景电二期工程主要建筑物溢流堰设计探讨

摘 要：本文主要对景电二期工程主要建筑物中溢流堰改造设计进行探讨，为后期工程中溢流堰的顺利实施提供参考。

关键词：景电二期;溢流堰;设计探讨

一、溢流堰改造设计

多级泵站的级间配合是很复杂的，即使设计的非常合理，采取了可靠的协调级间配合措施，但由于水泵的磨损、气蚀、运行管理不周、下游需水减少、泵站突然停电等原因，依然会出现级间配合不协调，引起前池水位变幅，特别是当某泵站发生事故停电停机，因它的上级泵站仍在正常运行，通过调度令其停机需要时间，常导致前池水位急剧上升，威胁泵站安全，故每个泵站必须修建泄水建筑物，确保泵房安全。景电灌区泵站一律在前池附近有泄水出路的渠道上修建溢流堰作为泵站事故泄水建筑物。设置泵站溢流堰后，就能限制前池、渠道中的水位上升在最高溢流水位以内，藉以保证泵站安全运行。本次实施方案涉及总干九只十三泵站、南干一至五泵站、七墩台一泵站溢流堰，共计11座。

景电灌区泵站溢流堰的基本型式是利用渠道的一侧渠堤作为溢流堰体，并用现浇混凝土护砌而成。根据各泵站溢流堰现有破损情况及运行现状，初设对其改造分为大修加固和拆除重建两种方案;对老化开裂不严重的进行补强加固，对位置不合理、沉陷、老化开裂严重的进行拆除重建。

大修加固溢流堰：九至十三泵站，南干一泵站至南干三泵站，共8座。主要加固方案为清除溢流堰表层剥蚀脱落的混凝土或浆砌石，清理干净后，根据泵站改造后的流量重新计算的溢流堰体高度和宽度，进行补强加固。

拆除重建溢流堰：南干四泵站、南干五泵站、七墩台一泵站，共3座。

（一）设计原则

景电二期泵站为多级泵站，在实际運行中受各种因素会发生级间流量不平衡的现象，设置泵站溢流堰能限制前池，渠道中的水位上升在最高溢流水位以内，保证泵站安全运行，是非常必要的，改造仍予以保留，并根据新的流量进行改造，对缺乏溢流堰的七墩台一泵站予以增加。泵站溢流堰是根据以下几点来设计：

（1）大修加固溢流堰应在原溢流堰基础上进行，新建溢流堰尽可能靠近泵站前池并结合其他情况布置。

（2）为了减少泄渠工程量，需将新建溢流堰设在有一定泄水能力的洪水沟道附近，溢出水流应做消能防冲措施，防止冲刷其他建筑物和农田。

（3）为便于施工和渠道运行巡检方便，溢流堰统一按宽顶堰设计，堰顶高程为溢流堰所在渠段加大水位以上5cm。

（4）在一般情况下，最高溢流水位取前池顶高程以下10～20cm，但有输水渡槽、公路桥梁、暗渠、支口等建筑物在泵站附近时，应进行综合考虑后予以确定。

（5）布置应结合两侧交通情况，相应设置和修复过水路面。

（二）方案布置

经过计算复核和布置，各泵站溢流改造主要布置为：

1.总干九至十三泵溢流堰

本次实施方案对灌区段总干九至十三泵站溢流堰仍采用加固方案。堰面凿除后，采用0.5m 厚的 C25砼重新浇筑，过水路面采用0.2m 厚的 C25砼护面。

2.南干一泵站溢流堰

南干一泵站溢流堰处沟道由于下游已变成田地，无法泄流，拟调整至上游约1km 处（总干82#排渡下游侧）。南干二泵站在原溢流堰对面增设溢流堰，南三泵站延长原溢流堰宽度。南一泵溢流堰在渠道右侧，为宽顶堰，堰顶宽度26m，顺溢流向厚度2m，以1∶2的陡坡与下游泄水渠衔接。

3.南干三泵站溢流堰

南干三泵站溢流堰改造后宽度30m，认为宽顶堰，顺水向堰厚2m，通过1∶1.5的陡坡与过水路面衔接，过水路面宽度4m，下接1∶3的陡坡接入沟道。沟道两岸各做50m 的护坡，防止洪水对渠道和溢流堰造成损坏。

4.南干四泵站

南干四泵站溢流堰位于渠道右岸，宽度15m，为宽顶堰，堰顶顺水向长度1.5m，后接1m 的斜坡与过水路面衔接，路宽6m，其后为陡坡、收缩段和泄水渠。泄水渠宽4m，边坡1∶1.5的梯形渠，顺接原沟道。地基采用0.6m 厚砂碎石换基。

5.南干五泵站

南干五泵站溢流堰位于渠道左岸，宽度8m，为宽顶堰，堰顶顺水向长度1.5m，后接2m 的斜坡与过水路面衔接，路宽6m，其后为陡坡、收缩段和泄水渠。泄水渠为底宽1m，边坡1∶1.5的梯形渠，向东转弯接原沟道。

6.七墩台一泵站

七墩台一泵站溢流堰位于南三支3#渡槽下游左岸，溢流堰宽度10m，为宽顶堰，堰顶顺水向长度1.8m。溢流堰及泄水渠地基为第四系全系统风洪积重砂壤土。土层天然密度1.55g/cm3，属具高压缩性、强湿陷性的土。洪积碎石土，青灰色，由碎石和砂组成，结构松散，分选性差。砂壤土允许承载力0.10～0.12MPa。

二、水力机械设计

（一）总干泵站设备更换

总干八、十泵站各更换1台大泵、1台中泵和其对应的进出水阀门，总干九、十一、十二和十三泵站各更换1台大泵、2台中泵和其对应的进出水阀门，大泵的设计流量3.5m 3/s左右，中泵设计流量1.94m 3/s，扬程与原泵站水泵扬程保持基本一致。总干八至十三泵站各更换厂内起重设备和排水设备及八泵站、十泵站、十一泵站、十二泵站各增设1套外夹式超声波流量计。

（二）南干泵站设备更换

南干一泵站更换4台大泵4台中泵和其对应的进出水阀门、厂内起重设备及排水设备。南干四泵站装机6台，南干五泵站装机4台，七墩台一泵站装机4台。

（三）水泵进出水管道直径及阀门选择

根据阀门直径的不同，水泵进水阀门选定为电动蝶阀，出口工作阀门为重锤式液控蝶阀。南干四、五泵站和七墩台一泵进水管径为φ600mm，出水管径为φ500mm，总管管径为φ1000 mm和φ800mm。总干八至十三泵站1200S-32G 泵进水管径为φ1500mm，出水管径为φ1300mm，900S-32G泵进水管径为φ1200mm，出水管径为φ1000mm。

（四）泵站起重设备及辅助系统设备

泵房起重设备，总干八至十三各泵站内最重起吊件为水泵整体，重约23t;南干四、五及七墩台一泵站泵房排水设备设置各2台自吸式排污泵。水力量测设置有水位、流量和压力监测。

作者简介：康虎天（1990-），男，甘肃武威人，助理工程师，主要从事水利工程项目管理及渠道维修管理工作。