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新疆哈密地區水利水电勘测设计院 839000
摘要：在新疆小型水库除险加固设计中，钢筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，既能满足灌溉引水要求，还能解决泄洪问题，起到了至关重要的作用。
关键词：小型水库；除险加固；钢筋混凝土放水涵洞；应用
1.工程概况
1.1 工程现状
水库位于哈密市西河坝下游，位于哈密市城区南18km处，是一座以灌溉为主的小（2）型水库。水库自建成至今运行52年，现状水库淤积严重，库内长满芦苇等植物。经过对现状水库的复核计算，水库现状总库容14.44万m3，坝顶高程555.70m，最大坝高4.70m。
水库由大坝、放水涵管组成。大坝为均质土坝，坝体填筑材料主要为含细粒土砂。大坝主坝长123.32m，坝顶宽度4.0～6.0m，坝高3.2～4.7m。上游坝坡为1.2～1：2.5，下游坝坡为 1：1.6～1：2.0。
水库共有2座放水涵管，分别位于大坝左侧和右侧，涵管结构为DN300混凝土管，长25m，最大放水流量0.2 m3/s，左岸放水涵管进口处设有闸门及螺杆式启闭机，螺杆及闸门已损坏，且涵管进口淤积严重，无法正常使用，涵管出口未设闸房，出口处工作阀门已损坏失效；右岸放水涵管进口淤积严重，出口闸房为砖结构，尺寸：长×宽×高=（3×2×2）m，放水涵管位于主坝基粉砂软基上，涵管进口处浆砌石剥蚀破损严重。
左岸放水涵管进口处淤积严重，不能正常引水，现用一水泵将水抽至放水涵管进口引水灌溉。右岸放水涵管基础沉陷，闸房变形有明显裂缝已倾斜。放水涵管闸门及启闭机已失效。
1.2 工程除险加固
根据《水库大坝安全评价报告》和《水库大坝安全鉴定报告书》，经过地区水利局鉴定审定，根据水库现状确定本次除险加固设计主要项目有：
⑴、放缓前坝坡，增设防渗体；
⑵、放缓培厚后坝坡，增设排水体；
⑶、改建放水涵管为放水涵洞，放水涵洞具有放水、泄洪、放空、冲砂功能，保证水库大坝安全；
⑷、按规范要求，增设大坝通讯和安全监测设施。
通过本次除险加固工程的实施，可以解决水库运行中存在的安全隐患，保证水库的正常调蓄能力，消除水库的不安全因素，为下游灌区农业灌溉提供可靠的水资源保障。
本水库为小（2）型平原区拦河水库，坝轴线总长0.575km，其中主坝长123.32m，右副坝长191.68m，左副坝长260m，最大坝高5.70m，为均质土坝，坝顶高程555.70，坝顶公路宽度4.0m，上游坝坡坡度1：2.5，下游坝坡坡度1：2.0。上游坝坡设置厚0.15m混凝土板护坡，混凝土板护坡下为0.65m厚的砂砾石防冻垫层，垫层下采用复合土工膜防渗，与水库库盘内铺设的复合土工膜相连接，复合土工膜为两布一膜（250g/m2/PE0.5mm/250g/m2）。
坝体桩号0+210处设放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，涵洞全长51.35m，有进口段、闸井段、无压涵管段、出口段组成。
除险加固后水库总库容14.44万m3，其中死库容2.67万m3，兴利库容10.96万m3，死水位：552.17m，死库容：2.67万m3，正常蓄水位：554.30m，设计洪水位：554.30m，校核洪水位：554.40m。
2.放水涵洞在小型水库除险加固中的应用
2.1 工程问题分析
本水库为古河道拦河式水库，水库自建成至今运行52年，水库两岸均有居民区房屋建筑、耕地、林园等。根据水库库区和周边地形、地貌及地质条件，水库库盘四周均有沥青公路相通（坝顶为公路部分），坝顶高程与四周公路路面、居民区房屋建筑、耕地、林园等地面高程基本一致。
