图们市石头河水库溢洪道设计

李奥 宋恒毅 许朝德 赵海峰

摘 要：图们市石头河水库位于图们市的上游，它的水库控制流域面积为985km2，占图们流域面积7230km2的13.6%，占图们山丘区流域面积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。石头河水库总库容2.78亿m3，按国标《防洪标准》规定，石头河水库工程等别应为大（2）型，泄洪闸为2级建筑物.泄洪闸设计标准为100年一遇，校核标准为2000年一遇。据《溢洪道设计规范》（SL253—2000）闸下防冲设计标准按50年一遇，校核标准100年一遇。

关键词：溢洪道；中墩；水库；结构稳定性

1 工程概述

水库始建于1951年，1956年2月～1957年12月进行了水库扩建，1997年底又对输水洞进行了较全面的加固处理。现主坝顶长1316m，东西副坝顶分别长327m和390m。水库建成至今已运行40余年，在防洪、兴利、环境等方面发挥了很大的作用，但水库安全标准偏低，不足2000年一遇，尚未达到国家《防洪标准》，属险库，需要进行除险加固。

2 结构计算

（1）现有溢洪道不能满足规范要求的消能防冲设计洪水标准，上游导水墙长度太短，高度不够，下游挡土墙出现倾斜.因此，此次设计考虑将原溢洪道拆除，重建溢洪道，经过水力计算，新建溢洪道为5孔12米，仍采用弧形闸门，采用卷扬式起闭机。

（2）閘室稳定计算方法。新建闸室为跨中分缝，分别考虑边墩双向稳定和中墩顺水流方向的稳定计算。

①计算参数。砼与岩石综合摩擦系数f=0.55，地基允许承载力2.0MPa，回填石渣干容重取1.90t/m3，湿容重2.0 t/m3，饱和容重2.1 t/m3，回填料可用强、弱风化石渣，采用综合摩擦角：水上=35OB，水下=33OB。

根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97），白沙库区地震基本烈度为6度，泄洪闸为2级非壅水建筑物，不再进行抗震计算。

②计算工况。各断面均按基本荷载组合和特殊荷载组合进行计算。

基本组合1：完建期：自重+土压力+土重

基本组合2：50年关门挡水：自重+水重+水压力+土重+土压力+扬压力

基本组合3：100年控泄工况：自重+水重+水压力+土重+土压力+扬压力

特殊组合1：关门挡水、排水失效：自重+水重+水压力+土重+土压力+扬压力

③计算公式。抗剪断强度计算公式

3 石头河水库溢洪道中墩的计算

4 总结

本次设计是图们市石头河水库的溢洪道设计。其中包括以下几个方面内容：方案的比较和选择以及水力计算，结构稳定性计算（包括边墩，中墩和挡土墙稳定基底应力计算），简单的施工组织设计等几个方，面通过本次毕业设计，我认识到设计的重要性，也使我提高了独立思考问题的能力，学到了很多新知识，并且对一些常用规范做到了基本的掌握。

参考文献：

[1]蒋晓辉.卡伦水库水源保护区域的划定及管理[M].北京：科学出版社，2010.

[2]张子文，田喜龙.卡伦水库洪水风险调度效益浅析[M].吉林水利，2007-3.

[3]刘家麟，颜宏亮，刘建军，等.水工建筑物[M].北京：水利电力出版社，1993.

作者简介：第一作者李奥（1996-），男，吉林松原人，研究方向：水利水电工程。

通讯作者：温宁（1987-），河南驻马店人，硕士，助教，研究方向：水工结构工程及基础工程，单位：吉林农业科技学院机械与土木工程学院。