岸堤水庫溢洪道除險加固工程設計研究

湯立鵬

摘要：以岸堤水庫加固工程為例，本論文分析了溢洪道進和出口、出水渠道開挖寬度設計方案的比較和選擇，以及溢洪閘加固方案的比較和選擇。從經濟和技術方面分析各種方法的優點和缺點。作為流入口和流出口的加固方案，流入口掘進底寬為192米，流出口掘進底寬為120米。作為防洪水閘加固方案，已選擇左水閘部分拆除和加固，右水閘重建，并在實際工程中很好地應用，帶來了顯著的經濟和社會效益。

關鍵詞：溢洪道加固;進、出水渠加固;溢洪閘加固;方案比選

1引言

加固現有水庫是水利工程建設的重要問題。溢洪道是水利工程的重要工程。其穩定性和設計方案直接關系到水庫建設的安全性和經濟效益。潘露等人使用了一種實驗性的方法來解決溢出洪水。

本文研究了道出口處挑流鼻坎體型設計，提出了一種凹折線型斜切挑坎的新型式，具有突出的工程優點。葉祥飛通過物理實驗和數值模擬法優化了余水吐入口的設計，提高了放流能力。唐笑叮通過數值模擬和模型測試，考察了各種類型的余吐的釋放能力。數值模擬的沉淀結果比理論計算的結果高出4% ～ 5%。王超、朱友軍利用數值模擬和理論計算方法，對階梯狀余吐的能量耗散效率進行分析，得出后退池階梯具有顯著的能量耗散效果的結論。在先前研究的基礎上，本文提出了余吐加固工程設計方案的比較和選擇，該方案可為同類工程提供參考。

2工程概況

該岸堤水庫建于1960年，是山東省第二大水庫。是用于防洪、供水、灌溉、發電的大型（二）型水庫。堤壩水庫水閘（水路）區域有一個斷層（F），通過南北水閘之間的頭。具有4 ～ 8m斷層帶寬的壓縮正斷層，區域被黏土填滿，斷層蓋在有起伏的帶。斷層向水平方向扭曲700多米，垂壁的寒武紀層與大山侵蝕巖接觸。在余水吐的下游，能看見斷層，發生模糊。斷層通過潘家溝新村，到達連接水庫上游和下游的斷裂帶東汶河。在道路上露出的地層，主要是的巖相是混合花崗巖，石灰巖。除了回填壤土和礫石壤土之外，第四紀層只在兩側的斜面上部和左右水閘的中央和頭部發達，主要的巖相是殘留的斜面堆積物（Q4）粘土。

3溢洪道除險加固的必要性

近年來，由于上級領導的關注和國家對水利投資的加大，大部分中小型水庫都得到了加強和不同程度的治理，防洪標準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年代大眾運動的產物，這是典型的“三邊工程”，經過數十年的長期運營，它們大壩主體、大壩基礎、大壩橋臺漏水;蓄水池的排水隧道和吐水量已經荒廢，無法正常運行。如果問題不能在規定時間內被發現，強化措施不能盡快采取，那就會受到很大的限制。當前我國現代化發展的步伐，特別是農業現代化的速度。念倫水庫溢洪道是位于1號壩和2號壩之間的河堤邊坡開放余水吐，安全隱患主要表現如下：

（1）溢流壩壩底底部海拔196.54米，但余水吐底部黏土層的透水性仍在196.54米以下，仍較強，容易向水庫周邊漏水，導致水庫嚴重漏水。

（2）在挖掘過程中，從ZK03（0 + 035m）泄洪道孔中挖掘泥巖后，地下水從開口流出，表明泄洪道大壩與0 + 035m之間的地面存在積水。另外，溢洪道大部分排水孔大部分已被堵塞，超過0 + 025m的部分溢洪道可能產生過大的隆起壓力，對底板的穩定性產生不良影響。

