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摘 要：郭大寨水库工程溢洪道的设计布置是根据实际工程中的地形地质条件及设计洪量，合理布置和确定溢洪道规模及各部分尺寸，安全宣泄规划库容所不能容纳的洪水，保证下泄水流与其它建筑物妥善衔接，互不影响其正常工作，保证大坝及工程安全显得尤为重要。
关键词：溢洪道；工程布置；结构设计；措施
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
郭大寨水库位于临沧市凤庆县秧琅河中游河段，是《澜沧江流域秧琅河、怒江流域大乃坝及营盘坝水资源规划报告》提出兴建的中型水库，通过建坝蓄水，解决凤庆县营盘镇营盘坝的农业灌溉和人畜饮水问题。
郭大寨水库工程规划及任务要求拟定的水库总库容为5061万m3，水库年供水量5442万m3，其中：农田灌溉供水5208万m3，灌溉面积9.4298万亩，解决集镇和农村饮水安全供水234.0万m3。本工程为中型水利工程，工程等别为三等，由于主要水工建筑物大坝坝型为土石坝，坝高超过70m，建筑物级别提高一级，为2级建筑物，其余主要水工建筑物溢洪道、输水隧洞、导流泄洪隧洞为3级建筑物；次要水工建筑物总干渠、红立1#隧洞以前营盘干渠及其渠系建筑物(Q≥5m3/s)的级别为4级；红立1#隧洞后段营盘干渠、贺费干渠及其渠系建筑物( Q<5m3/S)的级别为5级；施工导流等临时性建筑物级别为5级。
2、溢洪道工程布置及基础处理
溢洪道布设于大坝右坝肩，紧靠大坝，为有闸控制河岸式溢洪道，轴线方位为40°18ˊ34"转8°34ˊ17"，轴线总长376.591m，溢洪道由引渠段、控制段、泄槽段、底流消能段组成。
溢洪道工程地质：进口引渠段、堰口控制段及陡槽前30m段地基为第四系残坡积层，坝址右坝肩缓坡平台一带为褐黄、褐灰色粘土夹少量碎砾石，钻孔（ZK15）揭露厚度达22.30m；崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石，厚4～8m；陡槽段48.5～204.7m段为崩坡积白云质灰岩孤石、大块石，钻孔（ZK26）揭露最大厚度大于330m，地表出露及钻孔揭露，该层存在石间较大的架空现象，透水性极强。其余陡槽段地基为强风化玄武岩、玄武岩、炭质页岩，出口消力池地基为强风化角砾状玄武岩。右岸斜坡段，岩层倾向右岸偏上游，成斜变坡，岸坡岩体稳定性较好。
由于溢洪道工程布置紧靠大坝布置，且溢洪道前段基础第四系残坡积层和崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石层，岩石节理裂隙发育，主要为中等透水层、弱透水层呈透镜状分布，第四系残坡积层亦为中等透水层。根据溢洪道地基承载力要求以及结合大坝基础处理，对溢洪道控制基础采用混凝土置换处理。对陡段0+041.5～0+203.5m段基础崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石层处理措施，在可研阶段采取自密实混凝土灌注和填充固结灌浆两个方案进行对比，经云南省水利厅咨询中心专家组评审，最终确定郭大寨水库工程溢洪道0+041.5～0+203.5m段基础崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石层处理措施为充填固结灌浆处理；处理宽度为12.0m，孔距3.0m，排距3.0m，梅花形布置，灌浆孔共计248个，灌浆长度共计6927.1m。溢0+183.500～0+290.450m段底板加设φ25锚筋，锚筋排距1.5m，锚筋每根长度2.5m。
通过以上基础处理后，溢洪道基础得到相应的提高，同时，对溢洪道右岸边坡的稳定得到提高，也对溢洪道的安全运行得到保障。
3、溢洪道结构设计
3.1、水力计算