根据水文资料，水库入库径流补给来源主要有：（1）西河坝泉水的直接补给；（2）哈密市西干渠引水量的补给；（3）花园水库下泄洪水补给。
水库的洪水主要来源于上游、洪水由石城子水库下泄至花园乡水库，再由花园乡水库下泄洪水至本水库。经过调洪及衰减计算得水库入库洪水相应洪水标准为：设计洪水位10年一遇，相应洪峰流量为4.46m3/s；校核洪水标准为20年一遇，相应洪峰流量为5.45m3/s。
由于当时建设水库未设溢洪道，本水库上游存在洪水，原放水涵管无法泄洪，因此对大坝安全存在隐患，于2007年因上游洪水下泄至水库，原DN300放水涵管泄洪不及，导致大坝中部溃坝，淹没下游耕地及果园，给社会造成危害。
鉴于以上问题，本次水库除险加固必须解决泄洪问题，根据实地踏勘，水库两岸均有居民区房屋建筑、耕地、林园等，且地面高程与坝顶高程一致，现场找不到适合的位置修建溢洪道。
在满足泄洪、冲砂的前提下，新建一个钢筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，有进口段、有压涵洞段、闸井段、无压涵洞段、消能段组成。放水涵洞既能满足灌溉引水要求，还能解决泄洪问题。
2.2.放水涵洞设计
本次水库除险加固，针对工程泄洪问题及涵管所存在的问题，拆除原有的2座放水涵管，在满足泄洪、冲砂的前提下，重建一个钢筋混凝土放水涵洞。涵洞轴线位于大坝右岸原放水涵管位置，桩号0+210，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，涵洞全长51.35m，有进口段、有压涵洞段、闸井段、无压涵洞段、消能段组成。
（1）进口段
放水涵洞采用八字墙进口，钢筋混凝土结构，进口底板高程550.00m，纵坡i=0，进口宽4m，长5.0m。
（2）有压涵洞段
有压涵洞段采用城门洞型，尺寸为1.2m×1.8m，拱高为0.3m，钢筋混凝土结构，衬砌厚度为0.3m，涵洞管身长13.00m，钢筋混凝土标号为C25F250W6。
（3）闸井段
闸井底板高程550.00m，闸井顶高程558.80m，涵洞工作闸门采用平面钢闸门，后止水，孔口宽1.2m，高1.4m。闸井底板长3.3m，宽4.0m，底板厚1.0m，启闭平台高程555.70m。闸井高度为6.7m，钢筋混凝土结构，钢筋混凝土标号为C25F250W6。上为砖混结构闸井房。闸槽深度0.3m，宽度0.3m；检修闸与工作闸闸槽间距为1.2m。
（4）涵洞洞身段
涵洞洞身段采用城门洞型，尺寸为1.2m×1.8m，拱高为0.3m，钢筋混凝土结构，衬砌厚度为0.3m，涵洞管身长13.00m，钢筋混凝土标号为C25F250W6。
（5）消能段
涵洞出口接消能段，消能段段总长7.5m，由斜坡段、消力池段组成，消力池后接海漫。消力池段长5.5m，宽度为2m，为钢筋混凝土矩形结构，底板厚50cm，边墙厚30cm，钢筋混凝土标号为C25F250W6。
3.结束语
平原区古河道拦河小型水库，由于水库修建年代久未考虑泄洪问题，经过几十年的社会经济发展，水库两岸均有居民区房屋建筑、耕地、林园等，水库两岸边修建有乡村公路，并与坝顶相通，两岸边地面高程与坝顶高程基本相同，本次水库除险加固，经过实地踏勘未找到适合的位置修建溢洪道。
钢筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，有进口段、有压涵洞段、闸井段、无压涵洞段、消能段组成。放水涵洞既能满足灌溉引水要求，还能解决泄洪问题。
