桂林市恭城縣峻山水庫平板閘方案研究

韋洪楓

（桂林市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣西 桂林 541001）

1 工程概況

峻山水庫樞紐工程位于廣西桂林市恭城瑤族自治西嶺鄉(xiāng)境內(nèi)恭城河的支流澄江河上，距恭城縣城19km。

峻山水庫是一座以灌溉為主，兼有發(fā)電、防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。

主壩位于澄江河峻山峽谷出口處，壩體為漿砌石重力壩，壩高69m，壩頂全長(zhǎng)220m，其中溢流壩段長(zhǎng)80m，堰頂高程242m；左右岸非溢流壩段長(zhǎng)均為70m，壩頂高程250m，壩頂寬5.0m，壩頂設(shè)防浪墻，墻頂高程251.2m。溢流壩段堰頂設(shè)有鋼筋混凝土水力自控翻板閘10扇，每扇寬8m，高4m。

2 平板閘方案

2.1 平板閘方案布置

2.1.1 平板閘方案孔口比較

大壩安全鑒定報(bào)告書提出的大壩安全鑒定結(jié)論中涉及水力自控翻板閘的意見和建議為：水力自控翻板閘閘體各部件結(jié)構(gòu)及止水效果完好，運(yùn)行正常。但閘前無攔污設(shè)施，閘上無交通橋，易發(fā)生閘門卡阻，難以監(jiān)控閘門運(yùn)行狀態(tài)。曾有方案采用新建左岸上壩公路和壩下游澄江大橋解決交通問題，但水庫運(yùn)行管理人員仍不能對(duì)水力自控翻板閘的運(yùn)行實(shí)行有效控制，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)即使再先進(jìn)，也不能發(fā)揮其積極作用，無法滿足水庫調(diào)度管理的要求，降低了水庫安全運(yùn)行的可靠性。基于以上原因，取消左岸上壩公路及相應(yīng)匹配的澄江大橋，將水力自控翻板閘改為平板閘，增設(shè)壩頂交通橋能較好的解決上述問題。

峻山水庫溢流壩建成并運(yùn)行多年，為使溢流壩閘門改建工程實(shí)施后與原溢流壩堰型、前緣總寬度、樞紐總布置（構(gòu)筑物相互關(guān)系）等相協(xié)調(diào)，不留明顯的改建痕跡，以保持大壩工程較為完美的外觀形象，擬對(duì)溢流壩前緣總寬度（80m）以及堰頂高程（242.00m）不做改變。

在閘門擋水高度為4m的條件下，根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)閘門孔口高寬比的要求，其寬度宜在4m～10m之間。在維持原溢流壩前緣總寬度及堰頂高程不變的情況下，共做了以下三個(gè)方案比較：

方案一：每孔凈寬8.8m，中墩厚2.6m，邊墩厚1.4m，共7孔，6個(gè)中墩，2 個(gè)邊墩，溢流壩前緣總寬度為：7×8.8＋6×2.6＋2×1.4＝80m。

方案二：每孔凈寬7.5m，中墩厚2.5m，邊墩厚1.25m，共8孔，7個(gè)中墩，2 個(gè)邊墩，溢流壩前緣總寬度為：8×7.5＋7×2.5＋2×1.25＝80m。

方案三：每9孔凈寬6.5m，中墩厚2.4m，邊墩厚1.15m，共9孔，8個(gè)中墩，2 個(gè)邊墩，溢流壩前緣總寬度為：9×6.5＋8×2.4＋2×1.15＝80m。

三個(gè)方案的閘墩均長(zhǎng)7m，墩頂下游側(cè)設(shè)交通橋，寬4m，閘墩下游邊緣超出原非溢流壩頂下游邊緣2m（原非溢流壩頂寬5m），因此，將右岸 0＋027.5～0＋070(長(zhǎng) 42.5m)以及左岸 0＋150～0＋207.35(長(zhǎng) 57.35m)兩段共計(jì)99.85m長(zhǎng)的非溢流壩加寬2m，與溢流壩交通橋銜接，同時(shí)在兩岸壩肩均設(shè)回車場(chǎng)以滿足防洪搶險(xiǎn)交通要求。回車場(chǎng)擬平鋪0.2m厚碾壓級(jí)配碎石，其上澆筑0.2m厚C20混凝土。在壩右岸新建180m上壩公路與原公路連接，上壩公路按山區(qū)四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用混凝土路面，路基寬4.5m，行車道寬3.5m，公路縱坡i≤8%。