由于郭大寨水库坝址径流面积222km2，入库洪峰、洪量均较大，导流泄洪隧洞具备较强的泄洪能力，如将导流隧洞进行封堵或将导流隧洞改造为导流泄洪隧洞，不参加泄洪，将造成浪费，不经济、不合理，且工程具备将导流隧洞改造为泄洪隧洞的地形、地质条件。因此，郭大寨水库泄洪设施由溢洪道和导流泄洪隧洞联合泄洪。
在可研阶段，溢洪道堰顶宽度根据水工布置分别选取6m，8m，10m进行调洪计算，对溢洪道堰顶宽度方案进行比较，溢洪道堰顶宽度采用6m，水库设计洪水位1553.79m，校核洪水位1556.87m；溢洪道堰顶宽度采用8m，水库设计洪水位1553.20m，校核洪水位1555.98m；溢洪道堰顶宽度采用10m，水库设计洪水位1552.79m，校核洪水位1555.36m。经云南省水利厅咨询中心专家组评审，最终确定郭大寨水库工程溢洪道采用WES堰，堰顶宽度为6m。
在初步设计阶段，根据水工布置堰宽为6m的溢洪道进行调洪复核计算，在导流泄洪隧洞遇50年一遇洪水（相应库水位1553.4m)时开始启用参与泄洪,根据水库调洪演算，水库设计洪水位（P=1%）为1554.00m，水库泄洪流量Qp=296.0m3／s；其中溢洪道泄洪流量Qp=172.7m3／s；校棱洪水位（p=0.05%）为1557.05m，水库泄洪流量Qmax=444.0m3／s其中溢洪道下泄流量Qmax=317.80m3/s。导流泄洪隧洞最大下泄流量为126.2m3/s。
经溢洪道泄流能力验算，按式Q=cmεбB计算比较，溢洪道堰型选用WES型实用堰，堰顶宽6.0m，上游堰高取2.0m，堰面曲线定型设计水头取6m。溢洪道泄流能力满足设计要求。
溢洪道边墙高通过溢洪道下泄流量水面线加安全超高确定。通过设计流量时：陡稽段（一）的正常水深ho=1.3214m,陡槽段(二）的正常水深ho=0.9578m；陡槽段临界水深hc=4.3874m因为hc>ho，所以底坡属陡坡。泄槽起始计算断面水深h1=2.060m。陡槽段（一）发生b2型降水曲线，陡槽段(二）发生b2型降水曲线，陡槽段糙率取0.017。陡槽的波动及掺气水深按公式hb=(1+ζv/100)h计算，修正系数ζ取1.4。
3.2、溢洪道结构计算
闸室结构设计：溢洪道闸孔净宽6m，底板高程1545.92m，底板基础高程1538.O0m，边墙高为12.08m，边墩厚度为2.0m，边墙顶高程1558.0m，其上设检修平台及启闭机室。
陡槽结构设计：陡槽段分为陡槽段（一）和陡槽段（二），陡槽段（一）底坡为1:6.5，断面6.0×5.0m，C25钢筋砼矩形槽加撑杆结构，矩形槽衬砌厚度0.7，撑杆断面0.3×0.6m底板厚度为0.7m；陡槽段（二）底坡为1:2.5，断面6.0×4.0m，C25钢筋砼矩形槽加撑杆结构，矩形槽衬砌厚度0.6m,撑杆断面0.3×0.6m，底板厚度为0.6m：陡坡1:6.5变至1:2.5由抛物线连接，陡槽下段由6m扩散至8m进入消力池。
消力池设计：据规范规定，本工程下游消能设施设计洪水标准定为P=3.33%最大下泄流量为Q=127.0m3/s，消力池长按跃长的20%～30%折减，取池长为跃长的0.8倍为45.Om。，池深为3.5m。消力坎稳定接抗剪断公式计算，取1m坎段进行计算，计算设计洪水情况坎的抗滑稳定，主要作用荷载：自重+水推力+扬压力+水冲击力，经计算K=5.3>[K]=3，消力坎抗滑稳定满足要求。
4、结束语
郭大寨水库工程中由于溢洪道下泄的水流具有很大的动能，若不对溢洪道基础进行加固处理，溢洪道工程运行安全将得不到保障，同时，溢洪道一旦失事，将直接对大坝和岸坡造成威胁。所以，应根据工程实际情况对溢洪道基础进行合理基础处理措施方案。通过郭大寨水库的溢洪道设计，在设计过程中应对不同工程措施及不同方案进行对比，以得到合理工程设计。
参考文献
[1]陈芳.水库溢洪道設计计算的探讨[J]水利科技与经济,2009,15(7):568- 5691
[2]李启业.郭竟章.SL253－2000溢洪道设计规范[S].北京: 中国水利水电出版社，2000:1－90.
