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王屋山水庫溢洪道除險加固方案分析
摘要：本文針對王屋山水庫溢洪道出現(xiàn)的險情，對溢洪道上溢流堰改建方案和溢洪道下游陡坡段加固方案進行了分析。關鍵詞：溢洪道 加固 方案
一、概述
王屋山水庫位于河南省濟源市西北部60公里逢石河支流鐵山河上，是一座以防洪為主，結合灌溉、供水、發(fā)電等綜合利用的中型水庫�？値烊�690萬立方米，興利庫容523萬立方米，控制流域面積101平方公里。大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高77.3米，壩頂高程712.3米。溢流堰為厚1.6米，高3 .8米的拱形薄壁堰，堰頂高程705.6米。
該水庫溢洪道主要有兩個問題：一是溢流堰施工質量差，下泄水流紊亂，匯洪能力��；二是溢洪道下游陡坡段基巖風化嚴重，沖惻成深槽，嚴重危及水庫正常泄洪。為解決溢洪道上述問題，本文就該水庫溢洪道除險加固方案進行分析。
二、溢流堰改建方案分析
該水庫溢洪道原溢流堰為拱形薄壁堰，由于施工質量差，過堰水流紊亂紊亂，泄洪能力小需要改建，那么采用什么方案進行改進呢？我們經(jīng)過研究提出三個改建方案：
（一）在溢洪道平臺上游建實用堰方案
該方案需要拆除原拱形薄壁堰，在溢洪道平臺上游建實用堰，實用堰下游底板進行鋼筋土護砌。實用堰堰面為WES曲線，下游接反孤段，堰頂寬50米不變。根據(jù)計算，堰頂高程為705.28米，相應興利庫容492萬立方米，溢洪道最大下泄流量1932立方米每秒，工程費用36.5萬元。
（二）在溢洪道平臺下游建實用堰方案
該方案需要拆除原拱形薄壁堰，在溢洪道平臺下游建實用堰，實用堰上游底板進行鋼筋混凝土護砌。堰頂寬及堰面曲線同上。根據(jù)計算，堰頂高程為705.3米，相應興利庫容494萬立方米，溢洪道最大下泄流量1935立方米每秒，工程費用27萬元。
（三）溢洪道上建迷宮堰方案
由于該水庫位于資源十分緊缺的山區(qū)，迫切需要水庫能增加蓄水量。迷宮堰是我國近十幾年才引進的一種新技術，堰頂軸線呈折線型，泄流能力大大高于傳統(tǒng)的直線堰，在堰頂寬不變情況下，既能滿足泄洪要求，還能抬高堰項高程，增加興利庫容，從而同時滿足泄洪和增加水庫蓄水量兩個要求。
根據(jù)計算、研究，迷宮堰采用倒四宮，單宮寬12.5米，單宮堰展長32.5米，展寬比2..6，堰頂寬50米，堰高4.26米，堰頂最大水頭5.44 米，最大水頭堰高比1.277，堰頂高程706.56米，相應興利庫容543萬立方米，工程費用49萬元。
（四）方案分析
該水庫溢洪道除險加固三個方案主要技術經(jīng)濟指標見表1。
通過對上述三個方案進行技術經(jīng)濟比較我們認為，雖然建迷宮堰方案比前兩個方案工程費用多一些，但該方案不僅能滿足泄洪要求，還能使水庫興利庫容提高51萬立方米（提高10%），這對于水資源十分寶貴的山區(qū)來說，是非常重要的。所以溢流堰改建方案確定采用在溢洪道上建迷宮堰方案。
三、溢洪道下游陡坡段加固方案分析
溢洪道平臺出口至下游河床落差較大，岸坡陡峭，基巖風化嚴重，經(jīng)二十多年運行，已形成三道深槽，急需加固處理，為此我們提出以下兩個加固方案：
（一）下游陡坡護砌方案
由于陡坡上部巖石節(jié)理發(fā)育，風化較嚴重，而下部巖石較完整堅硬，因而主要對陡坡上部護砌。沒東西向節(jié)理面開挖后做混凝土護面，護面長度為25米。陡坡下部的沖坑和幾條較大張開節(jié)理做適當開挖后用混凝土澆筑填平。在接近下游處建垂直陡坎。由于順陡坡水流流速很大，直接威脅河對巖防汛道路，故對巖防汛道路也需要護砌。該方案工程費用為97萬元。
（二）挑流方案
溢洪道下游修挑流鼻坎，通過迷宮堰的水流經(jīng)挑澈鹵坎直接挑落到下游河床內，使溢洪道陡坡免受沖刷。落水點至挑流鼻坎水平距離控制在75~160米，垂直距離為35.7米。挑射角采用25o。經(jīng)計算，河床沖刷坑深度為13.9米，挑射距離為83.7米，其工程費用為55萬元。
（三）方案分析
溢洪道下游陡坡段
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