摘 要: 作為水庫的三大建筑物之一 ------ 溢洪道，在水庫的運(yùn)行中，發(fā)揮著必不可少的作用，具有十分重要的意義。本文作者依照自己的工作經(jīng)驗(yàn)，又結(jié)合相關(guān)資料，首先詳細(xì)分析了中小型水庫溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一些常見問題，然后又針對這些問題分析給出了相應(yīng)的對措，希望能夠保證工程安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

　　關(guān)鍵詞: 中小型水庫;溢洪道;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);施工問題;常見問題

　　引言:

　　關(guān)于中小型水庫溢洪道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一方面關(guān)系著工程的的質(zhì)量安全以及工程效益，更為重要的是關(guān)系著周邊百姓的生活安全。科學(xué)、合理的溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中占據(jù)著十分重要的地位。

　　一、中小型水庫溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的常見問題分析

　　1、在洪水期間，溢洪道能夠及時(shí)的排水，緩解水庫大壩的壓力，保證水庫安全。但是，中小型水庫在工程造價(jià)方面存在限制，使得設(shè)計(jì)采用的洪水標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，偏低，同時(shí)，選用的洪水?dāng)?shù)據(jù)也偏小，最終導(dǎo)致溢洪道設(shè)計(jì)尺寸偏小。而且由于溢洪道周邊巖體容易風(fēng)化坍落，降低了溢洪道的泄流能力。另一方面，溢洪道在布置上，因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)的進(jìn)出口距離壩身太近，導(dǎo)致進(jìn)口段沒有護(hù)砌，而且壩肩和溢洪道之間的間隔薄弱，在泄洪時(shí)容易發(fā)生沖蝕現(xiàn)象，威脅壩肩的安全。還有的溢洪道設(shè)計(jì)中，徒槽末端緊貼壩腳，這樣在發(fā)生橫流沖刷時(shí)，對壩腳的威脅更嚴(yán)重，不利于大壩的安全運(yùn)行[1]。

　　2、在對溢洪道平面彎道進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，避免出現(xiàn)半徑過大或者收縮過度的情況，不利于泄流。因?yàn)閺澋捞帲�洪水的流態(tài)以及流勢變化劇烈，不容易控制，容易形成兩岸水面差，最終產(chǎn)生折沖水流，降低泄流能力和效果。同時(shí)，彎道處也容易發(fā)生壅水以及流態(tài)變化，沖擊溢洪道。另外，在對溢洪道的縱橫剖面進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，陡坡設(shè)計(jì)比降過陡，同時(shí)一些溢洪道處在非巖性山坡上，而且在溢洪道底部也沒有有效的反濾襯砌，這樣在遇見大雨的時(shí)候，容易因?yàn)闈B水產(chǎn)生滑坡，降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在對溢洪道的橫斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于沒有注意兩側(cè)山坡開挖坡度，導(dǎo)致陡坡設(shè)計(jì)比降過陡，而且由于襯砌太薄，容易出現(xiàn)坍方和滑坡。在對溢洪道的平面布置時(shí)，因?yàn)樯舷掠螖嗝娴倪B接不當(dāng)，出現(xiàn)“瓶頸”現(xiàn)象，也能夠降低泄洪能力[2]。除此之外，如果不注意溢洪道末端的高低情況以及與河道銜接部分的砌護(hù)處理，則很容易造成嚴(yán)重沖刷，并且隨著時(shí)間的推移向上延伸，最終破壞整個(gè)建筑物。

