宣威市水务局 云南宣威 655400
摘要：以工程实例为分析资料，总结小型水库溢洪道设计中出现的问题，并提出有效的处理措施，以为水库安全提供参考。
关键词：小型水库;溢洪道设计;常见问题；处理方法。
溢洪道在我国水利工程建设中是最为常见的建筑，在工程项目中能够发挥出排除水库存超蓄洪水的作用，使得水库在汛期泄洪期间处于安全状态。从完整的工程状况看，溢洪道设计的好坏能够直接影响水库的安全状况。
1调查情况
宣威市现有小型水库74座，其中14座小(一)型水库，60座小(二)型水库。在调查水库时对各个水库出现的安全问题进行详细地检查分析，总结小型水库存在的问题及修整的方法。调查的结果显示，宣威市的小型水库中大多数都是病险严重。面对存在的诸多问题，应给予足够的重视，对导致问题的原因进行分析，并拟定有效的处理措施。否则，不但建筑工程发挥不了应有的作用，还会引起诸多的安全事故。在检查水库运用状况时，对溢洪道的安全问题进行详细的调查，以保证其使用的安全性。
2小型水库溢洪道设计常见问题
2.1溢洪道进出口段与坝身距离短
检查中发现有较多的小型水利工程的溢洪道进出口段与坝身的间隔距离存在一定的问题，主要是间隔过短，坝肩和溢洪道只有单薄的山脊互相隔离。进口段没有使用相应的保护措施，尤其是护砌措施，泄洪后则会引起冲刷，给坝肩的安全造成巨大的伤害。
2.2溢洪道设计尺寸较小
在设计小型水库时常常要考虑到工程的资金消耗，而又必须要使得设计达到建筑工程的标准，在资金和标准的双重压力下，很多设计人员常常会将设计尺寸进行改动，缩短尺寸大小，随之引起参考的洪峰与洪量等洪水数据发生异常变化。这些造成溢洪道设计的尺寸也相应减小，在建筑的岩体出现风化坍落后，发生泄洪渠淤积的概率则大大增加，让水库泄流难以正常进行。
2.3溢洪道平面弯道半径大小不稳定
平面弯道半径对溢洪道在设计而言，是一个隐藏的不稳定因素，随着时间的变化，收缩忽小忽大，对于泄流的完成起阻碍作用。在遇到溢洪道陡坡段布置发生异常后会被弯道流态、流势等因素干扰而出现变动，最终带来的结果是出现两岸的水面差，造成凹岸的水面壅高，很容易造成下游衔接的平直段内出现折冲水流，大大削弱泄流的能力。
2.4水力设计方法不合理
设计者在溢洪道的设计过程中没有从专业的角度出发，研制出科学的设计方案，这就让设计结果与方案难以达到实际工程的需要，水力设计方式不合理会给工程项目造成很大的阻碍。
2.5溢洪道陡坡比降过陡
陡坡比降过大对于溢洪道设计是极为重要的问题。部分溢洪道被设置在非岩性的山坡之上，其底部难以采取科学的反滤衬砌，一旦渗水后很容易出现滑坡现象，这会大大降低建筑结构的稳定性。
3小型水库溢洪道设计问题的处理方法
溢洪道设计中掌握的基本资料是否充分与完善，选用的设计标准是否恰当，均直接影响到整个工程的安全及经济效益，现就有关问题谈几点看法。
3.1在溢洪道设计中合理地调整布局
溢洪道工程的规划布局应尽量利用有利地形地貌，即要经济合理又要保证安全。如大坝附近有天然山坳可以布设溢洪道则最为理想，如主坝口子狭窄无法布置正堰 则可考虑选择侧槽式溢洪道。其规划布置的主要原则是：基础坚硬均一，线路短，无弯道，出口远离坝体；工程严禁布置在滑坡或崩塌体地上。溢洪道通常有四个主 要部分组成：引流段（近口段）、控制段（堰流段）、泄流段（陡坡、急流段）及消能工。
在设计小型水库的溢洪道工程过程中，应该坚持实事求是的原则，充分考虑到工程所在地的地形、地貌、环境等相关因素。从而对整个工程布局进行适当的调整，以保证设计结果达到标准要求。
3.1.1控制段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计时需将泄流维持在均衡状态，让进口水流垂直于控制段的建筑物，并根据具体的情况与泄流要求，对宽顶堰或断面堰合理安排，而堰的宽度大小需参照允许单宽流量进行调整。
