摘要：本文結合益塘水庫除險加固工程實例，探討了溢洪道除險加固設計過程及方法，以供類似加固設計工程參考。
　　關鍵詞：除險加固，溢洪道，水力計算
　　Abstract: this paper profit reservoir pond problems reinforcement engineering example, discusses the problems during the design process and strengthening the spillway method, with the strengthening design for similar projects.
　　Keywords: problems reinforcement, spillway, hydraulic calculation
　　中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
　　1 工程概況
　　益塘水庫位于五華縣西北部潭下、轉水兩鎮之間，距縣城20km。水庫于1971年動工修筑，1974年基本完成，是一座以防洪為主，保證灌溉、結合發電等綜合利用的大(2)型水庫，是公益性較強的項目。
　　益塘水庫由五華河水系的潭下庫和矮車庫兩部分組成，水庫總集雨面積為251km2，其中潭下庫控制潭下河213km²的集雨面積，矮車庫控制矮車河38km²的集雨面積，兩庫之間由全長873m的竹山里連通渠連接。水庫主要建筑物有：矮車主壩、潭下攔河壩、1#～7#副壩、無名副壩、溢洪道、輸水涵管、連通渠、4800kW的壩后電站等。
　　原溢洪道布置于潭下攔河壩左壩肩，溢流堰采用駝峰堰，堰頂高程148.0m，總凈寬24m，分三孔，單孔凈寬8m，設3扇8m×4m鋼結構弧形閘門，當遭遇校核洪水位158.76m時最大下泄流量為856.20m3/s，消能方式采用挑流消能。
　　益塘水庫投入運行以來，發揮了巨大的社會效益和經濟效益。由于原工程設計標準低，雖經過多次搶險加固，仍存在安全隱患，不僅影響著原有工程效益的發揮，而且對下游潭下鎮及附近村莊人民的生命財產安全構成威脅，因此，對工程的除險加固勢在必行。
　　2 存在問題
　　2.1 工程任務及規模
　　益塘水庫是一宗以防洪為主，結合灌溉發電等綜合利用的水利工程。
　　水庫總庫容為1.65億m3，根據《防洪標準》(GB50201-94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)，其工程等別為II等，工程規模為大(2)型水庫。主要建筑物為2級，次要建筑物為3級，設計洪水標準為100年一遇(P=1%)，校核洪水標準為2000年一遇(P=0.05%)。消能防沖建筑物洪水標準為50年一遇(P=2%)。
　　加固后益塘水庫特征水位見表1。

項      目	單位	矮車庫區		潭下庫區
		上游	下游	上游	下游
正常蓄水位	m	153.00		153.00
設計洪水位（P=1%）	m	155.54	無水	157.39	137.6
校核洪水位（P=0.05%）	m	157.52	無水	158.50	137.9

