖石（安山玢巖），各地層建議邊坡值如下：回填料（土夾石）：松散 -稍密1∶1.25～1∶0.75，黃黏土：可塑 1∶1.5 ～1∶1.25，強風化巖石（安山玢巖）：節理發育-極發育1∶0.5～1∶0.75，弱風化巖石（安山玢巖）：節理發育 -極發育 1∶0.3 ～1∶0.5，新鮮巖石（安山玢巖）：1∶0.2 ～1∶0.3。

3 溢洪道計算沖坑對左側公路的影響

東寧縣九佛溝水庫除險加固工程初步設計階段，對底流式消能和挑流式消能兩種型式進行綜合比較。由于底流消能方式基礎石方開挖量大，邊墻高度大，總造價比挑流消能型式造價高420萬元，因此，設計推薦消能方式采用挑流消能。在審批過程中明確了溢洪道為整修加固工程設計，泄槽段維持現有形狀不變，對溢洪道左側雞圖公路段進行邊坡防護，坡度1∶2.0，干砌塊石護砌段長度為120 m，塊石護砌厚度0.3 m，下設0.2 m厚碎石墊層及0.2 m厚砂礫石墊層。

通過進行消能計算復核，依據《溢洪道設計規范》SL253-2000中第2.5.2規定，溢洪道消能防沖建筑物的設計洪水標準為3級建筑物按照30 a一遇洪水設計。同時，考慮溢洪道左側為雞圖公路，依據《防洪標準》GB50201-94，Ⅲ等公路路基的防洪標準為25 a一遇。

溢洪道堰頂凈寬18.0 m，堰頂高程為357.10 m，堰流系數M采用1.67，防洪規模復核結論：水庫汛限水位為357.10 m，30 a一遇洪水為359.78 m，相應泄量為132 m3/s，挑流消能計算成果，見表1。

表1 挑流消能計算成果表

溢洪道左側雞圖公路段進行邊坡護砌，干砌塊石護砌段長度為120 m，塊石護砌厚度0.3 m，下設0.2 m厚碎石墊層及0.2 m厚砂礫石墊層。同時，公路路下涵洞左右兩側增設漿砌石防沖墻26 m，與原有漿砌石防沖墻護砌相連。

計算沖坑深度處位置底部均為弱風化巖石（安山玢巖）。按照地質邊坡建議值勾畫沖坑，30 a一遇洪水情況下沖坑對路基基本沒有影響。

建議水庫管理單位加強對溢洪道沖坑形成過程進行觀測，及時掌握沖坑發展情況，并加以防護。

[1]水利部天津水利水電勘測設計研究院.SL253-2000溢洪道設計規范[S].北京：水利水電出版社，2000.

[2]長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院.SL2252-2000水利水電工程等級劃分及洪水標準[S].北京：中國水利水電出版社，2000.

[3]毛永熙.滲流計算分析與控制[M].北京：水利電力出版社，1990.