某工程攔河壩下游沖刷破壞修復(fù)方案研究

(重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計研究院，重慶，401120)

1 工程概況

某工程攔河壩是在原有擋水建筑物及護岸建筑物的基礎(chǔ)之上改建而來，其主要作用是抬高庫區(qū)水位，保證上游水廠正常取水。

樞紐工程主要包括上下游護岸建筑物以及攔河大壩，攔河壩采用無閘控制，溢流面采用曲線形實用堰，堰頂高程504.6m，壩頂高程509.5m，攔河壩總寬320m。下游消能防沖采用底流消能形式，消力池總長20m，底板高程499.0m，其后采用1:0.5斜坡與1m寬尾坎銜接，尾坎頂高程500.0m。消力池兩側(cè)通過扭面銜接兩側(cè)河岸。攔河壩典型剖面布置如圖1所示。

2018年汛期，攔河壩消力池尾坎后的基礎(chǔ)部分掏空，威脅大壩安全，水廠緊急組織人員搶險加固，調(diào)配大量體積為1m3的混凝土四面體拋投于消力池尾坎下游，防止基礎(chǔ)的進一步掏刷。汛后檢查發(fā)現(xiàn)，四面體出現(xiàn)大幅向下游沖動的現(xiàn)象。

本次研究的目的是結(jié)合理論和試驗，提出加固壩后四面體的措施、維持四面體穩(wěn)定的方案，保證攔河大壩的泄洪安全，從而維護下游人民、財產(chǎn)的安全。

2 現(xiàn)狀方案試驗

當(dāng)流量Q=3000m3/s時，消力池及下游河道流態(tài)見圖2(a)，下游沖刷情況見圖2(b)。消力池發(fā)生遠驅(qū)式水躍，池內(nèi)靠近兩岸部分水躍基本發(fā)生在池內(nèi)，這是由于池后河床寬度變寬，兩側(cè)出池水流向兩岸擴散，單寬流量迅速減小所致；而位于消力池中部的水體出池后水流能量沒有得到有效的分散，以急流的形式與下游銜接。消力池及下游河道各處流場分布見圖2(c)，可以看到，消力池出池流速達到8m/s～9m/s，這也是四面體被沖動的主要原因。……