吴盖+孙敏
摘 要：某水库工程位于赣江支流，水库总库容1401×104m3，是一座中型水库，根据地形地质条件，该水库大坝采用土石坝，设置岸边式溢洪道溢流。溢洪道布置于右岸坝端，为开挖式岸边溢洪道，由进水渠、控制段、陡槽段及消能段组成。对应设计洪水位相应下泄流量579m3/s，对应校核洪水位相应下泄流量941m3/s。通过对溢洪道孔口尺寸进行比选，选择合适的结构尺寸；通过对泄槽水面线进行计算，选择合适的边墙高度；通过对泄槽底板的稳定计算，合理选择泄槽基础锚筋的处理范围。通过解决以上几方面的问题，保证了水库溢洪道设计的安全、合理。
关键词：溢洪道；控制段；泄槽
某水库座落于赣江支流，该水库是一座以供水、灌溉为主，兼顾防洪、发电等综合效益的中型水库。水库大坝为土石坝[1]，采用岸边溢洪道溢流，溢洪道布置于右岸坝端，为开挖式岸边溢洪道，由进水渠、控制段、陡槽段及消能段组成，引水渠为底宽20.0m的梯形渠道，边坡1：1，通过12m长渐变段与控制段衔接；控制段长19.0m，为两孔，每孔净宽9.0m，控制段采用整体式结构，左右边墙顶宽均为2.0m，中墩宽2.0m，溢流堰采用WES实用堰；陡槽段纵向坡度为1：3.98～1：3.33，陡槽尾部接挑流消能，挑流鼻坎高程为281.45m，挑角27.50°，将水流消能后挑射至下游河床。
1 溢洪道孔口尺寸选择
根据地形、地质条件，岸边溢洪道布置于右岸坝端，为开挖式岸边溢洪道，由进水渠、控制段、陡槽段及消能段组成，水库校核洪水位（P=0.1%）相应下泄流量为941m3/s、设计洪水位（P=2%）相应下泄流量为579m3/s，根据水文洪水调节计算及溢洪道泄流能力要求，对溢洪道布置选取了方案一：2×7.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程335.0m和方案二：2×9.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程334.0m两个方案进行比选。
1.1 方案一：2×7.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程335.0m
通过溢洪道过流能力及调洪计算，该方案校核洪水位（P=0.1%）为344.24m、设计洪水位（P=2%）为341.85m，设计坝顶高程为344.30m。
1.2 方案二：2×9.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程334.0m
通过溢洪道过流能力及调洪计算，该方案校核洪水位（P=0.1%）为342.21、设计洪水位（P=2%）为341.84m，设计坝顶高程为342.70m。
1.3 溢洪道方案选择
方案一溢洪道堰顶高程较高，相应控制段底板高程高，泄流净宽小，根据右岸山体地形地质条件布置溢洪道，右岸山体开挖量小，但坝体较高，堆石量相对较大；方案二溢洪道堰顶高程低，相应控制段底板高程低，泄流净宽大，根据溢洪道布置，右岸山体开挖量大，但坝体堆石量相对较小。因此，本阶段主要从工程量、泄流条件等方面进行综合比选。两方案比选详见表1。
通过比选可知，方案一比方案二工程投资大157万元，两方案工程投资相差不大，考虑到工程所处区域为山区性洪水，设计洪水位至校核洪水位之间历时较短，当溢流孔口为2×7m时，坝顶高程由校核洪水位控制，当溢流孔口为2×9m时，坝顶高程由设计洪水位控制，因此，从工程运行、安全泄洪及经济上综合分析，推荐溢洪道采用大泄量、低堰顶的方案二，即2×9.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程334.0m方案。该方案布置详见图1。
2 泄槽水面线计算
通过经验公式计算，求得弯道外侧水面与中心线水面的高差为5.95m。
泄槽弯道急流段外侧横向水位差根据小扰动冲击波理论及经验公式计算，取其大值为9.0m，因此，泄槽弯道段墙高应不小于11.76m，最终弯道段外侧墙高取12.0m。
3 泄槽底板抗浮计算
3.1 计算公式
3.2 泄槽底板抗浮稳定计算
（1）计算断面溢0+099.622～0+109.622，先按照工况条件为校核洪水不加锚杆，闸孔B=20m，总泄量941m3/s，上游342.21m时进行计算：Kf=2.32>[Kf]=1.2 满足要求。
（2）计算断面溢0+169.622～0+179.622，先按照工况条件为校核洪水不加锚杆，闸孔B=20m，总泄量941m3/s，上游342.21m时进行计算：Kf=0.72<[Kf]=1.2，不满足要求。
因此，该段泄槽底板需要增设锚杆，锚杆采用φ22钢筋，间距3m，入岩深4.5m。采取锚固措施时，Kf=1.55>[Kf]=1.2，满足要求。
4 结束语
溢洪道[2]是水库中的泄水建筑物，用以宣泄规划库容所不能容纳的红石，防止洪水满溢坝顶，因此溢洪道设计关系到整个水库枢纽工程的安全。
控制段[3]是水库下泄洪水的口门，是控制溢洪道泄流能力的关键部位，因此必须合理选择溢流堰段的形式和尺寸，本文通过对溢洪道孔口尺寸进行比选，在满足泄洪要求的前提下，选择合适的结构尺寸。泄槽的主要作用是将过堰洪水安全的泄向下游河道，通过对泄槽水面线进行计算，选择合适的边墙高度，满足泄流的要求；并通过对泄槽底板的稳定计算，合理选择泄槽基础锚筋的处理范围。
通过解决溢洪道以上几方面的问题，保证了该水库溢洪道设计的安全、合理。
参考文献
[1]水利部水利水电规划设计总院.水工设计手册（第2版）第6卷土石坝[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[2]祁庆和.水工建筑物（第三版）[M].北京：中国水利水电出版社，1997.
[3]SL253-2000.水利部天津水利水电勘测设计研究院.溢洪道设计规范[S].北京：中国水利水电出版社，2000.
作者简介：吴盖（1982-），男，河北景县人，工作于江西省水利规划设计研究院，工程师，硕士，主要从事水工结构方面的研究。
孙敏（1980-），男，江西新干人，工作于江西省水利规划设计研究院，高级工程师，本科，主要从事水工结构方面的研究。