[3]水利部天津水利水电勘测设计研究院.SL253—2000溢洪道设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2001.
关键词：溢洪道；工程布置；结构设计；措施
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
郭大寨水库位于临沧市凤庆县秧琅河中游河段，是《澜沧江流域秧琅河、怒江流域大乃坝及营盘坝水资源规划报告》提出兴建的中型水库，通过建坝蓄水，解决凤庆县营盘镇营盘坝的农业灌溉和人畜饮水问题。
郭大寨水库工程规划及任务要求拟定的水库总库容为5061万m3，水库年供水量5442万m3，其中：农田灌溉供水5208万m3，灌溉面积9.4298万亩，解决集镇和农村饮水安全供水234.0万m3。本工程为中型水利工程，工程等别为三等，由于主要水工建筑物大坝坝型为土石坝，坝高超过70m，建筑物级别提高一级，为2级建筑物，其余主要水工建筑物溢洪道、输水隧洞、导流泄洪隧洞为3级建筑物；次要水工建筑物总干渠、红立1#隧洞以前营盘干渠及其渠系建筑物(Q≥5m3/s)的级别为4级；红立1#隧洞后段营盘干渠、贺费干渠及其渠系建筑物( Q<5m3/S)的级别为5级；施工导流等临时性建筑物级别为5级。
2、溢洪道工程布置及基础处理
溢洪道布设于大坝右坝肩，紧靠大坝，为有闸控制河岸式溢洪道，轴线方位为40°18ˊ34"转8°34ˊ17"，轴线总长376.591m，溢洪道由引渠段、控制段、泄槽段、底流消能段组成。
溢洪道工程地质：进口引渠段、堰口控制段及陡槽前30m段地基为第四系残坡积层，坝址右坝肩缓坡平台一带为褐黄、褐灰色粘土夹少量碎砾石，钻孔（ZK15）揭露厚度达22.30m；崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石，厚4～8m；陡槽段48.5～204.7m段为崩坡积白云质灰岩孤石、大块石，钻孔（ZK26）揭露最大厚度大于330m，地表出露及钻孔揭露，该层存在石间较大的架空现象，透水性极强。其余陡槽段地基为强风化玄武岩、玄武岩、炭质页岩，出口消力池地基为强风化角砾状玄武岩。右岸斜坡段，岩层倾向右岸偏上游，成斜变坡，岸坡岩体稳定性较好。
由于溢洪道工程布置紧靠大坝布置，且溢洪道前段基础第四系残坡积层和崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石层，岩石节理裂隙发育，主要为中等透水层、弱透水层呈透镜状分布，第四系残坡积层亦为中等透水层。根据溢洪道地基承载力要求以及结合大坝基础处理，对溢洪道控制基础采用混凝土置换处理。对陡段0+041.5～0+203.5m段基础崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石层处理措施，在可研阶段采取自密实混凝土灌注和填充固结灌浆两个方案进行对比，经云南省水利厅咨询中心专家组评审，最终确定郭大寨水库工程溢洪道0+041.5～0+203.5m段基础崩坡积层为大孤石、孤石夹碎块石层处理措施为充填固结灌浆处理；处理宽度为12.0m，孔距3.0m，排距3.0m，梅花形布置，灌浆孔共计248个，灌浆长度共计6927.1m。溢0+183.500～0+290.450m段底板加设φ25锚筋，锚筋排距1.5m，锚筋每根长度2.5m。
通过以上基础处理后，溢洪道基础得到相应的提高，同时，对溢洪道右岸边坡的稳定得到提高，也对溢洪道的安全运行得到保障。
3、溢洪道结构设计
3.1、水力计算
由于郭大寨水库坝址径流面积222km2，入库洪峰、洪量均较大，导流泄洪隧洞具备较强的泄洪能力，如将导流隧洞进行封堵或将导流隧洞改造为导流泄洪隧洞，不参加泄洪，将造成浪费，不经济、不合理，且工程具备将导流隧洞改造为泄洪隧洞的地形、地质条件。因此，郭大寨水库泄洪设施由溢洪道和导流泄洪隧洞联合泄洪。