（3）溢洪道堰前右墻形狀不合理，高水位下水流形態較差，右墻受損嚴重，威脅到水庫右頭的安全。

（4）周圍基巖的風化和瓶頸，容易導致排出能力不足，不能確保安全排出。根據溢洪道問題原因分析，為確保項目安全運營，需對余水吐進行加固。

4溢洪道除險加固的工程措施

針對溢洪道存在的上述問題，加固設計采用了以下對策。

（1）在溢洪道大壩底部設置額外的隔離墻，盡可能降低大壩底面及5m范圍內靜止水池尾部的抽水壓力和滲流，其中包括50pvc排水管，距離2mx2m。排水口入口的一端用土工過濾器包裹，后面是300x 300x300的沙子和碎石的過濾器樁。

（2）保持底板的混凝土，凝固后，灌入20厘米厚的混凝土。鑿毛的位置不能超過模板支持的位置。在沒有超過的情況下，漿容易漏出。深度為0.5 ～ 1em。在安裝模框前，用鋼絲刷+閃光水清潔模框，露出石頭的原始表面。澆筑混凝土時，使用相同比例的砂漿。舊的混凝土主要撿浮漿表面比較合適，太深很難撿到加固材料或保護層加固材料太小。這樣，完成的混凝土和新注入的混凝土就可以形成一個整體。使用沖擊鉆頭在約5cm深的老舊混凝土面上鑿出梅花形狀的洞。然后插入8根露出的鋼筋，將15crm插入其中。在澆筑新混凝土時，按10mx10m（一個澆筑塊）制作，并在20mm寬的澆筑塊之間設置伸縮接頭，填充瀝青砂漿。

（3）在溢出面底部設置排水溝（管道），并在排水溝上打排水孔。651型橡膠止水帶設置在前板的混凝土橫向延伸接縫處，以降低吐槽地面和泥巖或泥巖中間層擋板所引起的隆起壓力。地質鉆探數據顯示，泥巖掘進到余水吐洞ZK03（0 + 035米）后，地下水從開口處流出，余水吐壩與0 + 035米之間的地面存在積水。而且，溢流面排水孔幾乎都被堵住，在溢流面設置排水孔的話，高流量的水會產生高變動壓力。變動的壓力有可能從排水孔進入底板，對底板的穩定性產生不良影響。為了使流出通道底板更加安全，在溢流面設置了縱橫排水暗管，在上游側底板的插槽設置橫向排水盲管。排水管采用與垂直排水盲管連接的200根柔性盲管，垂直排水盲管的直徑為20cm。

5結語

（1）溢洪道加固材料的設計和布局是否合理，不僅直接影響蓄水池的安全性，而且關系到整個工程的成本。工程中小型溢洪道的工程成本和勞動力約占水庫工程成本和勞動力的25% ～ 30%，因此溢洪道的合理布局和選擇如下。水庫工程設計中比較重要的環節。除此之外，由于沒有膨脹和沉降的接合處，部分較寬區域的水壓混凝土襯砌會出現一些裂縫，總之，這一切都會影響工程的安全性。

（2）該工程水庫溢洪道固工程已于2009年初竣工。經過半年蓄水試驗，余吐安全，工程進展順利，說明余吐加固設計合理，技術可行，很有效果。

（3）作為加固工程，由于原始數據不完整，在條件允許的情況下，應充分深入地進行地質勘察，以避免施工過程中因地質因素造成變化過大。為了不讓結算投資超過項目預算投資，會增加過多的項目金額。另外，在建設過程中，所有者、監督、設計、建設部門緊密合作，針對中小規模的溢洪道是經常出現的問題。為了確保項目的安全性和經濟可行性，需要對數據收集、布局規劃、節水計算和結構計算進行各個層面的檢查。并在施工過程中根據實際土木地質條件，及時進行設計優化和變更，確保工程的順利建設。相比之下，它比其他方案具有經濟和工程上的優勢。

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