3.1.2引流段。为使得引流能够顺利进行，通常设计时将其作为喇叭口是最佳效果，并尽可能的控制住损失大小，保持长度在有效状态。
如因地形所限必须在该段内设置弯道时，则应使弯曲段尽量平缓外、还应使弯道与下游衔接段和出口段尽 量远离坝脚，以免冲刷坝脚。引流段截面一般选用梯形或矩形，当流速≤1~2米/秒时一般可不砌护，但与坝端邻近和紧接控制建筑物的范围内应砌护一定长度，同时在弯道二侧的凹岸亦应砌护，如为坚硬的岩基则可不考虑。
3.1.3消能工。选择多级跃水或溢洪道末端跃流时需保持泄流方向远离坝脚距离≥100~150 m。对非岩基而言，最为普遍的方法是进行地段处理，并把消力池安置在末端处。对泄流量很小的情况，应该利用消力坎的方式进行。遇到远驱式水跃后要从多个角度避免出现冲刷现象，这就需要采取差动式消力坎的方案。在岩基上，当溢洪道的尾端存在较陡的边坎，通常使用挑射消能是最有效的方法。
3.1.4泄流段。泄流段常采取直线布置方法，这就在避免弯道与设置扭坡中发挥了重要的作用。在设计纵断面过程中必须以现实的地质为基础，对缓坡、陡坡或多级跃水等情况做出科学的选择。
3.2各结构的计算
3.2.1结构计算
为保证建筑物安全稳定的结构计算是不可缺少的，除一些护坡及挡土墙的稳定可按一般方法计算外，必须进行陡坡面砌护厚度与消力池底板的稳定分析，而对挑射消能则应进行鼻坎的稳定与基础应力计算。
3.2.2陡坡的护砌厚度应满足滑动安全，设置伸缩缝沉陷缝以后，坡面砌护类似大面积薄板，故对基础应力以及倾复稳定一般可不须计算，其主要控制条件是 滑动稳定，作用在护面上的滑动力主要有水流拖泄力、砌体自重顺坡方向的分力及护面凸体（如伸缩缝）产生的阻力；抗滑力则包括砌体自重垂直坡面的分力和水流 静压力（需扣除高速水流的脉动压力）、护面上的上举力和渗透压力，其抗滑安全系数应≥1.3~1.5即为安全。
3.2.3消力池底板厚度应满足抗浮稳定要求，由于底板四周边界的约束作用，一般没有滑动问题，因此仅需对其抗浮要求进行稳定计算。作用在底板上的上浮力包括渗透压力、脉动压力、底板上凸出体产生的上举力，以及下游消力池水深与水跃段内压力差。抗浮力包括底板的浮重和底板上的水重，其抗浮安全系数≥1.3~1.5即为安全。
3.2.4挑流鼻坎的尺寸应满足滑动稳定、倾复稳定和允许的基础应力。作用于鼻坎上的向下的垂直力包括鼻坎自重、鼻坎上的水重，挑流曲面离心力的垂直分 力；向上的垂直力包括脉动力、渗透压力、鼻坎下游尾部形成的上浮力、以及鼻坎上凸出体产生的上举力。作用于鼻坎的水平推力包括水流的拖泄力，挑流时其鼻坝 曲面离心力的水平分力，以及鼻坎上凸出体产生的水平分力。按一般力学方法计算鼻坎的滑动与倾复稳定时其要求抗滑安全系数≥1.3~1.5，抗倾安全系数 ≥1.5，同时计算上述各力的合力，其作用点应位于基础面中三分点之内，且基础最大与最小应力比值≤3~5，以避免发生不均匀沉陷。
4结语
总而言之，针对小型水库溢洪道设计中存在的问题采取有效地处理措施是必不可少的工作，这不仅使水利工程使用功能得到有效发挥，在拟定处理方案时应该对地质构造、水文资料做好处理，这样才能保证工程的功能得到发挥。
参考文献：
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[5]中华人民共和国水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252--2000）
[6]中南勘测设计院编《溢洪道设计规范专题文集》，水利电力出版社
[7]西安理工大学李建中主编《水力学》，陕西科学技术出版社
论文作者:邱会荣
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签：溢洪道论文; 水库论文; 弯道论文; 陡坡论文; 底板论文; 稳定论文; 工程论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;