□牛志豐 □姬志軍（河南省豫北水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

□金 虹（安陽市彰武南海水庫工程管理局）

一、概況

小南海水庫位于河南省安陽市西南35km的海河流域衛(wèi)河支流安陽河上，與下游10km的彰武水庫組成兩座梯級(jí)水庫。小南海水庫控制流域面積850km2，總庫容1.075億m3；現(xiàn)狀小南海水庫主要建筑物由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。輸水洞位于攔河壩右岸壩頭山腳處，系壩下埋設(shè)鋼筋混凝土蛋形管道，埋管坐落在閃長(zhǎng)基巖上，進(jìn)口底高程139.5m，設(shè)2.5m×4m平板鋼閘門控制流量，洞長(zhǎng)245.5m，洞徑3.05m，最大輸水量141m3/s。

現(xiàn)狀輸水洞豎井無檢修門槽，且豎井傾斜，底部有環(huán)形裂縫，洞身段處理過的環(huán)形裂縫，多又重新貫穿開裂，并伴有滲水現(xiàn)象。針對(duì)輸水洞存在的問題，采取以下措施進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

根據(jù)輸水洞進(jìn)水塔存在問題，廢棄、封堵原豎井，在輸水洞樁號(hào)0+007.5處重建檢修豎井。

二、進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)布置

（一）布置原則

根據(jù)輸水洞進(jìn)水塔所在位置及在水庫樞紐的功能主要為泄水和排沙等作用，參照《進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》，進(jìn)水塔布置除了滿足水工、機(jī)電運(yùn)行、維修和機(jī)電安全條件下力求經(jīng)濟(jì)合理外，尚應(yīng)滿足以下條件：一是進(jìn)水塔應(yīng)與樞紐其他工程布置相協(xié)調(diào)，并與輸水洞現(xiàn)狀洞身平順連接；二是在各級(jí)運(yùn)行水位條件下，進(jìn)水口應(yīng)進(jìn)流勻稱，水流暢順；三是進(jìn)水塔進(jìn)水口應(yīng)選用阻力小的曲線，并注意改善閘門槽、漸變段等部位體形，并采取防空蝕措施；四是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，并滿足充水等要求。

（二）結(jié)構(gòu)布置

檢修閘門門后布置通氣φ500mm鋼管通氣孔。通氣孔頂部高于設(shè)計(jì)洪水位179.8m，以便于閘門啟閉時(shí)充排氣體。

三、穩(wěn)定應(yīng)力分析

（一）穩(wěn)定分析計(jì)算工況及基本數(shù)據(jù)

根據(jù)《水利水電工程進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》SL285-2003，按照進(jìn)水塔設(shè)計(jì)尺寸，綜合考慮自重、水壓力、浮托力、風(fēng)荷載、雪荷載、冰荷載、浪壓力、活荷載、地震荷載以及土壓力在正常蓄水位、設(shè)計(jì)水位、正常使用+地震、校核洪水位四種工況不同組合下的抗剪強(qiáng)度，抗傾覆穩(wěn)定，抗浮穩(wěn)定和建基面上的垂直正應(yīng)力。

進(jìn)水塔穩(wěn)定計(jì)算成果表

經(jīng)計(jì)算在4種工況組合下抗剪、抗傾、抗浮及應(yīng)力均滿足規(guī)范要求，為滿足進(jìn)水塔閘室基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，在進(jìn)水塔基礎(chǔ)與基巖之間設(shè)φ28鋼筋錨固。

（二）塔身結(jié)構(gòu)計(jì)算

進(jìn)水塔塔身縱向受力鋼筋計(jì)算按照沿周邊均勻配置縱向鋼筋的環(huán)形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中：A為構(gòu)件截面面積；As為全部縱向鋼筋的截面面積；r為圓形截面的半徑；rs為縱向鋼筋所在圓周的半徑；e0為軸向力對(duì)截面重心的偏心距；α為對(duì)應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角（rad）與2π的比值；αt為縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當(dāng)α＞0.625時(shí)，取αt=0。

經(jīng)計(jì)算，156.48m以下塔身斷面外壁配雙排筋，共88φ28，156.48～167.48之間塔身斷面配筋為66φ28，167.48以下配筋為44φ28；塔身內(nèi)壁配筋為54φ18，環(huán)向配筋為φ14@200。

通過計(jì)算可知，輸水洞進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)符合穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)要求。