水庫(kù)溢洪道施工要點(diǎn)分析

張宏洲

(江西省民盛水利建設(shè)有限公司，江西九江332005)

1 水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)施工中存在的基本問(wèn)題

溢洪道是在洪水盛行期間保證水庫(kù)安全必不可少的建筑設(shè)備，某些水庫(kù)由于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)水平低或工程造價(jià)低等的原因，往往其設(shè)計(jì)的洪水標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來(lái)說(shuō)較低、所選用的洪水洪峰、洪量等參數(shù)偏小[1]。以上原因肯定會(huì)帶來(lái)溢洪道的設(shè)計(jì)尺寸偏小的后果，更有一些小的水庫(kù)是群眾自己辦理的，資金不足，工程質(zhì)量不過(guò)關(guān)，再加上長(zhǎng)時(shí)間的外界環(huán)境的影響，周邊的巖石風(fēng)化坍塌，經(jīng)常導(dǎo)致泄洪的能力不足，不能保證安全無(wú)誤的泄洪。

在布置上來(lái)說(shuō)，一些工程中設(shè)計(jì)的溢洪道距離壩身太近，而擱在壩肩和溢洪道之間的只有單薄的山脊，在進(jìn)口段的位置如果沒(méi)有安全有效的護(hù)砌，只要在泄洪是發(fā)生沖蝕現(xiàn)象就會(huì)危及壩肩的安全。另外還有一些不合理的設(shè)計(jì)，例如說(shuō)有些設(shè)計(jì)的陡槽末端和壩腳緊緊相挨，一旦發(fā)生橫流沖刷就會(huì)危及壩腳的安全，這些情況都對(duì)大壩的安全運(yùn)行有不利的影響。

由于溢洪道設(shè)計(jì)時(shí)平面彎道的半徑過(guò)大和收縮劇烈等問(wèn)題，這對(duì)泄洪有非常不利的影響。尤其是在溢洪道的陡坡段進(jìn)行彎道的布置的時(shí)候，由于彎道的流水狀態(tài)以及流勢(shì)的變化劇烈程度，會(huì)導(dǎo)致兩岸產(chǎn)生水面差值，這種情況下，凹岸的水面很高，并且會(huì)在下游進(jìn)行銜接的平直段產(chǎn)生折沖的水流，大大的消減了泄流效果和消能能力。還有一種情況值得注意，陡坡段或緩流段收縮劇烈的話(huà)，容易發(fā)生菱形波，減低泄洪的能力，而且會(huì)對(duì)溢洪道的襯磚形成沖擊。

陡坡設(shè)計(jì)比降過(guò)陡，部分的溢洪道布置到非巖性的山坡上等問(wèn)題主要是由溢洪道縱橫剖面以及平面在布置設(shè)計(jì)上不當(dāng)引起的，其溢洪道的底部襯砌質(zhì)量相對(duì)較差，沒(méi)有設(shè)置有效的反濾，這樣，在滲水后容易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象。在橫斷面的施工以及設(shè)計(jì)中，為了減少開(kāi)挖的工程量，有些建筑工程對(duì)山坡兩端開(kāi)挖的坡度太陡再加上襯砌不夠厚，也容易造成塌方和滑坡現(xiàn)象。另外，溢洪道末端與河道相接的地方注意程度不夠，會(huì)導(dǎo)致有的末端比河床高，有的末端沒(méi)有進(jìn)行護(hù)砌處理，經(jīng)常造成向上延伸，沖刷嚴(yán)重等問(wèn)題，設(shè)置整個(gè)建筑的安全都會(huì)受到威脅。

2 水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)施工中解決問(wèn)題的對(duì)策

2.1 溢洪道的設(shè)計(jì)中要學(xué)會(huì)合理的調(diào)整布局

在水庫(kù)溢洪道建設(shè)中要始終堅(jiān)持實(shí)事求是的原則，周到全面的考慮到外界環(huán)境的各項(xiàng)因素的影響，進(jìn)而對(duì)整個(gè)布局做到心中有譜，能夠宏觀把握，使設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。①說(shuō)控制段的要求，在設(shè)計(jì)初期應(yīng)將泄流維持在均衡的狀態(tài)下，根據(jù)具體的環(huán)境情況和施工要求，合理安排斷面堰或者寬頂堰;②引流段，為了方便引流的順利運(yùn)行，通常進(jìn)行喇叭口的設(shè)計(jì)，因?yàn)槔瓤诘男Ч詈茫诒３钟行чL(zhǎng)度的同時(shí)能將損失控制在最小;③消能工，在選擇多級(jí)躍水時(shí)應(yīng)保持泄洪的方向距離壩腳最少100～150 m，非巖基的普遍方法是把消力池按在末端的位置，進(jìn)行地段處理。泄流量很小的時(shí)候，消力坎的方式最為常用。在巖基上，溢洪道的尾端有陡的邊坎時(shí)，挑射消能是效果最好的辦法了[2]。

