周 敏，郭 锋

(辽宁省水利水电勘测设计研究院，沈阳110006)

1 工程概况

大伙房水库是浑河干流上一座以防洪、灌溉、供水为主，兼顾养鱼和发电等综合利用的大型控制性水利枢纽工程，控制流域面积5 437.00 km2，占浑河流域面积的47.40%，总库容22.68 ×108m3。为大(1)型水库，按1 000 a 一遇洪水设计，设计水位136.63 m，可能最大洪水校核，校核水位139.32 m。

枢纽工程主要由主坝、一副坝、二副坝、输水洞、主溢洪道、第一非常溢洪道、第二非常溢洪道、(本次加固设计改建成挡水副坝)、电站及城市供水取水口组成。主溢洪道位于主坝右岸，为5 孔直泄陡槽式溢洪道，每孔净宽10.4 m，溢流总净宽52.0 m。堰顶高程125.0m，堰高3.0m。溢流堰面为克－奥非真空实用堰。闸门尺寸10.4 m×7.0 m(本次改建设计为10.4 m×8.7 m)［1］。

2 主溢洪道现存问题

本次除险加固设计对主溢洪道泄流能力重新进行了复核，并通过水工模型试验加以验证，经本次设计复核，现主溢洪道工作桥面高程、翼墙及陡槽段边墙顶高程;闸门最大开度时门缘底高程、闸门支铰高程及闸门高度和启闭机均不满足新洪水条件下的设计要求。分析成果如下:

2.1 主溢洪道堰上水面线复核

水工试验结论表明，在高水位泄流时，堰下形成淹没出流，流量系数明显降低;而且理论公式计算与查表法所得泄流曲线都不能反映实际情况，故本次设计堰面水舌曲线采用水工模型试验结果。

1)从试验曲线可以看出:在校核洪水情况下，闸门底缘和门支铰均淹没在水面线以下，故不满足《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74—95 中关于:闸门底缘及闸门支铰应避开水面漂浮物撞击”影响的要求。

2)经对溢洪道控制段、收缩段及陡槽段水面线复核，现有翼墙结构的高度和泄流断面的抗冲刷能力均不能满足主溢洪道安全运行的设计要求。

3)本次加固设计方案的水库调度方式要求主溢洪道必须错峰运用。错峰水位为133.0m，比原闸门挡水位高1.5m。因此闸门高度不能满足设计要求。

2.2 主溢洪道水工结构检测结论

1)闸墩、边墙普遍存在着贯穿性的水平施工缝。

2)闸墩、边墙及溢流堰混凝土抗压强度达到20 MPa，但混凝土含气量较低，气泡间距系数大，不满足严寒地区抗冻要求，使得水位变化区存在着明显的冻融破坏，表面出现剥蚀、骨料外露现象。

3 主溢洪道加固改建设计

3.1 主溢洪道改建工程布置

主溢洪道原轴线布置不变。原有溢流堰体和进水渠段、控制段、收缩段、陡槽段的边墙与底板均保留不动，仅对其进行加高处理。即对4个中墩及上部结构全部拆除重建。对控制段边墙和陡槽段边墙进行加高处理。

改建后的主溢洪道，堰顶高程仍为125.0 m，堰高3.0 m。泄流总净宽52.0 m，闸墩厚2.0 m，堰体总宽度为60.0 m。检修桥顶高程为141.5 m，桥宽7.88 m，左端与主坝坝顶交通路连接，右端通过连接段与第一非常溢洪道检修桥连接。工作桥设在闸墩下游侧，工作桥顶高程140.0 m，桥宽4.5 m。门支铰高程131.5 m。闸门最大开启高度时门缘底高程137.0 m。主溢洪道仍设5个溢流孔，工作闸门型式为液压式弧形钢闸门，闸门尺寸10.4 m ×8.7 m。在工作门前设检修门，其型式为叠梁式平板钢闸门。

3.2 水力计算与加固设计

3.2.1 主溢洪道水位—泄量关系曲线

主溢洪道防洪标准为1 000 a一遇洪水设计，可能最大洪水校核。设计洪水总泄量为3 693.0 m3/s(试验值);相应库水位为136.63 m，校核洪水总泄量为4 511.0 m3/s(试验值)，相应库水位为139.32 m。主溢洪道水位与泄量关系见表1。

表1 大伙房水库主溢洪道水位—泄量关系

3.2.2 主溢洪道溢流堰水面曲线

依据大连理工大学《大伙房水库除险加固工程水工模型试验报告》，主溢洪道堰上水面曲线见图1 所示。

图1 主溢洪道堰上水面曲线

本次设计确保设计洪水、PMF 洪水水流漂浮物不冲门铰;在PMF 洪水时保证水流不淹闸门底缘。

3.2.3 主溢洪道收缩段水面曲线

收缩段位于0 +20 ～0 +70 桩号，断面宽度由始端60.0 m收缩至未端25.0 m，边墙收缩角较大(Φ =19.3°)。因此，在此收缩段内，水流受冲击波和水流掺气的影响，流态复杂。主溢洪道收缩段水面曲线坐标见表2。

表2 主溢洪道收缩段水面曲线 m

根据上表试验结果，考虑水面曲线加掺气超高，收缩段边墙需加高4.0 ～7.6 m。

3.2.4 陡槽段水面曲线

陡槽段加固改建按侧墙加高方案设计实施。故陡槽段过流断面为矩形截面，根据水流流态判别为非均匀流。采用水工模型实验结果作为依据来设计陡槽段边墙加高部分，墙顶高程为PMF 洪水掺气水面线高程加安全超高，安全超高1.0 m。主溢洪道边墙加高见表3。

表3 主溢洪道边墙加高计算成果表 m

3.3 结构稳定及应力计算

主溢洪道控制段稳定计算、应力计算、墙加高后抗滑与抗倾稳定计算均满足规范及设计要求。

［1］佟晓娜，周庆东，魏长勇，王婷. 大伙房水库主溢洪道加固原因分析及方案确定［J］. 安徽农业科学，2007(24):348 －349.