1.1.2　泄洪洞工程

1.1.2.1　泄洪洞布置

泄洪洞布置在老断沟下游，S形河道上弯段一带，走向225°。主要承担水库泄洪、排沙及放空水库任务。泄洪洞布置两条，均为明流洞，两洞泄量为3918.37m3/s，由左岸岸边向山体内依次为1号泄洪洞（低位洞）和2号泄洪洞（高位洞）。1号泄洪洞进口高程195.00m，进口分两孔事故门和两孔工作门，洞身长600.0m；2号泄洪洞由导流洞改建而成，进口高程为210.00m，洞长616.28m；两条泄洪洞洞身标准断面均为9.0m×13.5m（宽×高）城门洞型。洞身后接挑流鼻坎，水流直接挑入下游河道。泄洪洞进口采用塔式结构，1号进水塔高102.0m，2号进水塔高84.5m。

1.1.2.2　1号泄洪洞布置设计

1号泄洪洞主要由进口引渠、进水塔、洞身段、出口段组成，最大泄量1961.60m3/s，最高运用水头90.43m。

（1）进口引渠，引渠布置在1号泄洪洞进水塔上游，由进口山体开凿形成，断面为梯形，渠底高程195.00m，宽33.0m，边坡1∶0.2，其中靠近塔架20m长范围内设C25混凝土板衬砌，板厚1.0m，其余为喷混凝土保护。

（2）进水塔，采用岸塔式结构，进水塔进口高程195.00m，塔顶高程291.00m，塔高102.5m。塔基尺寸49.0m×33.0m（长×宽），为L形布置。进水塔高程220.00m以下为大体积混凝土结构，225.00m高程以上为田字形井筒结构，两者之间为渐变段。进水口为有压短进口布置形式，分为两孔，单孔净宽4.0m，中墩宽5.0m，左边墩宽6.7m，右边墩结合布置发电洞进水口，宽13.3m，塔架除流道为C9050抗冲磨混凝土，其余为C25混凝土。

由于1号泄洪洞运用水头较高，变幅较大，承担排沙、凑泄运用条件，工作门采用安全性高、止水效果好、启闭灵活的突跌突扩偏心铰弧型钢闸门，尺寸4.0m×7.0m（宽×高）；事故检修门为平板钢闸门，尺寸4m×9m，为前止水型式。

（3）洞身段，桩号1泄0+024.96～1泄0+600.00，其中1泄0+024.96～1泄0+044.96段洞身为两孔，1泄0+044.96～1泄0+060.20段洞身逐渐由两孔渐变为单孔；1泄0+067.53～1泄0+097.53洞身断面由14.0m×14.5m（宽×高）断面过渡为9.0m×13.5m（宽×高）标准城门型断面，直至出口，洞身纵坡为2.338％，标准断面直墙高11.0m，拱高2.5m，洞身全断面衬砌厚度0.8～2.0m。

（4）出口段，泄洪洞出口采用挑流消能结构，为整体槽式结构，长度为43.00m，鼻坎顶高程为179.70m，边墙顶高程为189.50m，挑坎反弧半径为55.00m，挑角为20°，鼻坎净宽9.00m。鼻坎下游设置钢筋混凝土护板，顺水流向长度为10.00m，厚度为1.50m，护板顶高程为168.50m，护板上下游边设齿墙。

1.1.2.3　2号泄洪洞

为高位洞，也为明流洞，由导流洞改建形成，最大泄量1956.77m3/s，最高运用水头75.43m。

（1）进口引渠段，渠底高程210.00m，开挖边坡1∶0.3，靠近塔架20m长范围内设C25混凝土板衬砌，板厚1.0m，其余为喷混凝土护坡。

（2）进水塔，为塔式框架结构，进口高程210.00m，塔顶高程291.00m，塔基尺寸43.0m×25.0m（长×宽），塔高84.6m，塔顶高程291.00m。塔基尺寸43.0m×25.0m（长×宽），高程225.00m以下为大体积混凝土结构，高程238.50m以上为“田”字形井筒结构，两者之间为渐变段。进水口为有压短进口布置形式，单孔布置，孔宽7.5m，边墩宽8.75m。进水塔设单孔7.5m×10m事故平板钢闸门和单孔7.5m×8.2m弧形工作门各一道。塔架除流道为抗冲磨混凝土，其余为C25混凝土。

（3）洞身段，桩号2泄0+015.00～2泄0+616.28m，洞身纵坡为1％，洞身断面为城门洞型9.00m×13.50m（宽×高），直墙高11.0m，拱高2.5m。洞身前段利用前期导流洞改造形成，桩号2泄0+015.00～2泄0+150.28之间，设一龙抬头形成。桩号2泄0+015.00～2泄0+070.00为龙抬头抛物线段，桩号2泄0+070.00～2泄0+094.49为龙抬头斜线段，坡度1∶2.5；桩号2泄0+94.49～2泄0+150.28为龙抬头反弧段，反弧半径为150.23m；2泄0+150.28（龙抬头）后接原导流洞。桩号2泄0+000.00～2泄0+070.00，洞身宽7.50m，洞高13.5m；桩号2泄0+070.00～2泄0+150.28洞高有13.5m渐变为12.5m。龙抬头末尾处以突跌突扩方式与原导流洞洞身结合，洞身两侧对称突扩各为0.75m，突跌高度为1.0m。洞身全断面衬砌厚度0.8～2.0m，混凝土除洞身下部及底板为抗冲磨混凝土外，其余为C25混凝土。

（4）出口段，出口采用挑流消能结构，为整体槽式结构，长度为39.00m，鼻坎顶高程为176.00m，边墙顶高程为189.40m，挑坎反弧半径为55.00m，挑角为28°。其中鼻坎高程169.30m以上反弧段在改建期建成，出口过流面采用抗冲磨混凝土，其余均为C25混凝土。

