消能防冲工程设计优化方案

5.2.3.1　消能计算

溢流坝下游挑流鼻坎已经建成，挑流鼻坎坎顶高程为185.00m，反弧半径为25.0m，挑角为23.074°。水舌挑距及最大冲坑深度分别采用《混凝土重力坝设计规范》（DL 5108—1999）附录C中的公式计算。

式中　L——水舌挑距，m；

　　　v1——坎顶水面流速，m/s。按鼻坎处平均流速v的1.1倍计；

　　　φ——堰面流速系数；

　　　h——库水位至坎顶的落差，m；

　　　θ——鼻坎的挑角，（°）；

　　　h1——坎顶垂直方向水深，m；

　　　h2——坎顶至河床面高差，m。

最大冲坑深度按式（5.2-5）估算：

式中　tk——冲坑深度，m；(https://www.xing528.com)

　　　q——单宽流量，m2/s；

　　　H——上、下游水位差，m；

　　　α——冲坑系数，取1.2；

　　　ht——下游基岩以上水深，m。

消能防冲计算结果见表5.2-4，满足规范要求。

表5.2-4　消能防冲计算成果表

5.2.3.2　坝下防冲及河道清理设计

原下水库大坝溢流坝及挑流鼻坎按远期（坝高125m）设计体型实施，按100年一遇洪水设计，经数次洪水考验（1996年8月，历时十余小时），溢流面未见空蚀破坏。

挑流消能经对各级流量洪水，进行消能防冲计算，冲坑深度不会影响到大坝坝基安全，目前大坝左岸灌溉主要是利用二级灌溉洞，二级灌溉洞出口直接接尾水渠进入下游灌溉区，出口尾水渠高程220.00m，因此坝下挑流对左岸灌溉渠基础没有影响。同时，坝基的缓倾角软弱夹层埋深较深，延伸长度极为有限，远不会出现冲坑切断夹层，危及坝基稳定的情况。目前河床基础及两岸边为较完整基岩，因此可以不再增设防冲板。

2006年6月下水库在进行初期蓄水安全鉴定时，原大坝设计洪水标准100年一遇要求提高到200年一遇，若按200年一遇洪水标准计算，大坝稳定安全系数不够，经各种方案比较，采用在溢流坝下增加护坦加固措施，这样不仅增加了大坝稳定，同时也起到了在小流量时溢流坝下河床防护的目的。

目前大坝下游坝基以上覆盖层3～4m，平均高程165.00～167.00m，已超出设计河道基础高程163.00m，为降低下游水位，降低大坝基础扬压力，对坝下游河道约230m范围进行河道清理，清理到163.00m高程，清理宽度40～50m。