枣庄市山城橡胶坝消能防冲设计分析

刘 燕

（枣庄市水利勘测设计院，山东 枣庄277899）

山城橡胶坝全长66 m，坝高3.5 m，为充水式橡胶坝，蓄水量23.49 万m3，灌溉面积360 hm2；自建成以来发挥了较好的蓄水灌溉效益。现状坝袋超过使用年限、老化严重、多处撕裂损坏；上游无铺盖，渗径长度不满足要求；下游无消能防冲措施。为消除橡胶坝安全隐患，恢复橡胶坝蓄水灌溉功能，充分发挥工程效益，对该橡胶坝进行除险加固是必要的。主要建设内容为：橡胶坝原址除险加固，保留坝底板，新建消力池、海漫、防冲槽，拆除改建左右岸翼墙、充排水泵站，并配套建设监测设施。

1 橡胶坝消能防冲设计

橡胶坝消能防冲设计包括消力池、海漫、防冲槽设计，按照橡胶坝运行中可能出现的不利条件，进行橡胶坝的消能防冲设计，最不利工况由坝袋塌落的不同高度及相应上、下游水位试算确定。

1.1 设计标准

消能防冲设计洪水标准为50 年一遇，并考虑泄放流量小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况。

1.2 计算工况

工况Ⅰ：根据《水工设计手册》（第2 版）第7卷，为避免坝顶溢流时坝袋振动影响坝的正常使用，坝顶溢流水深宜取0.2～0.5 m，本次设计坝顶溢流水深取0.5 m。橡胶坝不塌坝的情况下，坝顶溢流水深取0.5 m 时，上游水位为正常蓄水位加0.5 m 的溢流水深为135.2 m，下游水位为下泄相应流量对应的下游水位。

工况Ⅱ：正常情况，橡胶坝在塌坝的情况下，坝袋塌落的不同高度，泄量由小递增，下游建立相应水位。上游水位为正常蓄水位134.7 m，下游水位为下泄相应流量对应的下游水位。

1.3 消能防冲计算

按《水闸设计规范》附录B 中有关公式计算，计算结果详见表1 和表2。

表1 计算成果表（工况Ⅰ）

1.4 消能防冲计算结果分析

通过以上计算可知，消力池池深不小于0.80 m，设计取0.80 m；消力池长不小于14.01 m，设计取14.5 m；消力池厚度不小于0.54 m，取0.60 m；海漫长度不小于21.48 m，考虑橡胶坝下游河床为②层强风化薄层灰岩，完整性和抗冲刷能力较好，设计取17.0 m。

采用下挖式消力池，总长15.0 m，池深0.8 m，底板厚600 mm，采用C25 钢筋混凝土结构，下设反滤排水；海漫长17.0 m，采用300 mm厚的C25 钢筋混凝土结构；抛石防冲槽长6.0 m，槽深1.5 m。

表2 计算成果表（工况Ⅱ）

2 结 语

通过对下挖式消力池池长、池深计算分析，最大池长、池深出现在不同的设计工况，由此可见，橡胶坝的消能防冲设计应按照运行中可能出现的不利条件，选取多种工况，通过试算选定最不利工况。