桂林市恭城縣峻山水庫平板閘方案研究

韋洪楓

（桂林市水利電力勘測設計研究院，廣西 桂林 541001）

1 工程概況

峻山水庫樞紐工程位于廣西桂林市恭城瑤族自治西嶺鄉境內恭城河的支流澄江河上，距恭城縣城19km。

峻山水庫是一座以灌溉為主，兼有發電、防洪、水產養殖等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。

主壩位于澄江河峻山峽谷出口處，壩體為漿砌石重力壩，壩高69m，壩頂全長220m，其中溢流壩段長80m，堰頂高程242m；左右岸非溢流壩段長均為70m，壩頂高程250m，壩頂寬5.0m，壩頂設防浪墻，墻頂高程251.2m。溢流壩段堰頂設有鋼筋混凝土水力自控翻板閘10扇，每扇寬8m，高4m。

2 平板閘方案

2.1 平板閘方案布置

2.1.1 平板閘方案孔口比較

大壩安全鑒定報告書提出的大壩安全鑒定結論中涉及水力自控翻板閘的意見和建議為：水力自控翻板閘閘體各部件結構及止水效果完好，運行正常。但閘前無攔污設施，閘上無交通橋，易發生閘門卡阻，難以監控閘門運行狀態。曾有方案采用新建左岸上壩公路和壩下游澄江大橋解決交通問題，但水庫運行管理人員仍不能對水力自控翻板閘的運行實行有效控制，水情自動測報系統即使再先進，也不能發揮其積極作用，無法滿足水庫調度管理的要求，降低了水庫安全運行的可靠性。基于以上原因，取消左岸上壩公路及相應匹配的澄江大橋，將水力自控翻板閘改為平板閘，增設壩頂交通橋能較好的解決上述問題。

峻山水庫溢流壩建成并運行多年，為使溢流壩閘門改建工程實施后與原溢流壩堰型、前緣總寬度、樞紐總布置（構筑物相互關系）等相協調，不留明顯的改建痕跡，以保持大壩工程較為完美的外觀形象，擬對溢流壩前緣總寬度（80m）以及堰頂高程（242.00m）不做改變。

在閘門擋水高度為4m的條件下，根據金屬結構閘門孔口高寬比的要求，其寬度宜在4m～10m之間。在維持原溢流壩前緣總寬度及堰頂高程不變的情況下，共做了以下三個方案比較：

方案一：每孔凈寬8.8m，中墩厚2.6m，邊墩厚1.4m，共7孔，6個中墩，2 個邊墩，溢流壩前緣總寬度為：7×8.8＋6×2.6＋2×1.4＝80m。

方案二：每孔凈寬7.5m，中墩厚2.5m，邊墩厚1.25m，共8孔，7個中墩，2 個邊墩，溢流壩前緣總寬度為：8×7.5＋7×2.5＋2×1.25＝80m。

方案三：每9孔凈寬6.5m，中墩厚2.4m，邊墩厚1.15m，共9孔，8個中墩，2 個邊墩，溢流壩前緣總寬度為：9×6.5＋8×2.4＋2×1.15＝80m。

三個方案的閘墩均長7m，墩頂下游側設交通橋，寬4m，閘墩下游邊緣超出原非溢流壩頂下游邊緣2m（原非溢流壩頂寬5m），因此，將右岸 0＋027.5～0＋070(長 42.5m)以及左岸 0＋150～0＋207.35(長 57.35m)兩段共計99.85m長的非溢流壩加寬2m，與溢流壩交通橋銜接，同時在兩岸壩肩均設回車場以滿足防洪搶險交通要求。回車場擬平鋪0.2m厚碾壓級配碎石，其上澆筑0.2m厚C20混凝土。在壩右岸新建180m上壩公路與原公路連接，上壩公路按山區四級公路標準設計，采用混凝土路面，路基寬4.5m，行車道寬3.5m，公路縱坡i≤8%。

2.1.2 平板閘方案比較

以上三個方案的技術經濟指標列于表2.1。

由表中可以看出，方案二即8孔7.5m方案投資比方案一少1.58萬元，比方案三多1.87萬元，三個方案的投資相差不大，原左岸上壩公路建筑工程費用685.25萬元；平板閘方案二建筑工程費276.98萬元，金屬結構設備及安裝費208.52萬元，水情自動測報系統121萬元，合計606.50萬元；比原左岸上壩公路建筑工程費用少78.75萬元。考慮到方案二的布置與原水力自控翻板閘水力邊界條件相近，設計洪水位與校核洪水位與大壩安全鑒定結論接近，因此方案二較方案一和方案三為優，因此本次設計采用方案二為推薦方案。

2.2 平板閘方案泄流安全論證

水庫溢流壩段現狀堰頂的水力自控平衡翻板閘為10孔鋼筋混凝土結構，閘高4m，總長為80m。水庫正常水位為246m。據水利部江河公司1994年提供的資料，翻板閘的啟動水位為246.026±0.05m，全開水位為247.20m。水力自控翻板閘泄流曲線系根據《廣西恭城瑤族自治縣峻山水庫大壩安全鑒定報告》得出，其泄流曲線見表1和圖1。

表1 水力自控翻板閘Q～H曲線表

平板閘方案維持溢流長度80m以及堰頂高程242.00m不變，布置8孔凈寬7.5m平板閘。平板閘方案不改變原溢流壩堰面曲線，僅增加中墩及邊墩，因此認為平板閘方案中流量系數與原溢流壩敞泄時流量系數相同，并增加中墩和邊墩側收縮系數計算泄流曲線，其公式如下。

Q——流量，m3/s；

b——溢流堰單孔凈寬，m；

n——孔數；

H0——計入行進流速的堰上總水頭，m；

m——流量系數，同原敞泄流量系數；

ε——側收縮系數。

將水力自控翻板閘Q～H與平板閘方案采用Q～H列于表2中。

從表2中可以看出：在低水部位 （水力自控翻板閘全開水位247.20m前）平板閘方案設計值的流量與水力自控翻板閘相差較大，平板閘方案的設計泄流量大于水力自控翻板閘方案；在中水部位（水力自控翻板閘全開水位247.20m～248.20m）平板閘方案值的流量與水力自控翻板閘設計值幾乎重合；在高水部位（248.20m～251.00m）平板閘方案設計值的泄流量較水力自控翻板閘設計值小。在水位為251.0m時相差279.78 m3/s，說明峻山溢洪道改為平板閘方案后在高水位泄流能力略小，根據兩個方案的泄流能力分別對水庫進行調洪計算，調洪后平板閘方案主壩校核洪水位（P=0.1%）為251.03m，而自控翻板閘方案校核洪水位為251.02m，兩方案校核水位高程基本一致，故認為通過水工模型試驗以及依據模型試驗進行的溢流壩平板閘方案的優化，溢洪道過水能力滿足要求，泄流安全。

3 結束語

平板閘方案較好的解決了峻山水庫水力自控翻板閘閘前無攔污設施，易發生閘門卡阻，難以監控閘門運行狀態的問題及閘頂交通問題。溢洪道頂水力自控翻板閘改為平板閘方案后其過水能力滿足要求，泄流安全。

［1］SL265-2001 水閘設計規范[Z].

［2］廣西恭城瑤族自治縣峻山水庫樞紐工程除險加固初步設計報告[R].桂林：桂林市水利電力勘測設計研究院，2004.