摘要: 加固設計全面論述分析溢洪道存在的安全隱患，并通過水工模型試驗加以驗證，確定加固設計方案。

　　關鍵詞:那降水庫,溢洪道,加固設計

　　1 工程概況

　　那降水庫位于隆安縣城廂鎮(zhèn)那降村右江支流那降河上。水庫集雨面積63km2，總庫容為2717萬m3，是一座以灌溉、城鎮(zhèn)供水為主，兼有防洪、發(fā)電等綜合利用的中型水庫。那降水庫于1960年建成蓄水運行。樞紐由大壩、溢洪道、輸水設施、電站等部分組成。

　　根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)，本次除險加固采用的洪水標準為：100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核，消能防沖按30年一遇洪水設計，設計洪水位150.74m，校核洪水位151.70m，正常蓄水位147.50m。水庫工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級。

　　2007年10月水利部大壩管理中心對那降水庫三類壩鑒定成果進行了核查，同意三類壩的結論。

　　2 溢洪道現(xiàn)狀及存在的主要問題

　　2.1 溢洪道現(xiàn)狀

　　溢洪道位于大壩左壩端。溢洪道堰流型式為開敞式寬頂堰，堰頂高程為147.50m，堰頂進口寬51.5m，一級陡坡泄槽段總長87m，經(jīng)漸變段縮小成30m寬的矩形陡槽段，漸變段長42m，矩形段長45m，總坡比為1：2.84。一級消力池長60m，寬30m，池底高程116.10m，出口為1：1梯形坎，坎頂高程118.30m。消力池后接一段明渠，把水流引向二級消能的陡坡泄槽，明渠及陡槽的寬度均為30m，明渠底頗i=1/2000，陡槽總長17m，坡比為1：2.5。二級消能采用挑流消能形式，二級陡槽末端接挑流鼻坎，挑流角θ=30°，鼻坎底高程為110.00m，挑流鼻坎后接一段4m長的護坦。

　　2.2 溢洪道存在的主要問題

　　通過分析本次地勘資料、《那降水庫溢洪道、放水塔及工作橋混凝土強度、碳化深度和溢洪道邊墻漿砌石砌筑質(zhì)量檢測檢查報告》、《那降水庫溢洪道水工整體模型試驗報告》、水力學及結構穩(wěn)定計算結果，溢洪道存在的主要問題如下：

　　①一級陡槽無排水設施。

　　②消力池底板砼碳化、沖刷嚴重，凹凸不平。

　　③現(xiàn)狀溢洪道消能工的消能效果不好，特別是一級消力池基本不起消能作用，池中水深小，流速大，沒有形成水躍，消力池相當于泄槽，水流直接沖擊池后交通橋和供水管道。

　　④一級陡槽槽底的流速在15～20m/s之間，這是陡槽水流的落差引起的，無法消除，只能采取防沖措施。

　　⑤一級消力池后交通橋高度低于100年和1000年一遇設計、校核洪水位泄洪水位，供水管底的高程低于1000年一遇校核洪水的泄洪水位，妨礙水庫安全泄洪，對溢洪道構成危害。

　　⑥二級泄槽下游過水斷面縮窄，流速加大，嚴重沖刷泄槽左側(cè)下游右岸岸坡。泄槽挑流鼻坎下游右側(cè)產(chǎn)生回流，會淘刷挑坎下游右側(cè)及護坦前緣河床。

　　3 溢洪道加固方案

　　那降水庫為中型水庫，水庫溢洪道較長，并采用一級消力池消能、二級挑流消能兩種消能方式結合，情況較為復雜，因此對溢洪道做了水工整體模型試驗。根據(jù)模型試驗的成果，本階段研究了三種方案。

　　方案1：在一級消力池中設置消力坎，坎高2.5m，布置在距一級消力池前緣30m處，從試驗得到的水面線成果可知，一級消力池兩側(cè)導墻的高度不能滿足要求，需加高1.50m。池后交通橋滿足不了100年和1000年一遇洪水泄洪的要求，供水管底的高程滿足不了1000年一遇的泄洪的要求，交通橋需加高1.5m，供水水管需抬高1.5m。

　　方案2：一級消力池不加設消力坎。從試驗得到的水面線成果可知，一級陡槽、消力池及二級陡槽兩側(cè)導墻的高度滿足要求，反弧段兩側(cè)導墻需加高2.0m左右。消力池后交通橋因為池中閘墩的影響，水流漫上橋面，沖擊供水管道，橋和水管產(chǎn)生較大振動，危及自身及溢洪道的安全，所以計劃改建交通橋，橋梁底高程抬高，泄槽中不設橋墩，供水管移置交通橋上。由于下游水流流速較大，對下游河床及河床沖刷較嚴重，需采取防護措施保證鼻坎及對岸邊坡的穩(wěn)定。

