水利樞紐尾水渠及下游河道應急防洪工程設計探析

霍禮鋒

（新疆吐魯番市水利水電勘測設計研究院，新疆 吐魯番 838000）

經濟日益進步，各項基礎設施的建設逐漸增多，我國境內河流比較多，為此水利工程這一基礎設施的建設也比較多。水利工程中防洪工程又比較重要，加上一些原有的水利工程的防洪部分受到了一定程度損壞，因此就需要建設或者修復一些防洪工程，為此防洪工程的設計思路顯得非常重要。以某工程需要修復防洪為例，探討水利工程中下游河道的應急防洪工程設計思路。

1 工程概況

該水利樞紐工程是該河段中一個有著很高的控制性，發揮著灌溉、防洪、改善生態環境、發電等作用。該水利樞紐中的攔河大壩為瀝青混凝土心墻壩整個大壩的主壩有105.26 m高。該水利樞紐中防洪部分經過長時間水流的沖刷、霧化、掏刷，泄洪部分的建筑出現了不同程度的損壞，該水利樞紐的尾水渠的右岸部分存在裂縫，護坡上的卵石被擊落，起到溢洪作用的出口到其的下游，在右岸部分的護坡已經坍塌。為了保證防洪工程能發揮作用，保證下游河道能夠安全行洪，必須對該水利樞紐進防洪修復，開始該水利樞紐中防洪水毀部分的應急修復項目。主要目的：防止該水利樞紐下游河道的護岸存在安全隱患，保證該水利樞紐的排洪和溢洪功能正常使用，對該段的防洪搶險通道實施保護，確保下游河道能夠安全行洪。該應急防洪工程重點內容，該水利樞紐2號區域一下建筑項目：樁號K0+000到k0+373.2 m，需要將溢洪道的出口到出庫水站該段的右岸護坡，總長度為373.2 m。

2 應急防洪工程的設計思路

2.1 洪水標準和設計洪水的水位

查閱該地區以往水利工程設計報告，得知在現有水利樞紐調節后，下游的泄洪流量不大于下游的安全泄洪量，大約是890 m3/s。然后，參照2014年的防洪標準，以及堤防類工程設計的規范，得出該地區洪水標準應該是50一遇。參照該水庫的益洪道的出口水位，得出流量關系成果，詳見表1。

表1 該水庫溢洪道出口水位～流量關系計算成果

對該表進行分析，可知當該水利樞紐遇見了50年才能遇到的洪水，其下游的泄洪量是890 m3/s時，防洪工程需要面對1855.97 m的最高水位。另外在考慮應對的最高水位的時候，需要考量周圍的水利工程，該水利工程上游有一個水利發電工程，其正常水位是1855 m，沒有高出上面說到的1855.97 m的高水位，為此，該防洪工程需要面對的最高水位就是1855.97 m。

2.2 護岸形式的比較

具體查看需要修復的防洪工程部分，前120 m段的邊坡為巖石材質，特殊的是坡度非常陡，表面出現了不同程度的風化，但是巖石還算完整，基礎部分受到的影響比較大；后200 m段，岸坡坡度比較緩慢。根據河道地形的條件、水庫泄洪建筑的挑流消能的沖坑深度以及影響范圍，提出了三種形式的護岸，分別是坡式、仰斜式重力墻式、鋼筋混凝土防滲透式，其工程量和直接費用的對比，（詳見表2），對其分析可以看出，第一種護岸施工方式的優點為，較少的開挖量和混凝土量，但也存在缺點，需要比較深的基礎預埋，在施工排水方面使用的費用比較高，抵抗變形的能力也不是很強，后期上面部位支撐面較小；第二種護岸優點，穩固和扎實的基礎，在適合坡面變形方面的能力比較好，地面和水下建設基礎時，經常會使用的一種方式，其缺點為規模大的混凝土量和開挖量，造價比較高；第三種護岸優點，規模較小的混凝土量和開挖量，在排水圍堰方面考慮較少，其缺點是復雜的施工工藝，施工時間比較長，整個工程的造價比較高。經過權衡考量，最終選擇使用第二種形式的護岸。

表2 各類形式護岸工程量和直接費用的對比

2.3 計算護岸高程

修復應急防洪工程之間需要參考此地水文站的實測糙取值為0.035，結合設計水位。實地考察該水利樞紐所在位置、具體風速、實際吹成、實際風向等影響因素，使用規定計算公式計算出該防洪工程的護岸工程基礎頂高程具體是1857.20 m，是該河道的設計水位同堤頂超高1.2 m相加得出。

2.4 計算護岸基礎防沖

查找當地的水文站的相關水文資料，計算出不同出庫流量下，河道的局部沖刷深度，使用的計算公式為《堤防工程設計規范》(GB50286一2013)中的相關公式，得出了沖刷深度大約為2.1~2.4 m。在此基礎上，分析出該防洪工程護岸的基礎，其埋置的深度大約為沖刷線之下的0.5~1.18 m，最終將護岸基礎深度確定為3 m。

3 護岸設計方案確定

因為該應急防洪工程重點修復的區域為部分護岸，為此，在上述設計重點的基礎上，將護岸的設計方案確定出來，護岸的基礎形式為仰斜重力墻式，1857.2 m是該墻的頂高程，寬需要1 m，1∶2.5是外坡到原地面的比例，1∶1.75是內坡的坡度，基礎應該達到地面3 m，底部水平1 m寬，1∶1是外側寬度。重力強使用25號混凝土做現澆，抗凍標號是F200。將上述方案中的所有數據，使用《土質邊坡穩定分析程序》進行計算，得出該護岸的抗滑穩定系統符合要求。

4 結束語

綜上所述，從水利工程的具體情況出發，才能設計出符合實際的防洪工程，保證整個防洪工程符合經濟建設原則，也保證著應急防洪工程的質量，最終確保發揮出真正的防洪作用。

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