谌玉萍

【摘要】根据葛大水库溢洪道实际存在的问题，提出了该溢洪道加固设计方案，有效的解决了溢洪道存在的问题，确保了工程和下游人民及国家财产的安全。

【关键词】葛大水库；溢洪道；溢流堰；陡槽；消力池；边墙；底板；设计

1 工程概况

葛大水库位于于都县葛坳乡蛇颈村，处于梅江二级支流葛坳河上，坝址以上集水面积0.60km2，主河长1.35km，河道平均纵比降30.6‰。水库于1958年动工兴建，1961年竣工，主要建筑物由大坝、溢洪道、灌溉引水系统及渠系建筑物组成，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪等综合效益的小（2）型水库。水库总库容99.4万m3，设计灌溉面积1800亩。

根据《防洪标准》（GB50201—94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）的规定：葛大水库枢纽工程等为Ⅴ等，水工建筑物级别：永久性主要建筑物大坝、溢洪道、引水系统为5级，永久性次要建筑物为5级。设计洪水标准采用30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。加固后葛大水库死水位为169.73m，正常蓄水位为181.40m，设计洪水位为181.85m，校核洪水位为182.06m。

该水库地理位置重要，保护下游人口5000人、耕地面积1800亩和319国道200m。

2 溢洪道现状及存在的主要问题

溢洪道紧邻大坝左侧，由大坝左岸山体开挖而成，为无闸控制开敞式溢洪道，系人工开挖而成明渠式溢洪道，2010年葛坳乡政府对溢洪道进行了应急除险衬护加固处理，主要为拆除溢流堰，并对进口引水渠边墙进行了衬护。

溢洪道长26m，进口宽约4.0m，进口底板高程为180.80m，未达设计规模，比正常蓄水位低1.4m。溢洪道未完建，无泄水槽和消能设施，泄洪时水流直冲大坝左岸下游坝坡，严重威胁大坝安全。

溢洪道两侧均设有浆砌石边墙，顶宽20～30cm左右，高度为0.5～1.2m左右，质量一般。溢洪道基岩岩性为强风化砂岩。溢洪道边墙高度不足，抗滑稳定不能满足规范要求。

3 溢洪道加固设计

3.1 溢洪道加固总体布置

对原溢洪道进行拆除重建，根据溢洪道所处的地形及地质条件，对溢洪道进行平面布置及纵断面设计，溢流堰堰顶恢复至正常蓄水位181.40m高程，新建进口段、控制段、泄槽段、消能段尾水渠段边墙及底板。溢洪道总体布置见图1和图2。

图1 溢洪道加固设计平面布置图

图2 溢洪道加固设计纵断面图

3.2 溢洪道加固处理设计

⑴ 进口段加固设计

进口段平面布置：进水口前3m设置一八字形喇叭口，喇叭口首端宽7.5m，末端宽4m。

进口段底板高程180.80m，左侧边墙墙高为2.2m，右侧边墙墙高根据大坝上游坡的轮廓线确定，为 1.48～3.2m。进口段底板及边墙采用C20钢筋砼结构。

⑵ 控制段加固设计

控制段溢流堰为有坎宽顶堰，堰高0.6m，堰进口边缘采用半径为0.3m的圆弧修圆，堰顺水流方向长4m，堰顶高程181.40m，溢流净宽4m。

溢流堰采用C20钢筋结构，堰体厚1m。边墙采用C20钢筋砼结构，左侧墙高1.6m，右侧墙高2.6m。

⑶ 泄槽及消能防冲设计

根据溢洪道所处地形条件，溢洪道设计为二级消能。

① 一级泄槽

控制段末端布置一级泄槽，一级泄槽在平面上设置一弯道，转弯半径10m，转角7.84°。泄槽前段9.5m处为渐变段，渐变段首端宽4m，末端宽1.5m，此后泄槽宽都均为1.5m。

