淺析放水涵洞在新疆小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

新疆哈密地區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 839000

摘要：在新疆小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，鋼筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、沖砂、放水、放空作用，既能滿足灌溉引水要求，還能解決泄洪問(wèn)題，起到了至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：小型水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；鋼筋混凝土放水涵洞；應(yīng)用

1.工程概況

1.1 工程現(xiàn)狀

水庫(kù)位于哈密市西河壩下游，位于哈密市城區(qū)南18km處，是一座以灌溉為主的?。?）型水庫(kù)。水庫(kù)自建成至今運(yùn)行52年，現(xiàn)狀水庫(kù)淤積嚴(yán)重，庫(kù)內(nèi)長(zhǎng)滿蘆葦?shù)戎参?。?jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)狀水庫(kù)的復(fù)核計(jì)算，水庫(kù)現(xiàn)狀總庫(kù)容14.44萬(wàn)m3，壩頂高程555.70m，最大壩高4.70m。

水庫(kù)由大壩、放水涵管組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩體填筑材料主要為含細(xì)粒土砂。大壩主壩長(zhǎng)123.32m，壩頂寬度4.0～6.0m，壩高3.2～4.7m。上游壩坡為1.2～1：2.5，下游壩坡為 1：1.6～1：2.0。

水庫(kù)共有2座放水涵管，分別位于大壩左側(cè)和右側(cè)，涵管結(jié)構(gòu)為DN300混凝土管，長(zhǎng)25m，最大放水流量0.2 m3/s，左岸放水涵管進(jìn)口處設(shè)有閘門及螺桿式啟閉機(jī)，螺桿及閘門已損壞，且涵管進(jìn)口淤積嚴(yán)重，無(wú)法正常使用，涵管出口未設(shè)閘房，出口處工作閥門已損壞失效；右岸放水涵管進(jìn)口淤積嚴(yán)重，出口閘房為磚結(jié)構(gòu)，尺寸：長(zhǎng)×寬×高=（3×2×2）m，放水涵管位于主壩基粉砂軟基上，涵管進(jìn)口處漿砌石剝蝕破損嚴(yán)重。

左岸放水涵管進(jìn)口處淤積嚴(yán)重，不能正常引水，現(xiàn)用一水泵將水抽至放水涵管進(jìn)口引水灌溉。右岸放水涵管基礎(chǔ)沉陷，閘房變形有明顯裂縫已傾斜。放水涵管閘門及啟閉機(jī)已失效。

1.2 工程除險(xiǎn)加固

根據(jù)《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告》和《水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告書》，經(jīng)過(guò)地區(qū)水利局鑒定審定，根據(jù)水庫(kù)現(xiàn)狀確定本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)主要項(xiàng)目有：

⑴、放緩前壩坡，增設(shè)防滲體；

⑵、放緩培厚后壩坡，增設(shè)排水體；

⑶、改建放水涵管為放水涵洞，放水涵洞具有放水、泄洪、放空、沖砂功能，保證水庫(kù)大壩安全；

⑷、按規(guī)范要求，增設(shè)大壩通訊和安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。

通過(guò)本次除險(xiǎn)加固工程的實(shí)施，可以解決水庫(kù)運(yùn)行中存在的安全隱患，保證水庫(kù)的正常調(diào)蓄能力，消除水庫(kù)的不安全因素，為下游灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉提供可靠的水資源保障。

本水庫(kù)為?。?）型平原區(qū)攔河水庫(kù)，壩軸線總長(zhǎng)0.575km，其中主壩長(zhǎng)123.32m，右副壩長(zhǎng)191.68m，左副壩長(zhǎng)260m，最大壩高5.70m，為均質(zhì)土壩，壩頂高程555.70，壩頂公路寬度4.0m，上游壩坡坡度1：2.5，下游壩坡坡度1：2.0。上游壩坡設(shè)置厚0.15m混凝土板護(hù)坡，混凝土板護(hù)坡下為0.65m厚的砂礫石防凍墊層，墊層下采用復(fù)合土工膜防滲，與水庫(kù)庫(kù)盤內(nèi)鋪設(shè)的復(fù)合土工膜相連接，復(fù)合土工膜為兩布一膜（250g/m2/PE0.5mm/250g/m2）。

壩體樁號(hào)0+210處設(shè)放水涵洞，一洞多用具有泄洪、沖砂、放水、放空作用，涵洞全長(zhǎng)51.35m，有進(jìn)口段、閘井段、無(wú)壓涵管段、出口段組成。

除險(xiǎn)加固后水庫(kù)總庫(kù)容14.44萬(wàn)m3，其中死庫(kù)容2.67萬(wàn)m3，興利庫(kù)容10.96萬(wàn)m3，死水位：552.17m，死庫(kù)容：2.67萬(wàn)m3，正常蓄水位：554.30m，設(shè)計(jì)洪水位：554.30m，校核洪水位：554.40m。

2.放水涵洞在小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

2.1 工程問(wèn)題分析

本水庫(kù)為古河道攔河式水庫(kù)，水庫(kù)自建成至今運(yùn)行52年，水庫(kù)兩岸均有居民區(qū)房屋建筑、耕地、林園等。根據(jù)水庫(kù)庫(kù)區(qū)和周邊地形、地貌及地質(zhì)條件，水庫(kù)庫(kù)盤四周均有瀝青公路相通（壩頂為公路部分），壩頂高程與四周公路路面、居民區(qū)房屋建筑、耕地、林園等地面高程基本一致。

