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1950年10月中央人民政府政务院发布”关于治理淮河的决定”后,省治淮总部于1951年元月组织力量对白沙水库进行勘测设计，1951年3月开始施工至1953年8月建成。

工程包括：拦河坝，长1214m，坝型为均质土坝，坝顶高程231.72m，最大坝高42.5m。

溢洪道为无控制开敞式溢洪道，宽100m，底高225.92m,最大泄量572m3/s；输水洞为无压洞，横断面为R=2.03m的标准马蹄形洞，进水口为上下双层四孔 1.75×1.75的油压直升平板钢闸门，进口底高195.92m，出口底高194.86m，洞长337.0m，最大泄量230 m3/s。

水库设计最高洪水位228.42m，总库容1.88亿m3。

此外尚有东付坝一座。

由于1950年设计时没有进行流域规划，设计洪水计算偏小，经1954年洪水考验后，发现水库规划库容偏小，溢洪道设计的溢洪断面不够大，水库的安全标准偏低，水库的效益未能充分发挥。

为此于1956年2月～1957年12月进行了水库扩建。

扩建后的大坝坝顶长1316m，顶宽6.6m，最大坝高47.88m，坝型由均质土坝变为复式断面，坝顶高程235.8m，防浪墙顶高程237.0m。

改原无控制的溢洪道为新建8孔（12×8）弧形钢闸门控制的泄洪闸，闸顶高程225.92m，最大泄量4280 m3/s。

但1958年元月溢洪道泄洪闸8扇弧形门安装完毕后，4月为支援三义寨引黄工程，拆走边孔6扇建块石滚水坝，坝顶高程231.0m，直到1964年10月才恢复拆除的6孔闸门。

建时除主坝及东付坝相应加高外，又增建一座西付坝及在主溢洪道东第一缺口处修建了付溢洪道，底宽180m，底部高程234.0m，最大泄量427m3/s。

1975年汛后，为增强水库抗洪能力，在东付坝坝顶建爆破药室17个，以应急需。

1997年底又对输水洞进行了较全面的加固处理。

在出口新建了弧形工作门及引水岔管，输水洞由无压隧洞改为压力洞，洞身由马蹄形断面改为直径3.3m的圆形断面。

1.2 水库目前存在问题白沙水库坝顶高程235.8m，防浪墙顶高程237m，水库现状允许最高静水位235.13m，调洪演算成果1000年一遇洪水位235.51m，2000年一遇洪水236.29m，均超过水库现状允许最高静水位235.13m，由此说明白沙水库的现有安全标准不足1000年一遇，远低于国家《防洪标准》（BG50201-94）5000~2000年一遇标准的下限，实属险库。

其中溢洪道存在问题（1）溢洪道1956年曾做过水工模型试验，试验结果表明：泄洪闸上下游流态不好，影响东付坝安全，降低了水库的安全标准。

（2）泄洪闸闸室建在强风化的石英砂岩地基上，且右边孔跨在断层破碎带上，闸基极不均匀。

（3）闸墩单薄，砼质量不好，碳化严重，普遍存在裂缝，右边墩及1、3、4、5中墩存在上下贯通裂缝，左、右岸下游翼墙明显向倾斜，其中右岸翼墙倾斜达13cm。

（4）溢洪道没有尾水渠，不能做正常溢洪道使用。

（5）溢洪道闸门启闭机已经运行四十年，有的已超过四十年，闸门埋件锈蚀严重。

闸门制作外观质量差，弧型闸门底部和右下角存在变形。

所有一、二类焊缝严重未焊透属于不合格焊缝。

（6）八台启闭机运行基本正常，其中4、5号两台启闭机为开放式减速器，起升速度慢，齿轮磨损严重，大部分齿轮被拉伤，形成槽，7号机开式齿轮存在局部裂纹，未扩展，减速器存在异常响声，3号机开式齿轮存在大面积蜂窝状铸造缺陷。

2 水文白沙水库建设初期，因水文资料短缺，故只能采用有限的降雨资料推求设计洪水，并依此进行工程规划，此后，多次进行过水文复核。

1986年和1998年我院先后对白沙水库进行了水文复核且均编制有《白沙水库水文复核报告》。

2.1 流域概况白沙水库位于淮河支流沙颍河流域颍河上游，坝址地理位置为东经11315，北纬3420。

坝址以上控制流域面积985km2。

颍于登封嵩山山脉，自西向东流经禹县、临颍、西华等县市，于以上3km附近的咀注入沙河。

颍河全长约350km，水库以上长56km，流域面积7230km2，水库以上985km2，占全流域的13.6%，占颍河山区面积的51.8%。