一级泄槽长39.8m，在桩号K0+004.000～K0+020.600m，纵坡为1：5.929，在桩号K0+020.600～K0+043.800m，纵坡为1：2，两纵坡用半径为20m的圆弧段衔接。一级泄槽底板起点高程181.40m，末端高程167.00m。两侧边墙按校核水位流量的掺气水深加1 m超高控制。

一级泄槽地板厚0.3m，底板及边墙采用C20钢筋砼結构。

② 一级消力池

一级泄槽末端设置一级消力池，消力池底宽1.5m，池深、池长由消能计算确定，经计算：池深1.3m，池长12m，尾坎高1.3m。

底板为钢筋砼结构，厚0.6m，消力池底板设置排水孔，排水孔纵向间距1.5m。消力池边墙采用C20砼浇筑，墙高3m，墙宽0.5m。

③ 二级泄槽

一级消力池末端接二级泄槽，二级泄槽宽1.5m，长12m，纵坡1：5。两侧边墙按校核水位流量的掺气水深加1 m超高控制。二级泄槽地板厚0.3m，底板及边墙采用C20钢筋砼结构。

④ 二级消力池

二级泄槽末端设置一级消力池，消力池底宽1.5m，池深、池长由消能计算确定，经计算：池深8m，池长5m，尾坎高0.8m。

底板为钢筋砼结构，厚0.3m，消力池底板设置排水孔，排水孔纵向间距1.5m，消力池边墙采用C20砼浇筑，墙高2.1m，墙宽0.3m。

⑷ 尾水渠整治

二级消力池出口接尾水渠，纵坡为1%，二级消力池后前段10m为采用钢筋砼结构，此后为土渠，尾水渠末端和老河床相接。

3.3 溢洪道加固设计计算

溢洪道溢流净宽4.0m，溢洪道泄流能力计算采用公式：

计入水头损失的溢洪道泄流能力计算成果见表3.2.1。

表3.2.1 库水位～溢洪道下泄流量关系表

库水位（m） 181.40 181.60 181.80 182.00 182.20 182.40

泄流量（m3/s） 0.00 0.54 1.53 2.81 4.30 5.99

库水位（m） 182.60 182.80 183.00 183.20 183.40

泄流量（m3/s） 7.84 9.84 11.98 14.23 16.60

由库水位～溢洪道下泄流量关系得出水库加固后的调洪演算成果见表3.2.2。

表3.2.2 溢洪道加固后调洪演算成果表

频 率

项 目 P（%）

0.33 0.5 3.33 5 10

坝前最高库水位（m） 182.06 182.02 181.85 181.82 181.76

相应最大下泄流量（m3/s） 3.27 2.98 1.87 1.65 1.31

由溢洪道加固后的调洪演算成果，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）规定，计算坝顶超高。坝超高按下式计算：Y=R5%+e+A。计算成果见表3.2.3。

表3.2.2 葛大水库大坝坝顶超高计算成果表 单位：m

项 目

运行情况 库水位 R5% e A Y 计算所需坝顶高程

正常运用

（设计洪水P=3.33%） 181.85 1.32 0.004 0.5 183.67 183.67

非常运用

（校核洪水P=0.33%） 182.06 0.77 0.002 0.3 183.13 183.13

由表3.2.2可知，计算所需最大坝顶高程183.67m，现状大坝坝顶高程185.27～185.79m，溢洪道加固后坝顶高程满足规范要求的抗洪高度。

（溢洪道泄槽水面線的推求和消力池消能防冲计算略）

4 结束语

葛大水库溢洪道加固设计，是在工程现状和实际地形勘测的基础上进行的加固设计，通过加固设计的实施，溢洪道堰顶高程加高至正常蓄水位，恢复了水库设计效益，新建了进口段、溢流堰、泄槽和消能设施，解决了引水渠边墙高度不足，抗滑稳定不足、泄洪时洪水直冲大坝左岸下游坝坡和无消能设施等问题。对确保葛大水库的安全运行及下游人民和国家财产安全取得了良好的效果。

参考文献：

[1] 《溢洪道设计规范》SL253-2000；

[2] 《水利计算手册》武汉大学水利水电学院 李炜主编