　　3、現(xiàn)階段，我國的水力設(shè)計(jì)方法仍不完善。例如：在溢洪道的進(jìn)口處布置引洪平流段的時(shí)候，水力計(jì)算沒有關(guān)注水頭損失，而且在水頭損失較大的情況下，這部分損失也要在計(jì)算的范圍之內(nèi)。還有，對溢洪道的消能工設(shè)計(jì)不恰當(dāng)，忽視型式選擇，造成消力墻的長度和深度不夠，降低消能力度，導(dǎo)致下游河段沖刷嚴(yán)重。另外，一些工程設(shè)計(jì)沒有考慮溢洪道在泄洪時(shí)的工程特性，泄洪時(shí)的高速水流具有強(qiáng)大的沖擊力，會產(chǎn)生劇烈的震動;還有一些溢洪道因?yàn)槭褂玫臐{砌石強(qiáng)度低，導(dǎo)致砌護(hù)的厚度以及高度不能夠抵御高流速的沖刷，降低了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;還有一些溢洪道設(shè)計(jì)在非巖基上，因?yàn)榈撞繘]有反濾排水設(shè)備，容易造成塌滑[3]。總之，這些問題都將嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。

　　二、針對中小型水庫溢洪道結(jié)構(gòu)中存在問題，采用的具體方法對措

　　在溢洪道的設(shè)計(jì)中，首先要充分掌握各種資料，同時(shí)結(jié)合工程安全以及經(jīng)濟(jì)效益，檢測設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性。下面是作者依照自己的工作實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出來的具體的應(yīng)對措施。

　　1、 合理、科學(xué)的規(guī)劃布局

　　在對溢洪道的布局進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，要充分利用地形地貌，盡可能的使設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理又安全。例如：當(dāng)主壩口子狹窄時(shí)，可以布置側(cè)槽式溢洪道;在天然山坳中布置溢洪道等。關(guān)于溢洪道的規(guī)劃布局要遵從以下原則：線路短且沒有彎道，同時(shí)保證基礎(chǔ)堅(jiān)硬均勻，溢洪道的出口不能夠距離壩體太近;在滑坡或者是崩塌地段，由于容易發(fā)生災(zāi)害，嚴(yán)格禁止布置工程。關(guān)于溢洪道主要有四大部分組成，各部分的要求如下所示：

　　① 引流段。 引流段也就是近口段，喇叭口的進(jìn)口形狀可以促進(jìn)引流平順，同時(shí)長短不能夠太長，這樣可以降低損失。盡可能的避免設(shè)置彎道，如果受到地形限制，不可避免時(shí)，則要保證彎道的設(shè)置遠(yuǎn)離壩腳，同時(shí)設(shè)置的彎曲段要平緩，這樣就能夠防止壩腳被沖刷。另外，在引流段要采用矩形或者是梯形的截面。

　　② 控制段。 控制段也就是堰流段，一方面要讓近口水流和控制段的建筑物相垂直，同時(shí)也要依照地形條件以及設(shè)計(jì)要求，設(shè)置控制段，這樣才能夠保證水流平穩(wěn)。一段情況下，堰頂寬度不能低于三倍的堰上水頭，在堰口處要利用漸變段連接的方式連接上流引流段，保證收縮角在12°左右;在堰體較寬的情況下，溫度縫和沉陷縫之間的間距在10---15m之內(nèi)[4]。

　　③ 泄流段。 泄流段也就是陡坡或者是急流段。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，這一部分的平面要利用直線布置，避免出現(xiàn)因?yàn)榱鲬B(tài)的變化而形成的負(fù)壓;另外，縱斷面的設(shè)計(jì)要結(jié)合低地理形勢采用多種方式;在陡坡段的設(shè)計(jì)要有統(tǒng)一的比降;泄水段因?yàn)榱魉俑撸瑸榱吮ＷC安全，可以布置在巖基上，對于新鮮巖基上的泄水道，不需要進(jìn)行砌護(hù)。

　　④ 消能工。 消能工一般情況下設(shè)置在泄水段末端，但是關(guān)于它具體的型式選擇則要考慮到各種因素條件，采用多級躍水，同時(shí)保證末端的躍流段距離壩腳100---150m。如果對于非巖基，則要利用底流消能，同時(shí)在末端要設(shè)置消力池。關(guān)于消力檻的形式主要運(yùn)用在泄流量不大的情況下，例如在遠(yuǎn)驅(qū)式水躍上的應(yīng)用[5]。

