棗莊市山城橡膠壩消能防沖設(shè)計分析

劉 燕

（棗莊市水利勘測設(shè)計院，山東 棗莊277899）

山城橡膠壩全長66 m，壩高3.5 m，為充水式橡膠壩，蓄水量23.49 萬m3，灌溉面積360 hm2；自建成以來發(fā)揮了較好的蓄水灌溉效益?，F(xiàn)狀壩袋超過使用年限、老化嚴(yán)重、多處撕裂損壞；上游無鋪蓋，滲徑長度不滿足要求；下游無消能防沖措施。為消除橡膠壩安全隱患，恢復(fù)橡膠壩蓄水灌溉功能，充分發(fā)揮工程效益，對該橡膠壩進行除險加固是必要的。主要建設(shè)內(nèi)容為：橡膠壩原址除險加固，保留壩底板，新建消力池、海漫、防沖槽，拆除改建左右岸翼墻、充排水泵站，并配套建設(shè)監(jiān)測設(shè)施。

1 橡膠壩消能防沖設(shè)計

橡膠壩消能防沖設(shè)計包括消力池、海漫、防沖槽設(shè)計，按照橡膠壩運行中可能出現(xiàn)的不利條件，進行橡膠壩的消能防沖設(shè)計，最不利工況由壩袋塌落的不同高度及相應(yīng)上、下游水位試算確定。

1.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

消能防沖設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇，并考慮泄放流量小于消能防沖設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)的流量時可能出現(xiàn)的不利情況。

1.2 計算工況

工況Ⅰ：根據(jù)《水工設(shè)計手冊》（第2 版）第7卷，為避免壩頂溢流時壩袋振動影響壩的正常使用，壩頂溢流水深宜取0.2～0.5 m，本次設(shè)計壩頂溢流水深取0.5 m。橡膠壩不塌壩的情況下，壩頂溢流水深取0.5 m 時，上游水位為正常蓄水位加0.5 m 的溢流水深為135.2 m，下游水位為下泄相應(yīng)流量對應(yīng)的下游水位。

工況Ⅱ：正常情況，橡膠壩在塌壩的情況下，壩袋塌落的不同高度，泄量由小遞增，下游建立相應(yīng)水位。上游水位為正常蓄水位134.7 m，下游水位為下泄相應(yīng)流量對應(yīng)的下游水位。

1.3 消能防沖計算

按《水閘設(shè)計規(guī)范》附錄B 中有關(guān)公式計算，計算結(jié)果詳見表1 和表2。

表1 計算成果表（工況Ⅰ）

1.4 消能防沖計算結(jié)果分析

通過以上計算可知，消力池池深不小于0.80 m，設(shè)計取0.80 m；消力池長不小于14.01 m，設(shè)計取14.5 m；消力池厚度不小于0.54 m，取0.60 m；海漫長度不小于21.48 m，考慮橡膠壩下游河床為②層強風(fēng)化薄層灰?guī)r，完整性和抗沖刷能力較好，設(shè)計取17.0 m。

采用下挖式消力池，總長15.0 m，池深0.8 m，底板厚600 mm，采用C25 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下設(shè)反濾排水；海漫長17.0 m，采用300 mm厚的C25 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；拋石防沖槽長6.0 m，槽深1.5 m。

表2 計算成果表（工況Ⅱ）

2 結(jié) 語

通過對下挖式消力池池長、池深計算分析，最大池長、池深出現(xiàn)在不同的設(shè)計工況，由此可見，橡膠壩的消能防沖設(shè)計應(yīng)按照運行中可能出現(xiàn)的不利條件，選取多種工況，通過試算選定最不利工況。