根據(jù)水文資料，水庫(kù)入庫(kù)徑流補(bǔ)給來(lái)源主要有：（1）西河壩泉水的直接補(bǔ)給；（2）哈密市西干渠引水量的補(bǔ)給；（3）花園水庫(kù)下泄洪水補(bǔ)給。

水庫(kù)的洪水主要來(lái)源于上游、洪水由石城子水庫(kù)下泄至花園鄉(xiāng)水庫(kù)，再由花園鄉(xiāng)水庫(kù)下泄洪水至本水庫(kù)。經(jīng)過(guò)調(diào)洪及衰減計(jì)算得水庫(kù)入庫(kù)洪水相應(yīng)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水位10年一遇，相應(yīng)洪峰流量為4.46m3/s；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，相應(yīng)洪峰流量為5.45m3/s。

由于當(dāng)時(shí)建設(shè)水庫(kù)未設(shè)溢洪道，本水庫(kù)上游存在洪水，原放水涵管無(wú)法泄洪，因此對(duì)大壩安全存在隱患，于2007年因上游洪水下泄至水庫(kù)，原DN300放水涵管泄洪不及，導(dǎo)致大壩中部潰壩，淹沒(méi)下游耕地及果園，給社會(huì)造成危害。

鑒于以上問(wèn)題，本次水庫(kù)除險(xiǎn)加固必須解決泄洪問(wèn)題，根據(jù)實(shí)地踏勘，水庫(kù)兩岸均有居民區(qū)房屋建筑、耕地、林園等，且地面高程與壩頂高程一致，現(xiàn)場(chǎng)找不到適合的位置修建溢洪道。

在滿足泄洪、沖砂的前提下，新建一個(gè)鋼筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、沖砂、放水、放空作用，有進(jìn)口段、有壓涵洞段、閘井段、無(wú)壓涵洞段、消能段組成。放水涵洞既能滿足灌溉引水要求，還能解決泄洪問(wèn)題。

2.2.放水涵洞設(shè)計(jì)

本次水庫(kù)除險(xiǎn)加固，針對(duì)工程泄洪問(wèn)題及涵管所存在的問(wèn)題，拆除原有的2座放水涵管，在滿足泄洪、沖砂的前提下，重建一個(gè)鋼筋混凝土放水涵洞。涵洞軸線位于大壩右岸原放水涵管位置，樁號(hào)0+210，一洞多用具有泄洪、沖砂、放水、放空作用，涵洞全長(zhǎng)51.35m，有進(jìn)口段、有壓涵洞段、閘井段、無(wú)壓涵洞段、消能段組成。

（1）進(jìn)口段

放水涵洞采用八字墻進(jìn)口，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)口底板高程550.00m，縱坡i=0，進(jìn)口寬4m，長(zhǎng)5.0m。

（2）有壓涵洞段

有壓涵洞段采用城門洞型，尺寸為1.2m×1.8m，拱高為0.3m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌厚度為0.3m，涵洞管身長(zhǎng)13.00m，鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為C25F250W6。

（3）閘井段

閘井底板高程550.00m，閘井頂高程558.80m，涵洞工作閘門采用平面鋼閘門，后止水，孔口寬1.2m，高1.4m。閘井底板長(zhǎng)3.3m，寬4.0m，底板厚1.0m，啟閉平臺(tái)高程555.70m。閘井高度為6.7m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為C25F250W6。上為磚混結(jié)構(gòu)閘井房。閘槽深度0.3m，寬度0.3m；檢修閘與工作閘閘槽間距為1.2m。

（4）涵洞洞身段

涵洞洞身段采用城門洞型，尺寸為1.2m×1.8m，拱高為0.3m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌厚度為0.3m，涵洞管身長(zhǎng)13.00m，鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為C25F250W6。

（5）消能段

涵洞出口接消能段，消能段段總長(zhǎng)7.5m，由斜坡段、消力池段組成，消力池后接海漫。消力池段長(zhǎng)5.5m，寬度為2m，為鋼筋混凝土矩形結(jié)構(gòu)，底板厚50cm，邊墻厚30cm，鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為C25F250W6。

3.結(jié)束語(yǔ)

平原區(qū)古河道攔河小型水庫(kù)，由于水庫(kù)修建年代久未考慮泄洪問(wèn)題，經(jīng)過(guò)幾十年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水庫(kù)兩岸均有居民區(qū)房屋建筑、耕地、林園等，水庫(kù)兩岸邊修建有鄉(xiāng)村公路，并與壩頂相通，兩岸邊地面高程與壩頂高程基本相同，本次水庫(kù)除險(xiǎn)加固，經(jīng)過(guò)實(shí)地踏勘未找到適合的位置修建溢洪道。

鋼筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、沖砂、放水、放空作用，有進(jìn)口段、有壓涵洞段、閘井段、無(wú)壓涵洞段、消能段組成。放水涵洞既能滿足灌溉引水要求，還能解決泄洪問(wèn)題。

在新疆小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，由于地形、地質(zhì)條件沒(méi)有合適的位置修建溢洪道，而鋼筋混凝土放水涵洞的應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用，在今后的實(shí)踐中得到發(fā)展和應(yīng)用。