李琦

（駐馬店市薄山水庫管理局，河南 駐馬店 463000）

1 溢洪道尾水渠水毀前情況

該水庫溢洪道泄洪閘20世紀50年代初建成后，一直未曾開閘泄洪，下游尾水渠長期被老百姓耕田種地。從消力池末端漫水橋至入潁河口，長1 585.30 m，地面高程由215.32 m 漸變?yōu)?87.13 m，地面縱坡約1/56，坡度較陡。樁號1+084以上在河道主河槽內(nèi)有多級臺地。溢洪道尾水渠主河槽寬度約50 m，河槽內(nèi)有大片樹林，白沙村至宣化鎮(zhèn)公路下游有部分垃圾，并有廢棄房屋、加工廠房和當(dāng)?shù)卮迕褡越B(yǎng)殖場等。

2 溢洪道尾水渠水毀情況

水庫流域汛期除了2021年汛期有2次大的降雨過程外，其他降雨強度不大。2021年7月19-21日，水庫流域內(nèi)普降暴雨，水庫水位超過汛限水位。下游河道正常泄水流量為500 m3/s，泄洪溢洪道最大流量200 m3/s，最小流量10 m3/s，其中200 m3/s泄洪流量持續(xù)61 h。溢洪道停止泄洪后，發(fā)現(xiàn)去年洪水后未進行治理段尾水渠0+214.7～1+800 段下游沖刷嚴重，上游主河槽覆蓋層沖毀，下游主河槽嚴重淤積，過流能力受到嚴重影響。沖刷后現(xiàn)狀尾水渠0+214.70～0+964.70 段河底縱坡約1/40，0+964.70～1+800段河底縱坡約1/400。

3 溢洪道尾水渠修復(fù)原則

水毀修復(fù)的原則：按照“原標準、原規(guī)模、原功能”的原則進行修復(fù)和加固處理，盡量挖填平衡，不增加永久用地，岸坡防護，巖石渠底單間整治平順水利，建筑物進行適當(dāng)防護等。

4 溢洪道尾水渠過流計算

水面線推算采用明渠恒定非均勻流基本方程式，考慮為丘陵區(qū)向平原區(qū)過渡區(qū)調(diào)整相應(yīng)參數(shù)。規(guī)劃修復(fù)工程治理后的河道糙率，依據(jù)《水力計算手冊》中推薦的河道糙率n 值表，結(jié)合河道特點、治理形式和現(xiàn)場實地查勘選取。溢洪道尾水渠上游正常泄流段（0+000～0+214.70）主槽糙率選用2.50×10-2，邊灘4×10-2；塊石廣布的水毀段（0+264.70～0+864.70），綜合糙率選用0.075；匯入潁河段（0+914.70～1+800）沖淤嚴重，綜合糙率取用4.50×10-2，溢洪道尾水渠0+000樁號位于溢洪道泄洪閘閘室上游起端。

5 溢洪道尾水渠水毀修復(fù)設(shè)計

5.1 平面布置

2021 年特大洪水后，某水庫溢洪道泄洪閘海漫段末端為尾水渠水毀整治起點，尾水渠樁號0+214.70以上部分為溢洪道主體建筑物，為溢洪道進口段、閘室段、消力池及海漫段等，結(jié)構(gòu)完好。水毀整治范圍為尾水渠樁號0+214.70～1+800段，長1 585.30 m。尾水渠以洪水沖刷后的主河槽為中心線，以穩(wěn)定現(xiàn)有河勢并以規(guī)則平順為原則進行整治。

5.2 縱橫斷面設(shè)計

尾水渠縱橫斷面設(shè)計結(jié)合水毀沖刷現(xiàn)狀、原尾水渠主河槽寬度、地質(zhì)情況以及規(guī)劃確定的設(shè)計流量等因素綜合確定。

5.2.1 地質(zhì)情況

左岸0+664.70～0+950、右岸0+664.70～0+950 段邊坡主要由兩岸上部分布的第四紀全新統(tǒng)輕粉質(zhì)壤土及晚更新統(tǒng)黃土狀粉質(zhì)壤土組成，底部為二疊系上統(tǒng)石千峰組泥巖、砂巖強風(fēng)化～弱風(fēng)化巖體，建議按開挖坡比建議值開挖。

兩岸地表主要為第四紀全新統(tǒng)沖積層（Q4apl）輕粉質(zhì)壤土，厚度一般小于2 m，下部主要為第四紀晚更新統(tǒng)沖積層（Q3apl）卵石，最大厚度約6 m，部分地段于卵石層之上分布有第四紀晚更新統(tǒng)沖積層（Q3apl）黃土狀粉質(zhì)壤土，厚度一般小于2 m。地基多為卵石等松散土體，抗沖刷流速一般為0.70～1 m/s，建議將地基置于最大沖刷深度以下并對地基部位進行封閉保護，避免洪水沖刷導(dǎo)致地基破壞。開挖邊坡高度不大，邊坡主要由兩岸上部分布的第四紀全新統(tǒng)輕粉質(zhì)壤土及晚更新統(tǒng)黃土狀粉質(zhì)壤土組成，底部為卵石，總體上開挖邊坡物質(zhì)組成較差，按開挖坡比建議值開挖或加強支護。該段河道及兩岸下部分布有卵石，透水性較強，地下水位埋深較淺，施工開挖可能遭遇地下水，且水量較大，建議做好截排水及降水措施。

5.2.2 斷面設(shè)計

樁號0+214.70～0+415.43段長200.73 m，為新北干渠涵洞防護段；樁號0+415.43～0+650段長243.57 m，現(xiàn)狀河底高程為（203.98～193.24），現(xiàn)狀縱向坡比約1/20，該段河底巖石已裸露，為寬淺型河道，最大河口寬度約110 m，流速最大3.38 m/s，僅對該段邊坡按1∶2進行整理。

