崇阳水电站尾水渠边坡设计探讨

邓光莲 单润涛

（1.黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州450003；2.河南普天交通科技有限公司，河南 郑州450003）

0 概述

崇阳水电站位于河南省洛阳市洛宁县下峪乡、长水镇之间的黄河一级支流洛河干流上，距上游洛河故县水库坝址7.5km，距下游崇阳沟口约700m，坝址以上控制流域面积为5690km2，是洛河干流洛宁段水电规划的8个梯级电站中的第二级[1]。

崇阳水电站为堤坝式电站，工程以发电为主。电站装机2台机组，总装机规模13MW（2×6.5MW），年平均发电量3800万kW·h。工程等别属Ⅳ等，工程规模为小（1）型。工程主要建筑物大坝、厂房和泄洪建筑物级别为4级。

崇阳水电站厂房为坝后式地面厂房，布置在坝址右岸，厂区主要建筑物由主厂房、副厂房、主变场、35kV出线场及尾水渠等组成。尾水渠垂直于主厂房布置，位于尾水闸墩与下游海漫之间，将流经水轮机的水顺畅导入下游建筑物。

崇阳水电站尾水渠左侧紧接冲砂闸，右侧依山体开挖面设计护坡。右侧护坡的设计难度在于此区域山体地质勘测显示基岩呈斜向分布，使开挖设计和结构设计都只能依地形考虑。

1 尾水渠边坡开挖支护设计

尾水渠右侧边坡所处位置地层以全新统冲、洪积层（al+plQ4）为主。主要为黄土状粉土，粉质壤土及砂卵石层。粉土结构松散，层理清晰，手捏即碎，砂感较强；粉质壤土以轻粉质壤土为主，结构疏松，植物根系及虫孔发育；砂卵石层以砾石为主，含少量卵石，夹有粉细砂薄层或中、细砂、粉细砂透镜体，局部中细砂层厚度可达3～5m；砾石成分为安山玢岩、流纹岩等火成岩为主，砂子成分以长石、石英为主；砾石磨圆度中等——较好。表层壤土厚度一般2～5m，以下为砂卵石层，厚10～20m。开挖面以安山玢岩为主，按1：0.3边坡开挖。岩石以上土质边坡按1：1开挖。

根据测绘单位经现场测绘提供的现状地形线，对尾水渠进行开挖设计，并对开挖面进行锚喷支护[2]。锚杆支护分为系统锚杆和随机锚杆，均为砂浆锚杆。

系统锚杆设计：直径为Φ22，长4.5m，外露0.45m，按间距3m矩形布置。

随机锚杆设计：直径为Φ22，长3m，按现场揭露的地质状况随机增加。

挂网喷混凝土设计：挂直径为Φ6，纵横间距0.15m的钢筋网，喷0.1m厚混凝土。

排水孔设计：孔径Φ75，入岩0.5m，按间距3m矩形布置。PVC排水管插入排水孔0.3m，入岩部分排水管端部采用花管及土工布包裹。

锚杆、排水孔等间距间隔布置。

2 尾水渠边坡结构设计

从地形地质条件可以看出，尾水渠右侧边坡开挖面岩石坚硬，稳定，如果采用钢筋混凝土挡土墙加土石方回填方案，混凝土方量大，土石方回填量大，不经济[3]；如果采用浆砌石护坡，整体稳定性、抗冻耐久性、抗冲耐磨性差，长期运行，容易造成浆砌石松动、脱落，从而淤塞渠道，影响尾水顺利出流等；如果采用现浇钢筋混凝土护板[4]，施工简便，整体稳定性好，抗冻耐久性好，表面平整度较好，经济，美观，实用。经综合稳定性、经济性、可操作性等对比分析，本工程尾水渠边坡采用现浇钢筋混凝土护板设计[5]，混凝土标号为C25F150。

钢筋混凝土护板厚0.4m，长19.45m，中间设一条垂直的闭孔伸缩缝，缝里填充20mm厚聚乙烯闭孔泡沫板。

钢筋混凝土护板紧贴开挖支护的挂网喷混凝土面，并使砂浆锚杆有效锚入护板，排水孔贯穿护板。

因地形地质条件决定了边坡的开挖面呈变坡形式，即下部为1：0.3的岩石开挖，岩、土斜交方向以上为1：1的土坡开挖。则混凝土护板紧贴开挖支护面，亦为变坡形式。这为钢筋设计和现场施工放样与钢筋布置等都增添了一定难度。

3 尾水渠边坡钢筋设计

为了保持尾水渠边坡混凝土护板的整体性和防止因温度变化而产生裂纹，在混凝土护板里配置钢筋网，钢筋保护层厚度为50mm。钢筋绑扎前，先用C15素混凝土回填至设计开挖高程。在变坡处，竖向钢筋顺坡弯折或按构造截断，并两边留够锚固长度。

尾水渠边坡护板钢筋网与锚杆焊接，分缝处钢筋断开。

4 结语

崇阳水电站水头较低，水资源条件不是很好，为了增加电站的发电效益，在进行尾水渠设计时，必须使渠内水流出流平顺，流态较好，尽可能降低尾水渠水位[6]。以钢筋混凝土护板形式衬砌尾水渠边坡，恰能充分利用地形地质条件，使过流断面表面平整度好，糙率低，水流顺畅，且整体稳定性好，抗冻耐久性好，既美观，又实用。同进，施工进度快，质量好，材料供应广泛，是一种值得推广的渠道衬砌技术。

［1］陈艳丽,王勇,张彩双.洛河崇阳水电站工程设计特点[J].中国农村水利水电,2013(10):112-114.

［2］龚倩,曹佳.构皮滩水电站尾水出口高边坡开挖支护[J].贵州水力发电,2011,25(5):34-37.

［3］于雪梅,常俊德,江平.中小型灌溉引水渠首的岸边工程[J].中国农村水利水电,2011(11):70-72,76.

［4］张帅,叶建群,郑再新,张亦军,高炼.龙开口水电站尾水渠边坡综合治理[J].水力发电,2013,39(2):50-52,83.

［5］刘启钊.水电站[M].北京:中国水利水电出版社,1997.

［6］陈汉全.低水头电站尾水渠设计[J].甘肃水利水电技术,2002,38(2):115-116.