溢洪道沉陷處理

趙中鵬

（中國水利水電第六工程局有限公司 遼寧沈陽 118002）

1 工程概況

工程地處山丘區，土壤肥沃，氣候溫暖，雨量充沛水庫地處山丘區，砂石等天然建筑材料儲量豐富，各項技術指標滿足要求。水庫所在河流為荊條河，水庫建于1972年，壩址以上河道長2.0km，集雨面積1.04km2，河道比降為89.25‰。

2012年7月31日～8月4日，綏中縣出現持續強降雨，致使山洪暴發，河水猛漲。此次洪澇災害波及綏中縣25個鄉鎮，受災人口達45萬人，造成經濟損失達13.8億元。通過對水毀原因進行分析，發現主要情況為：溢洪消力池原設計標準20年一遇標準，這次綏中縣遭遇的洪水已超過40年一遇標準。由于輸水洞尾水渠被破壞，洪水和水庫下泄水流直沖刷溢洪道左側導流墻體，導流墻水壓力增加，致使導流墻倒塌[1]。

2 溢洪道沉陷處理

2.1 溢洪道沉陷處理內容

溢洪道底板先采用卵石將坑洼處填至設計高程，再采用鋼筋混凝土襯砌，溢洪道末端修建消力池。在溢洪道加固后，將溢洪道重建為開敞式無閘門控制，新建溢洪道左側邊墻，溢洪道末端設消力池，底板修復。邊墻為漿砌石砌筑，底板為鋼筋混凝土結構。溢洪道進口高程為48.00m，溢流堰寬12m，長度為28m，斗槽寬度12～8.5m，斗槽長度53m。斗槽末端采用底流消能，消力池深0.9m，寬8.5m，長19m[2]。

2.2 溢洪道沉陷工程設計

（1）溢洪道大小和防洪庫容確定

通過計算，本工程設計標準采用P=10%洪水時洪峰流量為28.31m3/s，校核標準采用P=5%洪水時洪峰流量為35.65m3/s。溢洪道設計標準采用P=5%。上荊水庫泄洪設計為無閘控制，根據上荊水庫實際情況確定溢洪道底高程為48.00m。考慮泄洪河床地形地勢，經調洪演算設計溢洪道堰寬12m，堰長29m，在P=2%校核洪水標準下，溢洪水深1.31m，防洪庫容3.88萬m3，校核洪水位49.31m，相對應的庫容為11.12萬m3。在P=10%設計洪水標準下，溢洪水深1.07m，防洪庫容3.52萬m3，設計洪水位49.07m，相對應的庫容10.76萬m3。

上荊水庫采用防洪標準頻率P=10%設計。

洪水調節計算是根據校核洪水用簡易調洪方法調洪，選最優方案，確定溢洪道底寬和最高洪水位。

采用簡化調洪公式見式（1）。

式（1）中：Qm-某一頻率的最大泄量（m3/s）；Qp-某一設計頻率洪峰流量（m3/s）；V防-溢洪道底以上防洪庫容（萬m）3；W調p-某一設計頻率參與調洪的洪量（萬 m）3。

溢洪道下泄流量計算公式見式（2）。

Q=Mbh3/2（2）

式（2）中：Q-下泄流量（m3/s）；b-溢洪道底寬（m）；h-溢洪水深（m）；M-流量系數采用：在設計洪水時采用寬頂堰，M取1.5。

（2）防洪庫容和設計供水位

根據設計洪水調節計算結果，確定溢洪道底寬b=12m。防洪庫容和設計洪水位見表1。

2.3 溢洪道設計

根據正常庫容，確定溢洪道進口高程為48.00m。溢流堰堰型為寬頂堰。

按堰流能量公式計算溢流堰末端水深，計算成果見表2。

通過表2計算，得出溢流堰末端水深為1.08，陡坡臨界坡降ik=0.004，根據實測地形，溢流堰下端斜坡坡比i=0.074，＞計算的陡坡臨界坡降因此判定斜坡為陡坡。

由于原有溢洪道底板已被沖刷破壞，溢洪道末端形成深坑，修復后的溢洪道底板與下游河道存在高差，因此需對溢洪道末端進行消能計算。通過計算，確定消力池池深0.9m，消力池長19m。

上荊水庫原有溢洪道長度為78.5m，只位于溢洪道左側。通過復核計算及勘察，將原有溢洪道從末端起拆除13m，新建溢洪道右側邊墻，溢洪道末端修建消力池。新建邊墻采用漿砌石結構。墻頂寬0.4m，坡比1：0.3，墻高2.2m，底板采用30cm厚鋼筋混凝土結構，底寬由12m漸變至8m。沖毀地段采用卵石填充到設計高程。邊墻每10m設一道伸縮縫，砌石砂漿M10。溢洪道消力池，池深0.9m。消力池底板采用40cm厚鋼筋混凝土結構，寬8m，消力池邊墻與溢洪道邊墻結構一致，末端墻高3.75m。

3 溢洪道工程處理

溢洪道邊墻采用漿砌石砌筑。漿砌石砌筑要求：①砌筑前，應在砌體外將石料上的泥垢沖洗干凈，砌筑時保持砌石表面濕潤；②上下層砌石應錯縫砌筑，砌體外露面應平整美觀；③勾縫前必須清縫，用水沖凈并保持縫糟內濕潤，砂漿應分次向縫內填塞密實，勾縫砂漿標號應高于砌體砂漿，應按實有砌縫勾平縫，嚴禁勾假縫、凸縫，砌筑完畢后應保持砌體表面濕潤做好養護；④砂漿配合比、工作性能等應按設計標號通過試驗確定，施工中應在砌筑現場隨機制取試件。

表 1 防洪庫容和設計洪水位（單位：V（萬 m3）；H、h、b（m）；Q（m3/s））

表2 堰后水深（h、hk）計算表

混凝土施工主要為溢洪道底板工程。拌和采用2×1.0m3攪拌樓，水平運輸采用8t自卸汽車。底板混凝土采用8t自卸汽車直接入倉，溢流堰混凝土采用溜槽入倉澆筑，根據混凝土施工部位的不同分別采用1.1kW振動器、1.5kW振動器、8.5kWA變頻機組振搗。

4 結束語

綜上所述，溢洪道出現沉陷的問題是亟需解決的。要解決類似問題，需要有精心的專業的設計和工程組織，同時，除了水利工程管理單位外，更需要全社會的關心和支持，才能及時解決問題，讓中小型水庫能更好造福于社會，造福于人民。

[1]張繼勛，任旭華，王超，等.陡峭建基面溢洪道挑坎動力穩定性分析[J].水電能源科學，2012（01）：124～126+23.

[2]李玲，陳永燦，李永紅.溢洪道出口扭曲型挑坎水流的數值模擬[J].水力發電學報，2007（02）：79～82.