1.1.2.4　高速水流抗冲磨设计

河口村水库两条泄洪洞泄流均为高速水流，1号洞最大流速为35m/s，2号泄洪洞最大流速为41.1m/s。1号泄洪洞需满足导流、排沙、泄洪多项运用要求，且运行期需局开运用，以满足水库排沙、凑泄。沁河虽然不是多泥沙河流，但由于泥沙多集中在汛期，多年平均含沙量4.84kg/m3，实测最大含沙量（1973年7月7日）112.0kg/m3，因此，两洞洞身在高速水流夹砂作用下对洞身衬砌的破坏作用也比较大，需考虑高速水流作用下的抗冲磨设计。

设计合理的体型曲线，使之具有较小的初生数，改善水流流态，使过流边界上不出现负压或出现较小的负压，这是防止气蚀的基本措施。结合水工模型试验，优化调整体型，使各部位压力分布均匀，并严格控制洞身表面平整度。掺气减蚀是解决高水头泄水建筑物过流表面空蚀的有效措施，根据泄洪洞各特征水位下水力计算结果及模型试验的流速分布，在1号泄洪洞弧形工作门后底部突跌和两边突扩部位，布置专门的通向水舌下部的掺气管，形成掺气通道；2号洞因流速较大，洞身分别在龙抬头末端及2号泄0+350处设置掺气槽，以达到良好的减蚀效果。

选择高抗冲磨材料是防止高速水流对混凝土冲磨的主要手段，国内外已建高速水流下抗冲磨材料较多，如硅粉或硅粉剂混凝土、纤维（钢纤维、塑钢纤维及合成纤维）混凝土、粉煤灰混凝土、铁钢砂混凝土、铸石混凝土、环氧树脂混凝土、HF混凝土、聚脲及FS型抗冲耐磨涂料等。从既能抗冲磨、又能防裂及较经济出发，并经专家论证最初选用HF混凝土和硅粉剂混凝土作论证比较。根据本工程2号泄洪洞是高位洞，泥沙相对较少，泥沙颗粒较细，经比较选用较为经济实用的HF混凝土，进口塔架流道及龙抬头段底板采用C9050HF混凝土，洞身侧墙下部及底板采用C9040HF混凝土。1号洞属于低位洞，砂石及颗粒都比较大，泄洪时泥沙以推移质为主，选用抗冲磨能力较强的硅粉剂混凝土，塔架流道部分、洞身侧墙下部及底板为C9050硅粉剂混凝土。

1.1.2.5　导流洞封堵设计

（1）导流洞布置。河口村水库施工导流采用河床一次断流，枯水期土石围堰挡水，汛期坝体挡水，左岸布置一条9m×13.5m导流洞泄流。导流洞全长740m，前段274.0m为导流专用，后期封堵；后段466.0m后期改建为永久泄洪洞部分。

导流洞布置分四个部分：进口明渠段、闸室段、洞身段和出口段。

进口明渠段长119.04m，开挖边坡1∶0.3～1∶1.0，底板高程177.20m；闸前20m引渠段采用钢筋混凝土护砌，底板厚1.5m，侧墙厚1.0m；明渠底板及侧墙均为C30混凝土结构。

闸室段进口采用喇叭形，进口尺寸14.0m×17.0m（宽×高），闸后孔口尺寸为9.0m×13.5m（宽×高），边墩和底板厚均为3.5m。封堵闸门采用后止水的平板闸门，门槽尺寸1.98m×1.0m（宽×高）。闸室安装了1扇（9m×13.5m-27m）/4平板钢闸门，其设计挡水水头27.0m，满足永久堵头施工时挡水的需要。

洞身段长740.0m，进口底板高程177.20m，出口底板高程169.80m，纵坡1％，洞身侧墙下部及底板采用C40HF混凝土，其余为C30混凝土。

导流洞出口采用整体槽式结构，长39m，纵坡0.01，平底泄流，后期改建为2号洞挑流鼻坎。为方便后期改建，底板下部按泄洪洞鼻坎体型设计，底板顶高程比出口断面洞底高程降低0.5m，出口过流断面采用抗冲磨C40高强硅粉混凝土，其余均为C25混凝土。

（2）导流洞封堵闸门设计。导流洞封堵闸门为平面滑动闸门，孔口尺寸为9.0m×13.5m，底坎高程为177.20m，设计挡水水头27.0m，导流洞下闸封堵时下门水头2m；提门水头9m。闸门止水布置在下游侧，闸门分5节制造，现场安装时焊成整体。导流洞闸门的运用条件为动水闭门，启闭设备选用临时起吊设备，闸门落下后不再提出，启闭容量2×800kN，扬程16m。

（3）导流洞堵头布置。导流洞运用结束后改建为2号泄洪洞，导流洞前274.0m需进行封堵，永久堵头长度为64m，堵头段位于2号进水塔架下方，桩号导0+080.00～导0+144.00洞段、桩号导0+144.00～导0+193.72.00洞段为封堵回填段，桩号导0+193.72.00～导0+274.00洞段为2号洞龙抬头下段。为保证堵头施工安全，在封堵闸门后设12m临时堵头段，桩号为导0+000.00～导0+012.00洞段。

导流洞封堵体体型为洞身全断面柱形重力式堵头，为加强堵头混凝土与原衬砌混凝土之间结合，增加堵头的稳定性，底板布置锚杆锚固。堵头为C25混凝土，临时堵头段及封堵回填段为C20混凝土，洞身封堵后进行接缝灌浆，确保堵头封堵密实。