2.2 在水力計(jì)算方面的措施

首先在引流段的水力計(jì)算，在這方面，要求進(jìn)水渠的水力設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足渠內(nèi)的水流平順并且穩(wěn)定，另外要使得水面的波動(dòng)以及橫向的水面比降小，要避免水的回流以及產(chǎn)生漩渦，同時(shí)，在渠道的設(shè)計(jì)上，要設(shè)計(jì)使得流速為3～5 m/s，渠道的水面線(xiàn)可以根據(jù)控制的斷面之間建立能量方程，最后用分段求和法計(jì)算。其次控制段的水力計(jì)算，在這方面，建議實(shí)用堰的堰頂下游采用WES型的冪曲線(xiàn)，這樣，控制堰的流泄能力就可以根據(jù)不同堰型選用規(guī)范中的公式計(jì)算。再次在泄流段陡槽的水力計(jì)算，其中，水面線(xiàn)的計(jì)算要確定好初始的計(jì)算位置以及水的深度，要對(duì)收縮段或是擴(kuò)散段等一些水力條件相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜的位置進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。最后，消能設(shè)施的水力計(jì)算，要根據(jù)水力條件，在正確的選擇好鼻坎形勢(shì)以及尺寸的基礎(chǔ)上計(jì)算水舌的挑距，并估算沖刷深度。

3 水庫(kù)溢洪道施工的基本施工質(zhì)量控制方案具體實(shí)例分析

某工程的溢洪道是由進(jìn)水渠以及控制段、溝槽還有消能段4部分組成，并且，該水庫(kù)由水渠系開(kāi)挖而成，在水庫(kù)的控制段的上有30 m的地方是平直段，這一部分為矩形的斷面，寬度為40 m，該水庫(kù)的底板高程160～170 m，并且采用C 20的混凝土來(lái)作為襯護(hù)。該水庫(kù)的導(dǎo)墻為直立式的垂直混凝土結(jié)構(gòu)，其控制段部分的水平投影長(zhǎng)度為30 m，另外，水庫(kù)還設(shè)立了三孔閘門(mén)，并且每個(gè)孔的寬度為12 m，該水庫(kù)的溢流堰為實(shí)用堰，其堰頂?shù)母叱?71 m，通過(guò)設(shè)置一個(gè)弧形的鋼閘門(mén)來(lái)進(jìn)行對(duì)泄洪的控制，該閘門(mén)要由專(zhuān)門(mén)的固定卷?yè)P(yáng)式弧門(mén)啟閉機(jī)來(lái)進(jìn)行啟閉工作。水庫(kù)的出口采用挑流消能，其中反弧的半徑為25 m，并且當(dāng)中的挑流鼻坎高程144 m，它的挑射角度為25°，另外，它最大的挑距為80 m，與此同時(shí)，為了防止小流量時(shí)的水流的沖刷，要在挑流鼻坎的后方設(shè)置0.8 m厚的C15的混凝土結(jié)構(gòu)[3]。根據(jù)其數(shù)據(jù)以及在其施工的方案步驟了解后分析得出以下結(jié)論。

3.1 在土方工程施工當(dāng)中的質(zhì)量控制

首先，要建立并健全質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)，并要制定嚴(yán)格的施工操作的章程規(guī)范，嚴(yán)格的控制好施工中每一道工序的質(zhì)量，杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生。再有，在施工的過(guò)程中，如若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不論大小都要及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行處理，并且做好相應(yīng)的記錄工作，在這方面，可以制定交接班輪流制度，值班負(fù)責(zé)人及時(shí)的進(jìn)行簽到，并做好記錄，對(duì)于一些現(xiàn)場(chǎng)的或是重大的問(wèn)題，要現(xiàn)場(chǎng)解決好，并要做好在施工的質(zhì)量控制中的原始記錄。此外，一旦質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)，要及時(shí)的上報(bào)，并查明原因，提出積極有效的補(bǔ)救措施。另外，質(zhì)量檢查部門(mén)要及時(shí)的驗(yàn)收工作，未經(jīng)驗(yàn)收，堅(jiān)決杜絕進(jìn)行下一步的工序[4]。

3.2 砌體工程的質(zhì)量檢查

首先，要對(duì)原材料進(jìn)行質(zhì)量檢查，在這方面，砌體工程中用到的毛石以及料石應(yīng)該按照規(guī)定進(jìn)行外形、尺寸以及物理學(xué)的性質(zhì)的檢查，另外，用于砌體的原材料如水泥、外加劑或是沙、礫石等應(yīng)該按照技術(shù)規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢查。其次，要對(duì)水泥砂漿進(jìn)行質(zhì)量檢查，其中包括檢查砂漿材料的配合比以及水泥砂漿的均勻性，與此同時(shí)，還要對(duì)水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢查。最后，要進(jìn)行砌體的質(zhì)量檢查，包括砌體的外觀質(zhì)量、排水孔的坡度以及排水孔是否有阻塞情況，這些均要仔細(xì)地進(jìn)行檢查[5]。

[1]劉超英，葛雙成.水庫(kù)溢洪道改建工程爆破震動(dòng)對(duì)大壩安全影響的監(jiān)測(cè)分析[J].浙江水利科技，2011，5(15):03－05.

[2]王建筑.榆樹(shù)溝水庫(kù)溢流混凝土面板壩壩體溢洪道施工技術(shù)研究[J].2004水力發(fā)電國(guó)際研討會(huì)論文集:上冊(cè)，2004，5(09):04 －07.

[3]李建中，張志恒，何韌.漢中地區(qū)中小型水庫(kù)溢洪道的水力學(xué)問(wèn)題[J].陜西水利，1992，4(11):10－12.

[4]張?jiān)录t，劉麗雙.基于水庫(kù)溢洪道巖基固結(jié)灌漿施工工藝的分析[J].黑龍江水利科技，2012，40(05):09－11.

[5]周冰凌.江西麻源水庫(kù)溢洪道安全評(píng)價(jià)及改建設(shè)計(jì)研究[J].河海大學(xué)，2006，3(11):04－05.