水库除险加固工程溢洪道设计的实例分析摘 要：对于存在安全隐患的水库必须采取相应的除险加固措施，以保证水库的安全稳定 运行，保护下游人民财产不受洪水侵害某水库溢洪道存在较多安全隐患，在确定了溢洪道 工程总布置后，分别从泄流能力计算、陡槽水力计算、消能计算等方面进行病险水库溢洪道 加固设计关键词：溢洪道；加固设计；实例分析水库除了为人们提供日常生活、农业灌溉、工业生产用水之外，还在防御洪水灾害发挥 着不可替代的作用但由于水库设计、施工、运行管理中存在的问题，部分水库达不到国家 规定的防洪标准，而且随着水库运行时间延长，水库设施和各种设备不断老化，有些水库工 程存在较严重的质量问题，尤其是溢洪道，损坏严重因此，有必要对病险水库进行除险加 固设计，使水库发挥其作用，保护人民生命财产安全1 工程概况某水库是一座以农业灌溉为主，兼顾防洪的小（2）型水库，大坝为均质土坝，最大坝高 10m,坝轴线长87m，坝顶宽2-3m，坝顶高程为1000.00m坝址以上集雨面积2.89km2,总库 容32.8万m3,其中死库容3.8万m3,兴利库容19.2万m3设计标准按20年一遇洪水设 计，50年一遇洪水校核大坝右岸有正槽式简易溢洪道一座，堰顶高程为999.00m，堰宽5m。
三面无衬砌，且断面极不规则，溢洪道尾部被洪水冲刷出直径1-8m大小不等的坑数个，泄洪 能力极差2 溢洪道存在的问题溢洪道进口处和控制段已经被损坏，两侧石挡墙砌石出现很大的裂缝和倾斜，消力池及 海漫已被洪水冲毁，这样的质量通病已经影响水库正常泄洪，危及水库大坝安全溢洪道应 拆除重建，确证大坝的安全使用3 溢洪道工程设计根据洪水复核及调洪演算的结果可知，水库现状坝顶高程为1000.0m，未设防浪墙设 计溢流堰顶高程为998. 00m、从现堰顶下挖1.0m即可满足防洪安全要求结合该水库工程的 实际地形，水库溢洪道布置于大坝的右岸，为正槽式溢洪道，堰型为宽顶堰堰宽5m,堰上 水头为1.35m，堰长10m （2.5h三LW10h）,最大下泄流量为11.71m3/s溢洪道断面设计为 矩形断面（m=0）3.1 溢洪道水力计算3.1.1临界水深hk计算临界水深hk的计算公式为:hk= (a q2/g) 1/3式中：a 行进流速系数(取为1.0)q 单宽流量(2.34m3/s)g 重力加速度(9.8m1/2/s)经计算，hk=0.824m3.1.2 临界底坡计算根据公式 ik=gXk/aCk2Bk 计算，式中：ik：相应于临界水深hk时的临界坡度Xk：湿周(6.65m)A：流速分布不均匀系数，取为1Ck：相应于临界水深hk时的谢才系数(94.65m1/2/s)Bk：相应于临界水深hk时的水面宽度(5m)经计算得：ik=0.00153.1.3 堰段水面线鉴于水库的地质地形条件，本次设计中拟定溢洪道为正槽式溢洪道，堰型为宽顶堰，根 据调洪演算的结果，其堰宽为5m，堰上水头为1.35m，堰项高程为998. 00m，堰长为10m。
3.1.4泄槽段水面曲线计算由于水流在堰段末端产生临界水深，以此水深为泄槽段水面曲线计算的控制水深向下游 逐段试算，根据泄槽段底坡必须大于临界底坡ik=0.0015的要求，结合该水库工程的实际地 形条件，拟定底坡i=0.117水面曲线试算采用公式为：§L1-2=[ (hgcos 9+a gvg2/2g)- (h1cos 9+a 1v12/2g) ]/i-J 和 J= (n2v2) R4/33.2 消力池水力计算3.2.1、尾水渠水深计算令尾水渠水深为h,渠底宽B=5m，n=0.015, i=0.005，则按明渠均匀流公式：Q=s?c? (R?i) 1/2进行试算，即Q=[b?h?（b?h）2/3?i1/2]/[n?（b+2h）2/3]式中：Q：溢洪道最大下泄流量11.71m3/s；n：糙率，取0.015；b：尾水渠底宽5m；i：尾水渠比降（i=0.005）；c：谢才系数；3：过水断面面积；h：水深经试算，尾水渠水深 h=0.728m3.2.2、 消力池前收缩水深 hc 计算消力池宽为5m，按《水工设计手册》第六分册中公式Eo‘ =hc+Q2/[2g?©2? （hc?B） 2]进行试算，式中：Eo‘：堰顶水能；hc：收缩水深；Q：下泄流量；©:流速系数；g：重力加速度；B：消力池宽；经试算：hc=1.08m。
3.2.3、 跃后水深he'计算根据公式 he'二hc/2[ (l+8q2/g?hc3) 1/2-1]进行试算:式中：he'：跃后水深；q：单宽流量为2.34m3/s；g：重力加速度9.8ml/2/s；he :消力池前收缩水深1.08m；经试算，he' =3.94mh+s+AZ) / he',式中：h：尾水渠水深0.728m；s：消力池挖深2.5m；△Z：水面出池降落高度2.23m；he '：跃后水深3.94m；经计算得：he=1.08m he'=3.94ms=2. 5m △Z=2. 23m则消力池底板高程=990.18m；尾水渠底板高程=992.68m3.2.4、消力池长计算根据公式L=L1+0.7Lj进行试算，得消力池长L=20m3. 3溢洪道布置 结合实际地形条件，溢洪道布置于大坝的右岸，为正槽式溢洪道，由溢流堰、泄槽段、消力池和尾水渠组成3. 4溢洪道构造溢洪道边墙采用直墙式挡土墙，底板与边墙全部用30em厚现浇C20砼衬砌；消力池段底 板及边墙均采用30cm厚现浇C20钢筋砼衬砌；尾水渠段底板及边墙采用现浇C20砼衬砌， 厚为30cm洪道在溢流堰及水平段底板两侧设伸缩缝，其余每隔10m设伸缩缝，相应设防滑 齿槽，缝用沥清砂浆回填；为了减小底板扬压力，在砼底板下设(30X30cm)排水盲沟1条， 横向排水盲沟间距为 10m。
4 结束语在病险水库加固设计中，溢洪道工程是整个枢纽工程的关键和重点，它与大坝加固方案 相互影响，相互制约，不仅影响工程的加固效果与加固投资，还直接关系水库泄洪对下游沿 河及库区的淹没影响，应多方案综合分析比较后确定最佳方案。