2.1.2 平板閘方案比較

以上三個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)列于表2.1。

由表中可以看出，方案二即8孔7.5m方案投資比方案一少1.58萬元，比方案三多1.87萬元，三個(gè)方案的投資相差不大，原左岸上壩公路建筑工程費(fèi)用685.25萬元；平板閘方案二建筑工程費(fèi)276.98萬元，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝費(fèi)208.52萬元，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)121萬元，合計(jì)606.50萬元；比原左岸上壩公路建筑工程費(fèi)用少78.75萬元。考慮到方案二的布置與原水力自控翻板閘水力邊界條件相近，設(shè)計(jì)洪水位與校核洪水位與大壩安全鑒定結(jié)論接近，因此方案二較方案一和方案三為優(yōu)，因此本次設(shè)計(jì)采用方案二為推薦方案。

2.2 平板閘方案泄流安全論證

水庫溢流壩段現(xiàn)狀堰頂?shù)乃ψ钥仄胶夥彘l為10孔鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘高4m，總長(zhǎng)為80m。水庫正常水位為246m。據(jù)水利部江河公司1994年提供的資料，翻板閘的啟動(dòng)水位為246.026±0.05m，全開水位為247.20m。水力自控翻板閘泄流曲線系根據(jù)《廣西恭城瑤族自治縣峻山水庫大壩安全鑒定報(bào)告》得出，其泄流曲線見表1和圖1。

表1 水力自控翻板閘Q～H曲線表

平板閘方案維持溢流長(zhǎng)度80m以及堰頂高程242.00m不變，布置8孔凈寬7.5m平板閘。平板閘方案不改變?cè)缌鲏窝呙媲€，僅增加中墩及邊墩，因此認(rèn)為平板閘方案中流量系數(shù)與原溢流壩敞泄時(shí)流量系數(shù)相同，并增加中墩和邊墩側(cè)收縮系數(shù)計(jì)算泄流曲線，其公式如下。

Q——流量，m3/s；

b——溢流堰單孔凈寬，m；

n——孔數(shù)；

H0——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上總水頭，m；

m——流量系數(shù)，同原敞泄流量系數(shù)；

ε——側(cè)收縮系數(shù)。

將水力自控翻板閘Q～H與平板閘方案采用Q～H列于表2中。

從表2中可以看出：在低水部位 （水力自控翻板閘全開水位247.20m前）平板閘方案設(shè)計(jì)值的流量與水力自控翻板閘相差較大，平板閘方案的設(shè)計(jì)泄流量大于水力自控翻板閘方案；在中水部位（水力自控翻板閘全開水位247.20m～248.20m）平板閘方案值的流量與水力自控翻板閘設(shè)計(jì)值幾乎重合；在高水部位（248.20m～251.00m）平板閘方案設(shè)計(jì)值的泄流量較水力自控翻板閘設(shè)計(jì)值小。在水位為251.0m時(shí)相差279.78 m3/s，說明峻山溢洪道改為平板閘方案后在高水位泄流能力略小，根據(jù)兩個(gè)方案的泄流能力分別對(duì)水庫進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算，調(diào)洪后平板閘方案主壩校核洪水位（P=0.1%）為251.03m，而自控翻板閘方案校核洪水位為251.02m，兩方案校核水位高程基本一致，故認(rèn)為通過水工模型試驗(yàn)以及依據(jù)模型試驗(yàn)進(jìn)行的溢流壩平板閘方案的優(yōu)化，溢洪道過水能力滿足要求，泄流安全。

3 結(jié)束語

平板閘方案較好的解決了峻山水庫水力自控翻板閘閘前無攔污設(shè)施，易發(fā)生閘門卡阻，難以監(jiān)控閘門運(yùn)行狀態(tài)的問題及閘頂交通問題。溢洪道頂水力自控翻板閘改為平板閘方案后其過水能力滿足要求，泄流安全。

［1］SL265-2001 水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[Z].

［2］廣西恭城瑤族自治縣峻山水庫樞紐工程除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].桂林：桂林市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2004.