在可研阶段，溢洪道堰顶宽度根据水工布置分别选取6m，8m，10m进行调洪计算，对溢洪道堰顶宽度方案进行比较，溢洪道堰顶宽度采用6m，水库设计洪水位1553.79m，校核洪水位1556.87m；溢洪道堰顶宽度采用8m，水库设计洪水位1553.20m，校核洪水位1555.98m；溢洪道堰顶宽度采用10m，水库设计洪水位1552.79m，校核洪水位1555.36m。经云南省水利厅咨询中心专家组评审，最终确定郭大寨水库工程溢洪道采用WES堰，堰顶宽度为6m。
在初步设计阶段，根据水工布置堰宽为6m的溢洪道进行调洪复核计算，在导流泄洪隧洞遇50年一遇洪水（相应库水位1553.4m)时开始启用参与泄洪,根据水库调洪演算，水库设计洪水位（P=1%）为1554.00m，水库泄洪流量Qp=296.0m3／s；其中溢洪道泄洪流量Qp=172.7m3／s；校棱洪水位（p=0.05%）为1557.05m，水库泄洪流量Qmax=444.0m3／s其中溢洪道下泄流量Qmax=317.80m3/s。导流泄洪隧洞最大下泄流量为126.2m3/s。
经溢洪道泄流能力验算，按式Q=cmεбB计算比较，溢洪道堰型选用WES型实用堰，堰顶宽6.0m，上游堰高取2.0m，堰面曲线定型设计水头取6m。溢洪道泄流能力满足设计要求。
溢洪道边墙高通过溢洪道下泄流量水面线加安全超高确定。通过设计流量时：陡稽段（一）的正常水深ho=1.3214m,陡槽段(二）的正常水深ho=0.9578m；陡槽段临界水深hc=4.3874m因为hc>ho，所以底坡属陡坡。泄槽起始计算断面水深h1=2.060m。陡槽段（一）发生b2型降水曲线，陡槽段(二）发生b2型降水曲线，陡槽段糙率取0.017。陡槽的波动及掺气水深按公式hb=(1+ζv/100)h计算，修正系数ζ取1.4。
3.2、溢洪道结构计算
闸室结构设计：溢洪道闸孔净宽6m，底板高程1545.92m，底板基础高程1538.O0m，边墙高为12.08m，边墩厚度为2.0m，边墙顶高程1558.0m，其上设检修平台及启闭机室。
陡槽结构设计：陡槽段分为陡槽段（一）和陡槽段（二），陡槽段（一）底坡为1:6.5，断面6.0×5.0m，C25钢筋砼矩形槽加撑杆结构，矩形槽衬砌厚度0.7，撑杆断面0.3×0.6m底板厚度为0.7m；陡槽段（二）底坡为1:2.5，断面6.0×4.0m，C25钢筋砼矩形槽加撑杆结构，矩形槽衬砌厚度0.6m,撑杆断面0.3×0.6m，底板厚度为0.6m：陡坡1:6.5变至1:2.5由抛物线连接，陡槽下段由6m扩散至8m进入消力池。
消力池设计：据规范规定，本工程下游消能设施设计洪水标准定为P=3.33%最大下泄流量为Q=127.0m3/s，消力池长按跃长的20%～30%折减，取池长为跃长的0.8倍为45.Om。，池深为3.5m。消力坎稳定接抗剪断公式计算，取1m坎段进行计算，计算设计洪水情况坎的抗滑稳定，主要作用荷载：自重+水推力+扬压力+水冲击力，经计算K=5.3>[K]=3，消力坎抗滑稳定满足要求。
4、结束语
郭大寨水库工程中由于溢洪道下泄的水流具有很大的动能，若不对溢洪道基础进行加固处理，溢洪道工程运行安全将得不到保障，同时，溢洪道一旦失事，将直接对大坝和岸坡造成威胁。所以，应根据工程实际情况对溢洪道基础进行合理基础处理措施方案。通过郭大寨水库的溢洪道设计，在设计过程中应对不同工程措施及不同方案进行对比，以得到合理工程设计。
参考文献
[1]陈芳.水库溢洪道設计计算的探讨[J]水利科技与经济,2009,15(7):568- 5691
[2]李启业.郭竟章.SL253－2000溢洪道设计规范[S].北京: 中国水利水电出版社，2000:1－90.
[3]水利部天津水利水电勘测设计研究院.SL253—2000溢洪道设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2001.