樁號0+650～0+950段長300m，現(xiàn)狀河底高程為（193.24～187.61），現(xiàn)狀縱向坡比約1/20，該段河底巖石已裸露，形成深窄型河道，流速最大5.50 m/s，同時考慮現(xiàn)狀兩岸存在的建筑物拆遷和占地問題等影響因素，結(jié)合管理部門意見，暫時不整理河道斷面，僅對該部分河道兩岸進行安全防護。

樁號0+950～1+800段850 m長度范圍內(nèi)現(xiàn)狀河底高程為（187.61～187.12），該段河底受上游沖積物影響，現(xiàn)狀淤堵比較嚴重，河底縱坡約1/1950，對該段進行清淤設(shè)計，設(shè)計河底高程為（188.24～184.06）河道設(shè)計縱坡1/200，底寬45 m。

5.3 堤防工程設(shè)計

5.3.1 堤頂高程計算

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，工程堤防堤頂高程按設(shè)計洪水位加堤頂超高確定。堤頂超高按下公式計算復(fù)核：

式（1）中：Y—堤頂超高；R—設(shè)計波浪爬高，按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》附錄C計算；e—設(shè)計風(fēng)壅增水高度，按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》附錄C計算；A—安全加高，m；4級堤防取0.60 m。

根據(jù)氣象站統(tǒng)計資料計算，汛期多年平均最大風(fēng)速為19 m/s，風(fēng)向與堤軸線夾角為90°。根據(jù)規(guī)范，采用多年平均最大風(fēng)速的1.50 倍計算，最大風(fēng)速為28.50 m/s。風(fēng)區(qū)長度取堤防間距90 m。根據(jù)各斷面灘面高程和設(shè)防水位，堤前平均水深按4 m計算。設(shè)計波浪爬高值應(yīng)按不允許越浪堤防，采用累積頻率為2%的爬高值。

經(jīng)計算，設(shè)計波浪爬高0.74 m，設(shè)計風(fēng)壅增水高度3.00×10-3m，根據(jù)規(guī)范，4級堤防安全加高為0.60 m，計算堤頂超高為1.34 m。因此，堤頂設(shè)計高程按20年一遇防洪水位加1.34 m確定。

經(jīng)分析，尾水渠樁號0+950～1+800 段，兩岸堤防總長2×850 m，該段地面高程高于20年一遇洪水位-0.14～1.70 m，僅有200 m左右地面高程不滿足超高0.50 m的要求，考慮到該段現(xiàn)狀堤防距離均大于100 m，渠道兩側(cè)預(yù)留有部分河道用地，結(jié)合兩岸群眾的生產(chǎn)生活方便，尾水渠清淤后開挖料就近堆砌1.50～3 m高的防護堤，堤寬5 m，在防護堤內(nèi)側(cè)坡頂設(shè)置安全防護網(wǎng)。

5.3.2 堤頂寬度

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，4級堤防設(shè)計堤頂寬度不宜小于3 m，考慮到交通需要，堤頂寬度取5 m，臨背坡比均為1：2.50。

5.3.3 滲流計算某水庫溢洪道災(zāi)后水毀工程堤防為防護堤，堤基均高于防洪水位，不再進行滲流分析。

5.3.4 加培方式

堤身采用尾水渠清淤后開挖料就近堆砌1.50～3 m高的防護堤，堤頂設(shè)計高程均高于按20 年一遇防洪水位加1.34 m。堤防加培施工前應(yīng)進行清基清坡，清基清坡深度暫按0.30 m，根據(jù)具體情況，清基深度可進行調(diào)整，滿足清基要求。加培范圍內(nèi)如有坑塘，要將坑塘內(nèi)的水草等雜物清除干凈；加培范圍內(nèi)如有樹木，需將樹木挖除。

5.4 防護工程設(shè)計

5.4.1 河道沖刷計算

某水庫溢洪道災(zāi)后水毀工程尾水渠上段河道較陡，流速大，主河床沖刷嚴重，最大沖切深度約7 m，現(xiàn)狀河底沖刷嚴重，覆蓋層破壞，露出巖底，河底及坡腳受水流沖刷較嚴重。下游河道坡度較緩，河底淤積嚴重，砂卵石及碎石為主，淤積厚度約2～3 m，根據(jù)河道分段加固的地形、地質(zhì)條件，選擇典型斷面進行河床和護岸沖刷深度計算。

0+950 以上河道，底部為二疊系上統(tǒng)石千峰組泥巖、砂巖強風(fēng)化～弱風(fēng)化巖體，抗沖流速為4～6 m/s，該段河道流速為1.45～5.25 m/s，河底不再進行防護。

0+950以下河道，河道兩岸地表主要為輕粉質(zhì)壤土，現(xiàn)狀河底為卵石土，卵石粒徑較小，抗沖刷流速一般為0.70～1 m/s，該段河道流速為1.54～3.38 m/s，經(jīng)計算水流平順岸坡時的沖刷深度為1.10 m，水流斜沖護岸時沖刷深度1.10～1.50 m，護坡坡腳需采取防沖措施。0+950附近河底沖刷深度3.20 m，建議該處河道應(yīng)進行底部防沖防護。

6 結(jié)語

溢洪道災(zāi)后水毀工程設(shè)計根據(jù)原始地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合工程實際情況進行技術(shù)調(diào)整、工程設(shè)計變更，水毀修復(fù)計算均滿足規(guī)范規(guī)程要求，保證了整個水庫安全度汛及功能正常發(fā)揮，設(shè)計經(jīng)驗對溢洪道工程設(shè)計具有一定的借鑒價值。