　　方案3：把原一級消力池底板及邊墻全部拆除，并挖深降低一級消力池高程，使消力池起到底流消能的作用，從而降低下游水流的流速，避免水流對下游河床及河岸的嚴重沖刷。

　　比較以上三個方案，方案1設置消力坎后，消力池起到了消能作用，但是由于水面雍高，導墻、交通橋、供水管均需進行抬高改建。投資較大。方案2不加設消力坎，消力池未起到了消能作用，但是水位較低，一級陡槽、消力池及二級陡槽兩側(cè)導墻的高度均滿足要求，只需加高反弧段兩側(cè)導墻，改建交通橋及供水管。投資相對較小。方案3需把原一級消力池底板及邊墻全部拆除，并挖深基礎重建，總的工程量及投資較大。

　　綜合分析認為，方案2較優(yōu)，本次溢洪道加固初步設計推薦方案2的加固方案。

　　4 溢洪道除險加固設計

　　針對溢洪道存在的問題，本次設計對溢洪道進行了如下加固改建：

　　(1)一級陡槽加固

　　一級陡槽底板局部鑿槽增設排水盲溝。

　　(2)邊墻加固

　　所有溢洪道邊墻根據(jù)校核洪水位在迎水面增設200mm厚C30砼防高速水流沖刷，新砼層與舊漿砌石墻體之間采用膨脹螺釘拉結。

　　(3)一級消力池底板及邊墻加固

　　將原底板拆除，新澆80cm厚混凝土層。砼底板設置排水盲溝。

　　(4)一級消力池末端交通橋加固

　　把消力池末端交通橋拆除重建，設計荷載等級汽車-20，掛-100。設計新建交通橋共1跨，跨長29.94m。

　　(5)供水管加固

　　把供水管移置交通橋上，避免下泄洪水對供水管的沖擊。

　　(6)反弧段兩側(cè)導墻加固

　　反弧段兩側(cè)導墻邊墻加高2m，采用漿砌石結構。

　　(7)二級挑流消能鼻坎基礎穩(wěn)定加固

　　在鼻坎下游端修建鋼筋砼截水墻對鼻坎基礎進行防護。

　　(8)下游岸坡加固

　　下游對岸采用砼邊坡進行防護，長度護至泄槽左導墻對岸下游60m處;下游左岸采用漿砌石擋土墻進行防護。護岸上游段因為靠近沖坑，基礎穩(wěn)定存在危險，采用人工挖孔樁進行基礎處理防護。

　　5 溢洪道設計修改、變更及原因

　　根據(jù)模型試驗及計算成果，溢洪道下游沖坑較深，原設計是在鼻坎下游端修建鋼筋砼截水墻及護岸上游段采用人工挖孔樁基礎。

　　原設計的加固方案是考慮受到水流沖刷出現(xiàn)沖坑后對鼻坎及護坡的防護措施，但是沖坑的存在對建筑物的安全還是存在一定的威脅，而且人工挖孔樁施工比較復雜，施工質(zhì)量難以保證，所以經(jīng)過多方研究考慮，在實際加固施工中，溢洪道下游的加固方案進行如下更改：取消鼻坎下游端的鋼筋砼截水墻及護岸上游段的人工挖孔樁基礎，溢洪道出口段河床采用C30鋼纖維砼護坦進行防沖保護，避免形成沖坑。

　　6 結語

　　那降水庫經(jīng)過幾十年運行，存在諸多安全隱患，險情時有發(fā)生，水庫的除險加固是必要的。

　　這次溢洪道的加固設計是合理的。首先對溢洪道的安全隱患作了詳細分析，找出原因，進而根據(jù)實際情況提出了相應的加固措施，同時結合水工模型試驗成果確定了較佳的加固方案。在設計中既考慮了設計的可行性，又考慮了原有建筑現(xiàn)狀的布置特點，在技術和經(jīng)濟上都是可行的。

　　參考文獻：

　　1. 《廣西隆安縣那降水庫除險加固工程初步設計報告》，廣西南寧水利電力設計院，2008.05;

　　2. 《廣西隆安縣那降水庫溢洪道水工整體模型試驗報告》，廣西大學土木工程學院;2008.05;