在新疆小型水库除险加固设计中，由于地形、地质条件没有合适的位置修建溢洪道，而钢筋混凝土放水涵洞的应用起到了至关重要的作用，在今后的实践中得到发展和应用。
摘要：在新疆小型水库除险加固设计中，钢筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，既能满足灌溉引水要求，还能解决泄洪问题，起到了至关重要的作用。
关键词：小型水库；除险加固；钢筋混凝土放水涵洞；应用
1.工程概况
1.1 工程现状
水库位于哈密市西河坝下游，位于哈密市城区南18km处，是一座以灌溉为主的小（2）型水库。水库自建成至今运行52年，现状水库淤积严重，库内长满芦苇等植物。经过对现状水库的复核计算，水库现状总库容14.44万m3，坝顶高程555.70m，最大坝高4.70m。
水库由大坝、放水涵管组成。大坝为均质土坝，坝体填筑材料主要为含细粒土砂。大坝主坝长123.32m，坝顶宽度4.0～6.0m，坝高3.2～4.7m。上游坝坡为1.2～1：2.5，下游坝坡为 1：1.6～1：2.0。
水库共有2座放水涵管，分别位于大坝左侧和右侧，涵管结构为DN300混凝土管，长25m，最大放水流量0.2 m3/s，左岸放水涵管进口处设有闸门及螺杆式启闭机，螺杆及闸门已损坏，且涵管进口淤积严重，无法正常使用，涵管出口未设闸房，出口处工作阀门已损坏失效；右岸放水涵管进口淤积严重，出口闸房为砖结构，尺寸：长×宽×高=（3×2×2）m，放水涵管位于主坝基粉砂软基上，涵管进口处浆砌石剥蚀破损严重。
左岸放水涵管进口处淤积严重，不能正常引水，现用一水泵将水抽至放水涵管进口引水灌溉。右岸放水涵管基础沉陷，闸房变形有明显裂缝已倾斜。放水涵管闸门及启闭机已失效。
1.2 工程除险加固
根据《水库大坝安全评价报告》和《水库大坝安全鉴定报告书》，经过地区水利局鉴定审定，根据水库现状确定本次除险加固设计主要项目有：
⑴、放缓前坝坡，增设防渗体；
⑵、放缓培厚后坝坡，增设排水体；
⑶、改建放水涵管为放水涵洞，放水涵洞具有放水、泄洪、放空、冲砂功能，保证水库大坝安全；
⑷、按规范要求，增设大坝通讯和安全监测设施。
通过本次除险加固工程的实施，可以解决水库运行中存在的安全隐患，保证水库的正常调蓄能力，消除水库的不安全因素，为下游灌区农业灌溉提供可靠的水资源保障。
本水库为小（2）型平原区拦河水库，坝轴线总长0.575km，其中主坝长123.32m，右副坝长191.68m，左副坝长260m，最大坝高5.70m，为均质土坝，坝顶高程555.70，坝顶公路宽度4.0m，上游坝坡坡度1：2.5，下游坝坡坡度1：2.0。上游坝坡设置厚0.15m混凝土板护坡，混凝土板护坡下为0.65m厚的砂砾石防冻垫层，垫层下采用复合土工膜防渗，与水库库盘内铺设的复合土工膜相连接，复合土工膜为两布一膜（250g/m2/PE0.5mm/250g/m2）。
坝体桩号0+210处设放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，涵洞全长51.35m，有进口段、闸井段、无压涵管段、出口段组成。
除险加固后水库总库容14.44万m3，其中死库容2.67万m3，兴利库容10.96万m3，死水位：552.17m，死库容：2.67万m3，正常蓄水位：554.30m，设计洪水位：554.30m，校核洪水位：554.40m。
2.放水涵洞在小型水库除险加固中的应用
2.1 工程问题分析
本水库为古河道拦河式水库，水库自建成至今运行52年，水库两岸均有居民区房屋建筑、耕地、林园等。根据水库库区和周边地形、地貌及地质条件，水库库盘四周均有沥青公路相通（坝顶为公路部分），坝顶高程与四周公路路面、居民区房屋建筑、耕地、林园等地面高程基本一致。
