溢洪道运用管理中存在主要问题

溢洪道运用管理中存在主要问题原因剖析偃师市水利局：齐海聪摘要：溢洪道管理工作是水库的利用与管理的一项重要内容。本文比较全面的总结了水库溢洪道运用管理中经常出现的问题，并针对问题做了比较全面的分析。为水库日常管理提供参考。关键词：溢洪道、管理、主要问题、剖析溢洪道的主要作用是为了宣泄水库多余的水量,防止洪水漫坝失事，确保工程安全，以及满足放空水库和防洪调节等要求，属于泄水建筑物的一种。溢洪道通常由引水段、控制段、泄水槽、消能设施和尾水渠五个部分组成。溢洪道按泄洪标准和运用情况,分为正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣泄设计洪水,后者用于宣泄非常洪水。按其所在位置,分为河床式溢洪道和河岸溢洪道。河床式溢洪道即溢流坝，经由坝身溢洪，通常用于重力坝枢纽。河岸溢洪道按结构形式可分为:正槽溢洪道。泄槽轴线与溢流堰轴线正交,过堰水流方向与泄槽轴线方向一致。侧槽溢洪道。溢流堰轴线与泄槽轴线接近平行，即水流过堰后，在侧槽内转弯约90度，再经泄水槽泄入下游。井式溢洪道。洪水流过环形溢流堰,经竖井和隧洞泄入下游。虹吸溢洪道。利用虹吸作用泄水,水流出虹吸管后,经泄槽流向下游,可建在岸边,也可建在坝内。河岸溢洪道通常由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施及出水渠组成。进水渠起引水与平流水流的作用。控制段常用实用堰或宽顶堰,堰顶可设或不设闸门，起控制泄流能力的作用。泄槽起将过堰水流迅速安全地泄向下游的作用。落差通常集中在该段，为保护泄槽地基不受高速水流冲刷破坏和风化破坏,底部通常都需衬砌。消能防冲段多用挑流消能或水跃消能，主要起消除水流多余能量、防止冲刷破坏的作用。出水渠的作用是将消能后的水流平顺地引入下游河道。当消能设施与下游河道距离太近时，也可不设出水渠。在日常运用管理中经常出现泄流能力不足、闸墩开裂、闸底板开裂、陡坡底板被掀起、边墙冲毁、消能工破坏等问题。给工程管理带来诸多不便一、存在的主要问题及原因溢洪道在运用中存在的主要问题是泄流能力不足、闸墩开裂、闸底板开裂、陡坡底板被掀起、边墙冲毁、消能工破坏等。1、泄洪能力不足溢洪道泄洪能力不足或来水超过设计标准洪水，将导致漫坝失事，在我国241座大型水库的1000次事故中，因泄洪能力不足而漫坝失事的占42%，因超设计标准洪水而漫坝失事的占9。5%。造成溢洪道泄洪能力不足的原因是多方面的，主要包括：①设计资料资料不全，如降雨资料不准、系列较短、水库积水面积计算差别大等；②计算方法与实际差别较大，如设计洪水标准确定和溢洪道泄洪能力计算；③进口增设拦鱼栅及闸前堆渣等障洪物；④引水渠水头损失考虑不足或根本未计入；⑤大坝沉降使溢洪道的堰顶水头达不到设计要求等。2、闸墩和底板开裂建在岩基上的河岸溢洪道，闸墩开裂部位比较规则，多在牛腿前1—2cm范围内。主要原因是温度应力，由于岩石和混凝土的线膨胀系数不同，在温度作用下，二者的伸缩率亦不同。温升时，墩的两端可自由其伸长率大，岩基的伸长率小，故岩基对闸墩有约束作用，所以墩处于受压状态。温降时，混凝土收缩率大，而岩石收缩率小，故在闸墩内底部处于受拉状态，其拉应力超过闸墩底部抗拉强度时，将在墩底中间部位开裂。这种裂缝与土基上闸墩开裂是不同的，后者一般为通缝，而前者多由底部向墩顶延伸，延伸高度不等，如不及时采取补救措施，也有可能形成通缝。3、陡坡底板被掀起及边墙冲毁溢洪道的泄水陡坡段，水流多为急流，由于地形、地质条件所限往往为了减少工程量而布置成弯道致使泄水槽内产生不利的流态，不仅冲击泄水槽边墙，造成边墙冲毁，严重威胁溢洪道自身的安全，而且威胁临近建筑物的安全，又因为槽内流态的混乱，也易造成底板被掀起或局部接缝破坏的不良现象。实际工程中，泄水陡坡形式各异，工作条件亦不相同，分析高速水流对泄槽的破坏原因是多方面的，但主要因素如下：①泄水槽高速水流掺气，而导致水深的增加，若边墙保护高度不足时，将直接冲毁边墙，一般平均流速超出6—7m/s时，空气将大量掺入水中而形成乳白色的掺气水流；②受地形限制，进口收缩不对称、槽身转弯、出口扩散布置时，槽内水流易发生侧向水跃、菱形冲击波及掺气现象，槽内流态紊乱、破坏力强，同时菱形冲击波的作用，也严重恶化了下游的消能条件，并且需要加高边墙高度，以防止边墙冲毁；③槽内流速大、流态差，易产生气蚀破坏而使接缝破坏等现象；④施工质量差、平整度不满足要求，接缝不合理，强度不够，维护不及时造成局部气蚀；⑤陡槽底板下部扬压力过大、排水失效；⑥基础为土基或风化带未清理干净，泡水后强度降低及不均匀深陷，底板掏空等造成破坏。4、消能设施的破坏底流消能时，消力池尺寸过小，不满足水跃消能的要求；护坦的厚度过于单薄，底部反滤层不符合要求；平面形状布置不合理，扩散角偏大造成两侧回流，压迫主流而形成水流折冲现象；消力池上游泄水槽采用弯道，进入消力池单宽流量沿进口宽分布不均，水流紊乱、气蚀等；施工质量差、强度不足，结构不合理，维护不及时等均能引起消力池的破坏。挑流消能时，挑距达不到设计要求，冲坑危及挑坎和防冲墙；反弧及挑坎磨损、气蚀，使其表面高低不平而不能正常运用；采用差动式挑流鼻坎时，在高坎的侧壁易产生气蚀破坏，实际工程运用表明；差动式挑流高、低坎挑角差△€的大小是影响气蚀的主要原因,一般△€越大,越易产生气蚀;挑坎上过流量较小,易产生贴壁流,直接淘刷防冲墙的基础,并且挑出的水流向两侧扩散,冲刷两岸岸坡;设计不合理、地质条件差、施工质量低、强度不足及维护不及时等都会造成挑流设施的破坏。通过对以上问题的原因剖析可知，溢洪道前期设计质量的好坏，直接关系到后期管理工作的成败，这是值得溢洪道设计人员深入思考的问题，参考文献：1、杨邦柱，焦爱萍主编．水工建筑物．第1版．北京：中国水利水电出版社，20082、莫雪松.水利工程管理的主要问题与对策[J].企业科技与发展,2009.