　　⑤ 側(cè)槽段。 一般的工程設(shè)計(jì)中，側(cè)槽段的布置要垂直于水流向，同時(shí)，側(cè)槽段的長度依照具體情況而定。

　　2、 正確的水力計(jì)算方法以及結(jié)構(gòu)計(jì)算

　　在中小型水庫的溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，水力計(jì)算關(guān)系著工程設(shè)計(jì)的精確性，直接影響著工程的質(zhì)量。對于溢洪道不同的部分，都有規(guī)定的計(jì)算方式，在選擇的時(shí)候一定要結(jié)合實(shí)際情況，按照規(guī)定要求進(jìn)行選擇。例如，關(guān)于引流段的水力計(jì)算，要利用查爾諾門斯基方法。

　　結(jié)構(gòu)計(jì)算關(guān)系著建筑物的安全穩(wěn)定性能。對于一般的護(hù)坡或者是擋土墻可以利用一般的方法進(jìn)行計(jì)算其穩(wěn)定性，但是關(guān)于陡坡面的砌護(hù)厚度在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算的時(shí)候，一定要滿足滑動安全，關(guān)于滑動穩(wěn)定的控制十分重要，這時(shí)就要計(jì)算護(hù)面上的滑動力，主要包括水流靜壓力，滲透壓力等。在進(jìn)行消力池底板厚度的結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，一定要滿足抗浮穩(wěn)定性的要求。因?yàn)椋�消力池的底板四周受到了邊界的約束，不存在滑動問題，這時(shí)就需要關(guān)注其抗浮穩(wěn)定性的計(jì)算。抗浮力主要有底板水重以及浮重這兩種力量，安全系數(shù)在1.3---1.5之間。

　　3、 有效監(jiān)控施工質(zhì)量，保證工程運(yùn)行維護(hù)和管理

　　溢洪道的主要功能就是泄洪，因此，必須保證溢洪道能夠安全排泄各種洪水。在設(shè)計(jì)施工的時(shí)候，業(yè)主一

　　定要遵守國家相關(guān)法規(guī)和制度，選擇實(shí)力和質(zhì)量信譽(yù)高的施工單位，同時(shí)施工單位在設(shè)計(jì)施工的時(shí)候，一定要有完善的內(nèi)部監(jiān)控管理方法，實(shí)行施工現(xiàn)場監(jiān)理，避免出現(xiàn)上文中的各種質(zhì)量缺陷。另外，關(guān)于溢洪道工程在運(yùn)行的過程中，要加強(qiáng)維修和管理。在泄洪之后要及時(shí)的檢查建筑物和相關(guān)設(shè)施的運(yùn)行狀況，及時(shí)處理各種問題，做好維護(hù)工作，保證工程安全運(yùn)行。

　　三、小結(jié)：

　　綜上所述，本文主要分析了中小型水庫溢洪道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，同時(shí)也提出了具體的方法對措，希望能夠保證工程運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)。但是關(guān)于溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍有一些問題，需要設(shè)計(jì)者和施工者不斷的研究探索。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2] 彭囡. 彭麗萍. 溢洪道除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中存在的問題及解決方案[J]. 萍鄉(xiāng)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào), 2008,25(6) ：101—103.

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　　[5] 李元杰. 郭太軍. 黔西沙壩河水庫工程溢洪道設(shè)計(jì)[J]. 中國科技博覽, 2010(32)：100—103.

　　本文選自《中國水運(yùn)》。 《中國水運(yùn)》是中華人民共和國交通部主管、面向國內(nèi)外公開發(fā)行的水運(yùn)行業(yè)綜合性月刊、全國優(yōu)秀科技期刊、入編中國學(xué)術(shù)期刊光盤版和入選全國期刊方陣。