水库溢洪道泄洪闸设计说明

水库溢洪道泄洪闸设计

1.1水库建设过程 (7)

1.2水库目前存在问题 (7)

2 水文 (8)

2.1流域概况 (8)

2.2年径流复核成果 (9)

2.3设计洪水复核成果 (10)

2.4非汛期设计洪水 (11)

3 工程地质 (11)

4 除险加固任务和规模 (12)

4.1除险加固任务 (12)

4.2除险加固洪水标准 (13)

5.溢洪道泄洪闸设计 (13)

5.1方案的说明 (13)

5.2方案比较 (14)

5.3设计基本资料 (15)

5.4溢洪道轴线选择 (16)

5.5溢洪道工程布置 (16)

5.6水力设计 (18)

5.7溢洪道防渗与排水设计 (22)

5.8稳定计算 (23)

6 施工组织设计 (28)

6.1施工条件 (28)

6.2施工导流 (28)

6.3主体工程施工 (29)

6.4施工交通运输 (30)

6.6施工总布置 (31)

结论 (33)

1 工程概况

白沙水库位于淮河流域沙颖河上游，坝址位于省市与登封市交界的白沙村以北300m处。是50年代初治淮早期我省兴建的大型水库之一，当时水库的设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。设计水位233.8m，校核水位235.3m，总库容2.95亿m3。水库控制流域面积为985km2，占颖河流域面积7230km2的13.6%，占颖河山丘区流域面积1900km2的51.8%，是以防洪灌溉为主，兼顾工业供水、水产养殖、旅游等综合利用的大型枢纽工程。水库位置见图1.1-1。

1978年水电部颁发了《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（山区、丘陵区部分）SDJ12—78，根据该规定白沙水库正常运用洪水标准应为500～100年一遇，非常运用洪水标准如失事后对下游不致造成较大灾害的其下限值为2000年一遇，如果失事后对下游将造成较大灾害的大型水库应以可能最大洪水作为非常运用洪水标准。1990年水利、能源部对SDJ12—78又颁发了补充规定，根据该规定将白沙水库的校核洪水标准由可能最大洪水改为2000年一遇。1994年建设部发布国家标准《防洪标准》（GB50201—94）作为强制性国家标准，根据该标准白沙水库设计洪水标准应为500～100年一遇，校核洪水标准应为5000～2000年一遇。我省大部分大型水库，根据以上国家颁发的洪水标准、结合各水库的具体情况，经历20余年基本进行了除险加固，提高了水库安全标准。已完成的有鸭河口、宿鸭湖、鲇鱼山、孤石滩、彰武、南海等水库，正在实施的有白龟山水库和昭平台水库。

该工程1951年开工，1953年竣工。由于当时形势的需要和各方面条件的限制，存在诸多问题。1956年进行了扩建加固。

2001年3月对水库安全标准进行复核，1000年一遇洪水位为235.51m，2000年一遇洪水位为236.29m，而目前白沙水库允许的最高水位235.13m。因此，白沙水库现有安全标准不足1000年一遇，尚未达到国家《防洪标准》（GB50201-94）5000年~2000年一遇的下限。由于白沙水库在沙颖河流域防洪调度中的作用非常重要，事关市、京广铁路和京深公路的安危，一旦失事，将对市、、临颖、和郾城等县市造成严重的洪水灾害。因此急需除险加固。

2001年3月省水利厅组织水利部、淮委、黄委和水库管理局等单位组成专家组，对白沙水库进行安全鉴定，鉴定意见为：“白沙水库大坝现有防洪标准不足千年，属危险水库，急需进行除险加固。建议采取工程措施提高抗御洪水标准以满足国标《防洪标准》要求，对溢洪道混凝土建筑物和金属结构进一步进行检测。进一步补充完善观测设施，加强观测工作。在未进行除险加固前，水库管理单位应加强工程管理和工程监测，并做好超标准洪水的安全保坝措施。”

2001年7月水利部大坝安全管理中心对白沙水库安全鉴定成果进行核查，核查意见为：“大坝存在的主要问题是水库大坝防洪标准不满足部颁《近期标准》，同意三类坝鉴定结论意见。”

另委托省水利科学研究所水利水电工程质量检测中心对白沙水库溢洪道（土建部分）进行工程质量检测，并于2002年2月提出《白沙水库溢洪道（土建部分）工程质量检测报告》和《检测描绘图集》。据现场测绘各个闸墩闸墙在高程6.0m 处有一条水平缝，缝宽较大且多为通缝；各个闸墩闸墙在中部区域，均有一条自下而上的裂缝，分别达到或超出6m处的水平缝高度，缝宽0.21~0.80mm，超声波检测1#、3#、4#、5#墩为贯穿缝，2#、6#、7#墩未贯穿，两边墙部位是否贯穿尚未查明；闸墩在上游墩尖，下游墩尾及墩身各部位，存在多条裂缝，缝宽多在0.10~1.35mm之间，其中上游墩尖处大部分为水平缝，其余多为不规则裂缝，超声波检测缝深在65~164mm之间，大小裂缝总计有570余条。闸底板共有裂缝38条，在每孔闸底板中部，均有1~2条垂直水流方向的裂缝，缝宽一般在0.22~0.71mm 之间，经超声检测，缝深在30~283mm之间。主要结论为：“闸室结构砼的强度、钢筋的配置均不能满足现行设计规的要求，裂缝普遍存在，一些受力部位的裂缝已经贯穿，碳化值普遍较高，土建部分维修加固方案的优势已经失去，建议考虑其它解决方案。”

查阅《白沙水库暨灌区志》的记载和工程竣工图，发现泄洪闸建基面位于强风化石英砂岩上，岩石破碎，施工中有多处坍塌；闸室结构强度不足，限于工程建设期的经济环境和技术水平，闸室墩墙和底板砼标号太低，原设计为140号，施工中为节约水泥，加入15%的粉沙掺和料，实际上不足140号，一些部位仅有90号，且闸墩配筋率仅为（0.02~0.03）%，小于钢筋砼的最小配筋率，实为少筋砼，而水工建筑物的挡水受力结构不宜采用少筋砼；工程竣工时已发现墩墙出现裂缝，运行数十年，现在闸室裂缝普遍存在，七个中墩有四个中墩的裂缝已贯穿，其余裂缝深度为65~164mm；右边墙倾斜13cm，消力池边墙也发生变形。

2001年12月~2002年3月，省水利勘测总队受省水利厅委托，对溢洪道进行了地质勘探，揭露地层表明，老溢洪道闸室建基面在强风化带上，风化层厚度为0.5~6.1m，其中有薄层泥岩，岩体破碎，含泥量高，承载力低，抗剪强度低，高水位时，闸室存在稳定问题。右岸翼墙地基断层发育，强风化厚度在18m以上，右岸翼墙存在稳定问题。闸基78%的岩体具有中等透水性，闸基存在渗漏问题。并于2002年4月完成了《省白沙水库除险加固溢洪道工程地质勘察报告》。

省水利勘测于2001年3月对溢洪道泄洪闸进行水力计算和稳定复核，认为下游消力池边墙高度比允许值低2.2m，整体稳定安全系数小于规允许值。由于溢洪道建成至今，没有高水位运行过，掩盖了其存在的安全隐患。

白沙水库溢洪道泄洪闸应根据水库规划指标，进行加固或重建

1.1 水库建设过程