桂林市恭城县峻山水库平板闸方案研究

韦洪枫

（桂林市水利电力勘测设计研究院，广西 桂林 541001）

1 工程概况

峻山水库枢纽工程位于广西桂林市恭城瑶族自治西岭乡境内恭城河的支流澄江河上，距恭城县城19km。

峻山水库是一座以灌溉为主，兼有发电、防洪、水产养殖等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。

主坝位于澄江河峻山峡谷出口处，坝体为浆砌石重力坝，坝高69m，坝顶全长220m，其中溢流坝段长80m，堰顶高程242m；左右岸非溢流坝段长均为70m，坝顶高程250m，坝顶宽5.0m，坝顶设防浪墙，墙顶高程251.2m。溢流坝段堰顶设有钢筋混凝土水力自控翻板闸10扇，每扇宽8m，高4m。

2 平板闸方案

2.1 平板闸方案布置

2.1.1 平板闸方案孔口比较

大坝安全鉴定报告书提出的大坝安全鉴定结论中涉及水力自控翻板闸的意见和建议为：水力自控翻板闸闸体各部件结构及止水效果完好，运行正常。但闸前无拦污设施，闸上无交通桥，易发生闸门卡阻，难以监控闸门运行状态。曾有方案采用新建左岸上坝公路和坝下游澄江大桥解决交通问题，但水库运行管理人员仍不能对水力自控翻板闸的运行实行有效控制，水情自动测报系统即使再先进，也不能发挥其积极作用，无法满足水库调度管理的要求，降低了水库安全运行的可靠性。基于以上原因，取消左岸上坝公路及相应匹配的澄江大桥，将水力自控翻板闸改为平板闸，增设坝顶交通桥能较好的解决上述问题。

峻山水库溢流坝建成并运行多年，为使溢流坝闸门改建工程实施后与原溢流坝堰型、前缘总宽度、枢纽总布置（构筑物相互关系）等相协调，不留明显的改建痕迹，以保持大坝工程较为完美的外观形象，拟对溢流坝前缘总宽度（80m）以及堰顶高程（242.00m）不做改变。

在闸门挡水高度为4m的条件下，根据金属结构闸门孔口高宽比的要求，其宽度宜在4m～10m之间。在维持原溢流坝前缘总宽度及堰顶高程不变的情况下，共做了以下三个方案比较：

方案一：每孔净宽8.8m，中墩厚2.6m，边墩厚1.4m，共7孔，6个中墩，2 个边墩，溢流坝前缘总宽度为：7×8.8＋6×2.6＋2×1.4＝80m。

方案二：每孔净宽7.5m，中墩厚2.5m，边墩厚1.25m，共8孔，7个中墩，2 个边墩，溢流坝前缘总宽度为：8×7.5＋7×2.5＋2×1.25＝80m。

方案三：每9孔净宽6.5m，中墩厚2.4m，边墩厚1.15m，共9孔，8个中墩，2 个边墩，溢流坝前缘总宽度为：9×6.5＋8×2.4＋2×1.15＝80m。

三个方案的闸墩均长7m，墩顶下游侧设交通桥，宽4m，闸墩下游边缘超出原非溢流坝顶下游边缘2m（原非溢流坝顶宽5m），因此，将右岸 0＋027.5～0＋070(长 42.5m)以及左岸 0＋150～0＋207.35(长 57.35m)两段共计99.85m长的非溢流坝加宽2m，与溢流坝交通桥衔接，同时在两岸坝肩均设回车场以满足防洪抢险交通要求。回车场拟平铺0.2m厚碾压级配碎石，其上浇筑0.2m厚C20混凝土。在坝右岸新建180m上坝公路与原公路连接，上坝公路按山区四级公路标准设计，采用混凝土路面，路基宽4.5m，行车道宽3.5m，公路纵坡i≤8%。

2.1.2 平板闸方案比较

以上三个方案的技术经济指标列于表2.1。

由表中可以看出，方案二即8孔7.5m方案投资比方案一少1.58万元，比方案三多1.87万元，三个方案的投资相差不大，原左岸上坝公路建筑工程费用685.25万元；平板闸方案二建筑工程费276.98万元，金属结构设备及安装费208.52万元，水情自动测报系统121万元，合计606.50万元；比原左岸上坝公路建筑工程费用少78.75万元。考虑到方案二的布置与原水力自控翻板闸水力边界条件相近，设计洪水位与校核洪水位与大坝安全鉴定结论接近，因此方案二较方案一和方案三为优，因此本次设计采用方案二为推荐方案。

2.2 平板闸方案泄流安全论证

水库溢流坝段现状堰顶的水力自控平衡翻板闸为10孔钢筋混凝土结构，闸高4m，总长为80m。水库正常水位为246m。据水利部江河公司1994年提供的资料，翻板闸的启动水位为246.026±0.05m，全开水位为247.20m。水力自控翻板闸泄流曲线系根据《广西恭城瑶族自治县峻山水库大坝安全鉴定报告》得出，其泄流曲线见表1和图1。

表1 水力自控翻板闸Q～H曲线表

平板闸方案维持溢流长度80m以及堰顶高程242.00m不变，布置8孔净宽7.5m平板闸。平板闸方案不改变原溢流坝堰面曲线，仅增加中墩及边墩，因此认为平板闸方案中流量系数与原溢流坝敞泄时流量系数相同，并增加中墩和边墩侧收缩系数计算泄流曲线，其公式如下。

Q——流量，m3/s；

b——溢流堰单孔净宽，m；

n——孔数；

H0——计入行进流速的堰上总水头，m；

m——流量系数，同原敞泄流量系数；

ε——侧收缩系数。

将水力自控翻板闸Q～H与平板闸方案采用Q～H列于表2中。

从表2中可以看出：在低水部位 （水力自控翻板闸全开水位247.20m前）平板闸方案设计值的流量与水力自控翻板闸相差较大，平板闸方案的设计泄流量大于水力自控翻板闸方案；在中水部位（水力自控翻板闸全开水位247.20m～248.20m）平板闸方案值的流量与水力自控翻板闸设计值几乎重合；在高水部位（248.20m～251.00m）平板闸方案设计值的泄流量较水力自控翻板闸设计值小。在水位为251.0m时相差279.78 m3/s，说明峻山溢洪道改为平板闸方案后在高水位泄流能力略小，根据两个方案的泄流能力分别对水库进行调洪计算，调洪后平板闸方案主坝校核洪水位（P=0.1%）为251.03m，而自控翻板闸方案校核洪水位为251.02m，两方案校核水位高程基本一致，故认为通过水工模型试验以及依据模型试验进行的溢流坝平板闸方案的优化，溢洪道过水能力满足要求，泄流安全。

3 结束语

平板闸方案较好的解决了峻山水库水力自控翻板闸闸前无拦污设施，易发生闸门卡阻，难以监控闸门运行状态的问题及闸顶交通问题。溢洪道顶水力自控翻板闸改为平板闸方案后其过水能力满足要求，泄流安全。

［1］SL265-2001 水闸设计规范[Z].

［2］广西恭城瑶族自治县峻山水库枢纽工程除险加固初步设计报告[R].桂林：桂林市水利电力勘测设计研究院，2004.