葛大水库溢洪道加固设计

1、    葛大水库溢洪道加固设计    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

2、容99.4万m3，设计灌溉面积1800亩。根据防洪标准（gb5020194）及水利水电工程等级划分及洪水标准（sl2522000）的规定：葛大水库枢纽工程等为等，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

3、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2030cm左右，高度为0.51.2m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

4、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 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 1.483.2m。进口段底板及边墙采用c20钢筋砼结构。 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，

5、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。 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。 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+004.000k0+020.600m，纵坡为1：5.929，在桩号k0+020.600k0+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

6、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。 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。 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

7、。 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。 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

8、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.

9、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（sl2742001）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185.27185.79m，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