圖們市石頭河水庫溢洪道設計

李奧 宋恒毅 許朝德 趙海峰

摘 要：圖們市石頭河水庫位于圖們市的上游，它的水庫控制流域面積為985km2，占圖們流域面積7230km2的13.6%，占圖們山丘區流域面積1900km2的51.8%，是以防洪灌溉為主，兼顧工業供水、水產養殖、旅游等綜合利用的大型樞紐工程。石頭河水庫總庫容2.78億m3，按國標《防洪標準》規定，石頭河水庫工程等別應為大（2）型，泄洪閘為2級建筑物.泄洪閘設計標準為100年一遇，校核標準為2000年一遇。據《溢洪道設計規范》（SL253—2000）閘下防沖設計標準按50年一遇，校核標準100年一遇。

關鍵詞：溢洪道；中墩；水庫；結構穩定性

1 工程概述

水庫始建于1951年，1956年2月～1957年12月進行了水庫擴建，1997年底又對輸水洞進行了較全面的加固處理。現主壩頂長1316m，東西副壩頂分別長327m和390m。水庫建成至今已運行40余年，在防洪、興利、環境等方面發揮了很大的作用，但水庫安全標準偏低，不足2000年一遇，尚未達到國家《防洪標準》，屬險庫，需要進行除險加固。

2 結構計算

（1）現有溢洪道不能滿足規范要求的消能防沖設計洪水標準，上游導水墻長度太短，高度不夠，下游擋土墻出現傾斜.因此，此次設計考慮將原溢洪道拆除，重建溢洪道，經過水力計算，新建溢洪道為5孔12米，仍采用弧形閘門，采用卷揚式起閉機。

（2）閘室穩定計算方法。新建閘室為跨中分縫，分別考慮邊墩雙向穩定和中墩順水流方向的穩定計算。

①計算參數。砼與巖石綜合摩擦系數f=0.55，地基允許承載力2.0MPa，回填石渣干容重取1.90t/m3，濕容重2.0 t/m3，飽和容重2.1 t/m3，回填料可用強、弱風化石渣，采用綜合摩擦角：水上=35OB，水下=33OB。

根據《水工建筑物抗震設計規范》（SL203—97），白沙庫區地震基本烈度為6度，泄洪閘為2級非壅水建筑物，不再進行抗震計算。

②計算工況。各斷面均按基本荷載組合和特殊荷載組合進行計算。

基本組合1：完建期：自重+土壓力+土重

基本組合2：50年關門擋水：自重+水重+水壓力+土重+土壓力+揚壓力

基本組合3：100年控泄工況：自重+水重+水壓力+土重+土壓力+揚壓力

特殊組合1：關門擋水、排水失效：自重+水重+水壓力+土重+土壓力+揚壓力

③計算公式。抗剪斷強度計算公式

3 石頭河水庫溢洪道中墩的計算

4 總結

本次設計是圖們市石頭河水庫的溢洪道設計。其中包括以下幾個方面內容：方案的比較和選擇以及水力計算，結構穩定性計算（包括邊墩，中墩和擋土墻穩定基底應力計算），簡單的施工組織設計等幾個方，面通過本次畢業設計，我認識到設計的重要性，也使我提高了獨立思考問題的能力，學到了很多新知識，并且對一些常用規范做到了基本的掌握。

參考文獻：

[1]蔣曉輝.卡倫水庫水源保護區域的劃定及管理[M].北京：科學出版社，2010.

[2]張子文，田喜龍.卡倫水庫洪水風險調度效益淺析[M].吉林水利，2007-3.

[3]劉家麟，顏宏亮，劉建軍，等.水工建筑物[M].北京：水利電力出版社，1993.

作者簡介：第一作者李奧（1996-），男，吉林松原人，研究方向：水利水電工程。

通訊作者：溫寧（1987-），河南駐馬店人，碩士，助教，研究方向：水工結構工程及基礎工程，單位：吉林農業科技學院機械與土木工程學院。