摘要：夏源水库现状放水洞结构强度不满足要求，通过采用内衬钢管的方式，对放水洞进行加固处理，加固后，放水洞过流满足灌溉要求，加固方式是合理的。
关键词：水库；放水洞；过流；内衬钢管
1工程概况
夏源水库位于张家口蔚县夏源河上（夏源河属永定河水系壶流河支流清水河支流），拦河坝位于西合营镇夏源村东北，是一座以防洪为主，兼顾灌溉的小（2）型水库。工程主要由拦河坝和左、右岸2座放水洞等建筑物组成。该水库于1975年12月开工，1976年3月建成。自1976年建库以来，该水库已运行38年，期间未发生过洪水。
该水库控制流域面积8km2，总库容75.29万m3，兴利库容52.26万m3，调洪库容17.93万m3。
设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为300年一遇。
夏源水库建成以来，保护了下游3个村庄及207国道、109国道的防洪安全，担负着下游3500亩耕地的灌溉任务，防洪、灌溉效益明显。
2气象
本流域属中温带干旱区东亚大陆性季风气候，具有夏季炎热、冬季寒冷、温差较大、多风少雨的气候特征。流域多年平均气温6.5℃，平均最高气温22.1℃，平均最低气温-12.3℃。春夏秋冬四季分明，春季干燥、风沙多、升温快、昼夜温差大，年平均降水410mm，平均蒸发量1591mm。
3地震设计烈度
根据《中国地震动参数区划图》附录A《中国地震动峰值加速度区划图》圈定，张家口蔚县夏源水库地震动峰值加速度为0.15g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
依据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97），夏源水库工程地震设计烈度Ⅶ度。
4放水洞加固
4.1放水洞现状
拦河坝左、右坝下各有一座放水洞，为矩形无压盖板涵，洞断面尺寸1.0×1.3m（宽×高），纵坡1/500，左岸放水洞洞长48.00m，右岸放水洞洞长45.00m。进口为拔塞式。
4.2安全复核
（1）过流能力复核
放水洞主要功能为灌溉，根据《水力计算手册》（第二版）中竖井式溢洪道相关公式计算卧管下泄流量，当水位上升到一定高度，再按照孔口出流计算公式进行泄流能力计算。根据计算，当库水位为正常蓄水位时，放水洞进口及洞身过流能力均满足放水洞所需最大放水流量。
（2）强度复核
放水洞所处地区地震基本烈度Ⅶ度，根据运行工况，确定所受荷载主要包括自重、外水压力、内水压力、土压力（顶部土重和侧向土压力）、温度荷载等。
1）盖板、侧墙强度复核
放水洞按5级建筑物进行混凝土结构构件的强度计算，正截面裂缝宽度验算，根据《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SL191-2008）的规定，最大裂缝宽度允许值为0.30mm。经计算，放水洞强度复核结果见表1-1。
表1-1 侧墙、盖板强度复核计算表
根据计算，放水洞侧墙强度不满足要求。
2）底板强度复核
放水洞底板为素混凝土结构，根据《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SL191-2008）的规定，矩形截面素混凝土构件的承载力应满足式（5.3.2）。根据计算底板设计弯矩值181.2kN.m> ，不满足规范要求。
（3）加固设计
放水洞位于大坝底部，加固时施工较困难，考虑加固过程中要保证大坝安全，本次加固采用内衬钢管方案。
左岸放水洞加固：放水洞内衬钢管，钢管管壁距底板0.2m，距侧墙0.1m，检查模板及其支架、钢筋以及保护层厚度、预埋件等的位置、尺寸，确认正确无误后，在钢管与洞壁之间灌注C20自密实混凝土，灌筑的混凝土应填充到钢筋、埋设物周围及模板内各角落。出原放水洞后钢管需加长，加长段钢管下设0.2m中粗砂垫层，放水洞钢管长54.5m。
管道采用DN800mm钢管，壁厚8mm，材质为Q235B，连接方式为焊接。焊后应采用超声波进行100%探伤。
钢管内外防腐实施前对钢管内外表面采取喷砂除锈处理，其质量标准达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88规定的Sa2.5级。钢管外防腐采用环氧煤沥青外防腐（二布三油），内防腐采用无毒环氧漆内防腐，依据《钢质管道液体环氧涂料内防腐层技术标准》，防腐层等级为特加强级，干膜厚度不小于450μm。
右岸放水洞加固同左岸放水洞。
（4）加固后放水洞过流能力计算
放水洞内衬DN800×8钢管，钢管长54.5m（左岸放水洞为例），出口为自由出流。通过简单管道自由出流公式进行计算，当上游水位为正常蓄水位109m时，管道内最大过流量为1.92m3/s，满足灌溉要求。
5结论
原放水洞结构强度不满足规范要求，由于放水洞尺寸较小，且位于大坝底部，对原结构进行加固处理难度较大。内衬钢管虽然减小了放水时过流面积，但其过流能力仍满足灌溉要求，且施工方法简单易操作，对坝体不构成威胁，因此，对放水洞进行内衬钢管加固措施是合理的。
参考文献：
[1]《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）；
[2]《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97）；
[3]《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；
[4]《水力计算手册》（第二版）
论文作者:张丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/5
标签：水洞论文; 钢管论文; 水库论文; 内衬论文; 强度论文; 水工论文; 烈度论文; 《基层建设》2018年第11期论文;