根据水文资料，水库入库径流补给来源主要有：（1）西河坝泉水的直接补给；（2）哈密市西干渠引水量的补给；（3）花园水库下泄洪水补给。
水库的洪水主要来源于上游、洪水由石城子水库下泄至花园乡水库，再由花园乡水库下泄洪水至本水库。经过调洪及衰减计算得水库入库洪水相应洪水标准为：设计洪水位10年一遇，相应洪峰流量为4.46m3/s；校核洪水标准为20年一遇，相应洪峰流量为5.45m3/s。
由于当时建设水库未设溢洪道，本水库上游存在洪水，原放水涵管无法泄洪，因此对大坝安全存在隐患，于2007年因上游洪水下泄至水库，原DN300放水涵管泄洪不及，导致大坝中部溃坝，淹没下游耕地及果园，给社会造成危害。
鉴于以上问题，本次水库除险加固必须解决泄洪问题，根据实地踏勘，水库两岸均有居民区房屋建筑、耕地、林园等，且地面高程与坝顶高程一致，现场找不到适合的位置修建溢洪道。
在满足泄洪、冲砂的前提下，新建一个钢筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，有进口段、有压涵洞段、闸井段、无压涵洞段、消能段组成。放水涵洞既能满足灌溉引水要求，还能解决泄洪问题。
2.2.放水涵洞设计
本次水库除险加固，针对工程泄洪问题及涵管所存在的问题，拆除原有的2座放水涵管，在满足泄洪、冲砂的前提下，重建一个钢筋混凝土放水涵洞。涵洞轴线位于大坝右岸原放水涵管位置，桩号0+210，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，涵洞全长51.35m，有进口段、有压涵洞段、闸井段、无压涵洞段、消能段组成。
（1）进口段
放水涵洞采用八字墙进口，钢筋混凝土结构，进口底板高程550.00m，纵坡i=0，进口宽4m，长5.0m。
（2）有压涵洞段
有压涵洞段采用城门洞型，尺寸为1.2m×1.8m，拱高为0.3m，钢筋混凝土结构，衬砌厚度为0.3m，涵洞管身长13.00m，钢筋混凝土标号为C25F250W6。
（3）闸井段
闸井底板高程550.00m，闸井顶高程558.80m，涵洞工作闸门采用平面钢闸门，后止水，孔口宽1.2m，高1.4m。闸井底板长3.3m，宽4.0m，底板厚1.0m，启闭平台高程555.70m。闸井高度为6.7m，钢筋混凝土结构，钢筋混凝土标号为C25F250W6。上为砖混结构闸井房。闸槽深度0.3m，宽度0.3m；检修闸与工作闸闸槽间距为1.2m。
（4）涵洞洞身段
涵洞洞身段采用城门洞型，尺寸为1.2m×1.8m，拱高为0.3m，钢筋混凝土结构，衬砌厚度为0.3m，涵洞管身长13.00m，钢筋混凝土标号为C25F250W6。
（5）消能段
涵洞出口接消能段，消能段段总长7.5m，由斜坡段、消力池段组成，消力池后接海漫。消力池段长5.5m，宽度为2m，为钢筋混凝土矩形结构，底板厚50cm，边墙厚30cm，钢筋混凝土标号为C25F250W6。
3.结束语
平原区古河道拦河小型水库，由于水库修建年代久未考虑泄洪问题，经过几十年的社会经济发展，水库两岸均有居民区房屋建筑、耕地、林园等，水库两岸边修建有乡村公路，并与坝顶相通，两岸边地面高程与坝顶高程基本相同，本次水库除险加固，经过实地踏勘未找到适合的位置修建溢洪道。
钢筋混凝土放水涵洞，一洞多用具有泄洪、冲砂、放水、放空作用，有进口段、有压涵洞段、闸井段、无压涵洞段、消能段组成。放水涵洞既能满足灌溉引水要求，还能解决泄洪问题。
在新疆小型水库除险加固设计中，由于地形、地质条件没有合适的位置修建溢洪道，而钢筋混凝土放水涵洞的应用起到了至关重要的作用，在今后的实践中得到发展和应用。