浅谈双仁水库泄洪工程设计

姜霞

摘 要：双仁水库泄洪方案的选择及其泄洪洞设计。

关键词：双仁水库；泄洪方案；泄洪洞；消能工；灌溉洞；尾水渠

1 概述

双仁水库位于拜泉县城东南5公里，流域面积F=15.5km2，是一座以灌溉、养鱼、防洪为主兼顾休闲娱乐的综合性水库。

该水库是1958年修建，完成工程量约6.50万立方米。土坝为粘土均质坝，长为541米，当前平均坝高为245.00米，局部坝高为246.20米，距原库底238.00有7米，总库容约140万立方米。

2 泄洪工程设计

2.1 泄洪工程方案比选

方案拟定前提条件：兴利效益（灌水旱田2250亩，兴利水位244.20米），防泄标准（校核洪水位244.76米），设计坝高（266.20米）相同。

2.2 方案拟订

2.2.1 泄洪洞工程方案。洞径1.8米×1.8米，进口底高程238.00米，设双套工作门，洞后采用综合消力池，池长12米，池深1.50米，池宽3.80米。

2.2.2 溢洪道工程方案。溢洪道分有闸与无闸控制之分。选择有闸控制方案与泄洪洞方案比较。

经过分析计算，采用实用堰型，堰高0.5米，钢闸门挡水高1.2米，底宽需8.0米，侧墙高3.7米。Qmin=18.40，Qmax=31.6m3/s。

考虑到水库淤积严重，需对溢洪道前适当冲淤，应另配套建一D120放水洞，检查维修也需设洞放空水库。

2.3 方案比选

2.3.1 泄洪洞方案

小水库只设泄洪洞不设溢洪道，是相当多业内人士的主张。事实上，多年来也确实修建了不少。主要有如下优缺点：

优点：（1）工程简单，便于管理，工程量小。（2）有利于冲砂，泄空水库，便于检查维修和清淤。（3）在平原区小型的多年调节水库，泄洪洞对调蓄径流和调节洪水有灵活性，因兴利库容大，防洪库容小，防洪库容可与兴利库容相结合，而且泄量均衡。

缺点：（1）启闭室及闸前引水洞在水下运行，检查维修困难。但可通过加强结构安全性来解决。（2）对超标准洪水，泄流能力增加缓慢。但平原区多年调节小型水库，洪水小，超标洪水有限，出现问题损失也有限。

2.3.2 溢洪道方案

优点：（1）超标洪水时，泄流量增加快，水位上涨缓慢，出现危害机率低。（2）工程是裸露的，便于检查维修。

缺点：（1）溢洪堰及长陡坡易遭受冻害。另需单独设一永久性的小型放水洞，拆除废旧洞也需开挖与回填，因此工程量大。（2）溢洪道不適于水土流失严重地区。（3）冬季需在闸门前用人工刨冰。（4）水位低时泄量小，水位大时泄量大。如若增大调节能力，则需降低闸底高程又加大了工程量。

2.3.3 方案选定：泄洪洞方案。

2.4 泄洪洞设计

2.4.1 设计要点：（1）考虑泄洪洞及闸门井在水下，检查维修困难，加大了结构断面，并设两套工作门。（2）为确保渗透稳定，允许渗透比降J按6倍水头考虑，H=244.20-236.2=8.0米，L渗≥6×8.0=48.0米，并在闸门井两侧增设了刺墙。（3）防工程冻胀破坏，除加大了工程结构断面尺寸和配筋外，缩断了洞身分缝，分缝间距10-12米，另在洞出口增设了防冻加强环。消力池两侧在236.20米高程设排水孔。（4）闸门启闭塔位置主要考虑了洞身闸室段长 ≤12米，并地基反力均匀，所以稍离开坝顶。闸门井上设检修板梁平台，形成正体的六面体，有较好的抗冻能力。

2.4.2 总体布置：详见设计图

2.4.3 泄洪洞泄洪能力计算（依据成都科大“水力学”）

Q=0.669A■ 见“工程任务及规模”

2.4.4 消能工程设计：参照美国垦务局设计经验，采用综合式消力池。通过计算按常规设计消力池，长需18米，综合式消力池长10-12米。本设计采用12米，该型式比较适宜本工程，水舌为急流（Fr>2.5），q=6.6m3/m·s，<15。

2.4.5 灌溉洞：设一处取水口，采用50×50铸铁闸门，设在两个闸门中间的侧墙上，采用D40铸铁管。

2.4.6 尾水渠设计：原尾水渠回淘2米多深。为稳定消力池消能，并避免继续产生回淘，在消力池后200米设P=1.8米筛网跌水。筛网长较常规消力池长（10米）短2/5，工程量节省约1/4。渠道长500米，底宽b=6米，边坡1：1.5，渠道比降1/2000。渠道起点渠底高程236.00米。较泄洪洞出口底高程237.50米低1.5米。泄洪洞不受下游淹没影响。

泄洪渠起点H～Q成果表