　　表1 益塘水庫特征水位表
　　2.2 溢洪道存在問題
　　根據安全鑒定及初設復核：溢洪道過流能力不滿足泄流要求;胸墻及進水渠側墻頂部高程不滿足規范要求，中墩、進水渠段側墻、閘室側墻和泄槽側墻的穩定均不滿足規范要求;閘門經過30多年運行，銹蝕嚴重，止水設施老化、磨損嚴重，門頂和兩側漏水較大;電源供應、啟閉設備運行超過30年，老化嚴重;啟閉機室梁、板局部開裂。
　　3 加固設計
　　3.1 溢洪道加固要點
　　針對溢洪道存在的問題，本次除險加固采取局部拆除重建方式：拆除重建進水渠、控制段，局部拆除重建泄槽右側擋墻。
　　重建后的進水渠長30m，采用喇叭型布置，擋墻形式為扶壁式和懸臂式，擋墻高13.1m～15.5m，底板頂高程為145.0m～148.0m，擋墻底板厚1.2m，墻后填土低于墻頂高程0m～0.5m，進水渠底板厚0.8m。
　　控制段重建將原胸墻式駝峰堰改為開敞式寬頂堰，堰頂高程148.0m，重建后的閘室段總長20.0m，總寬31m，總凈寬24m，單孔凈寬8m;內設工作閘門(弧形閘門)，預留檢修閘門槽，閘邊墩厚2m，中墩厚1.5m，閘底板厚2.0m，閘室頂高程159.90m，上游布置檢修橋，下游布置交通橋與兩側大壩相連，橋寬6.5m。閘室采用整體式鋼筋砼結構。
　　泄槽段僅右側擋墻局部拆除重建(樁號溢0+020.0～0+068.3)，其水平長度70.7m保持不變;泄槽底板貼厚度0.2m～1.2m的C25砼，使泄槽底板與控制段出流平順連接;泄槽凈寬27m不變，起首二段(樁號溢0+020.0～0+044.2)坡度為1:8，其余坡度維持原1:12不變;重建的泄槽擋墻為扶壁式和懸臂式擋墻，墻高5.5m～12.71m。
　　3.2 加固處理后溢洪道水力計算
　　溢洪道水力計算主要包括：過流能力、泄槽水面線和消能防沖計算等。
　　(1)加固后溢洪道過流能力計算
　　溢洪道過流能力按《溢洪道設計規范》(SL253-2000)中實用堰泄流能力公式計算，由計算可知溢洪道在設計及校核洪水位下溢洪道的泄流量分別為1002.1m3/s和1160.4m3/s，能滿足渲泄設計及校核洪水的要求。
　　(2)加固后泄槽水面線計算
　　水面線根據能量方程，采用分段求和法計算，計算成果見表2。
　　表2 校核洪水時泄槽水面線計算成果

樁 號	水深 （m）	摻氣后 水深 （m）	底板 高程 （m）	水面 高程 （m）	安全 超高 (m)	計算墻 頂高程 (m)	設計墻 頂高程 （m）	備 注
0+020.0	5.83	6.30	147.60	153.90	0.50	154.40	159.11	滿足
0+032.0	3.67	4.19	145.20	149.39	0.50	149.89	154.75	滿足
0+044.2	3.40	3.94	144.18	148.12	0.50	148.62	150.31	滿足
0+056.2	3.20	3.76	143.18	146.94	0.50	147.44	148.60	滿足
0+068.3	3.04	3.62	142.18	145.80	0.50	146.30	146.87	滿足
0+080.0	2.91	3.50	141.20	144.70	0.50	145.20	145.41	滿足
0+090.7	2.81	3.41	142.00	145.41	0.50	145.91	146.00	滿足

　　(3)加固處理后消能工計算
　　本工程消能方式為挑流消能，采用《溢洪道設計規范》(SL253-2000)附錄A.4的計算公式計算不同水位情況下的挑流水舌拋距、最大沖坑深度, 計算結果見表3。
　　表3 溢洪道挑流消能計算成果表

組次	洪水頻率（%）	水舌外緣挑距L（m）	沖刷坑最大水墊深度T（m）	備注
1	2	27.250	6.109
2	1	31.409	10.425
3	0.05	33.481	11.459

　　根據計算，溢洪道在設計及校核洪水位下，其泄流能力均滿足要求;宣泄校核洪水時，泄槽邊墻高度均大于泄槽水面線高度加摻氣水深及安全超高之和，滿足要求;挑流消能在宣泄各級洪水時，其沖刷坑最大水墊深度均不影響鼻坎安全。
　　3.3 加固處理后溢洪道結構安全計算
　　溢洪道結構安全計算包括閘室穩定應力計算，邊墻的抗滑、抗傾穩定計算，計算依據《溢洪道設計規范》(SL253-2000)有關公式和要求進行。
　　由計算可知，溢洪道閘室最大應力小于地基承載力，閘室的穩定及應力滿足規范要求;溢洪道邊墻的抗滑、抗傾穩定及基底應力滿足規范要求。
　　4 結論
　　本次除險加固，解決了溢洪道存在的各種問題，工程的安全隱患得以消除，為益塘水庫安全運行提供重要保障，目前該溢洪道已完成單位工程驗收工作，各項設備運行狀態正常，發揮了良好的泄洪作用。
　　參考文獻：(1)《溢洪道設計規范》(SL253-2000)
　　(2)《廣東省五華縣益塘水庫除險加固工程初步設計報告》2009.07