【正文】 部位，存在多條裂縫，縫寬多在 ~ 之間，其中上游墩尖處大部分為水平縫，其余多為不規(guī)則裂縫，超聲波檢測縫深在 65~164mm 之間，大小裂縫總計(jì)有 570 余條。閘底板共有裂縫 38 條，在每孔閘底板中部，均有 1~2 條垂直水流方向的裂縫，縫寬一般在 ~ 之間，經(jīng)超聲檢測，縫深在 30~283mm 之間。主要結(jié)論為：“閘室結(jié)構(gòu)砼的強(qiáng)度、鋼筋的配置均不能滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，裂縫普遍存在，一些受力部位的裂縫已經(jīng)貫穿，碳化值普遍較高，土建部分維修加固方案的優(yōu)勢已經(jīng)失去，建議考慮其它解決方案。”查閱《白沙水庫暨灌區(qū)志》的記載和工程竣工圖，發(fā)現(xiàn)泄洪閘建基面位于強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖上，巖石破碎，施工中有多處坍塌；閘室結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，限于工程建設(shè)期的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和技術(shù)水平，閘室墩墻和底板砼標(biāo)號(hào)太低，原設(shè)計(jì)為 140 號(hào)，施工中為節(jié)約水泥，加入 15%的粉沙摻和料，實(shí)際上不足 140 號(hào)，一些部位僅有90 號(hào)，且閘墩配筋率僅為（~）%，小于鋼筋砼的最小配筋率，實(shí)為少筋砼，而水工建筑物的擋水受力結(jié)構(gòu)不宜采用少筋砼；工程竣工時(shí)已發(fā)現(xiàn)墩墻出現(xiàn)裂縫，運(yùn)行數(shù)十年，現(xiàn)在閘室裂縫普遍存在，七個(gè)中墩有四個(gè)中墩的裂縫已貫穿，其余裂縫深度為 65~164mm；右邊墻傾斜 13cm，消力池邊墻也發(fā)生變形。2022 年 12 月~2022 年 3 月，河南省水利勘測總隊(duì)受河南省水利廳委托，對(duì)溢洪道進(jìn)行了地質(zhì)勘探，揭露地層表明，老溢洪道閘室建基面在強(qiáng)風(fēng)化帶上，風(fēng)化層厚度為 ~，其中有薄層泥巖，巖體破碎，含泥量高，承載力低，抗剪強(qiáng)度低，高水位時(shí)，閘室存在穩(wěn)定問題。右岸翼墻地基斷層發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化厚度在18m 以上，右岸翼墻存在穩(wěn)定問題。閘基 78%的巖體具有中等透水性，閘基存在滲漏問題。并于 2022 年 4 月完成了《河南省白沙水庫除險(xiǎn)加固溢洪道工程地質(zhì)勘察報(bào)告》。河南省水利勘測設(shè)計(jì)院于 2022 年 3 月對(duì)溢洪道泄洪閘進(jìn)行水力計(jì)算和穩(wěn)定復(fù)核，認(rèn)為下游消力池邊墻高度比允許值低 ，整體穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)范允許值。由于溢洪道建成至今，沒有高水位運(yùn)行過，掩蓋了其存在的安全隱患。白沙水庫溢洪道泄洪閘應(yīng)根據(jù)水庫規(guī)劃指標(biāo)，進(jìn)行加固或重建潁河白沙水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)5 水庫建設(shè)過程1950 年 10 月中央人民政府政務(wù)院發(fā)布”關(guān)于治理淮河的決定”后,省治淮總部于 1951 年元月組織力量對(duì)白沙水庫進(jìn)行勘測設(shè)計(jì)，1951 年 3 月開始施工至1953 年 8 月建成。工程包括：攔河壩，長 1214m，壩型為均質(zhì)土壩，壩頂高程，最大壩高 。溢洪道為無控制開敞式溢洪道，寬 100m，底高,最大泄量 572m3/s；輸水洞為無壓洞，橫斷面為 R= 的標(biāo)準(zhǔn)馬蹄形洞，進(jìn)水口為上下雙層四孔 的油壓直升平板鋼閘門，進(jìn)口底高，出口底高 ，洞長 ，最大泄量 230 m3/s。水庫設(shè)計(jì)最高洪水位 ，總庫容 億 m3。此外尚有東付壩一座。由于 1950 年設(shè)計(jì)時(shí)沒有進(jìn)行流域規(guī)劃，設(shè)計(jì)洪水計(jì)算偏小，經(jīng) 1954 年洪水考驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)水庫規(guī)劃庫容偏小，溢洪道設(shè)計(jì)的溢洪斷面不夠大，水庫的安全標(biāo)準(zhǔn)偏低，水庫的效益未能充分發(fā)揮。為此于 1956 年 2 月～1957 年 12 月進(jìn)行了水庫擴(kuò)建。擴(kuò)建后的大壩壩頂長 1316m，頂寬 ，最大壩高 ，壩型由均質(zhì)土壩變?yōu)閺?fù)式斷面，壩頂高程 ，防浪墻頂高程 。改原無控制的溢洪道為新建 8 孔（128）弧形鋼閘門控制的泄洪閘，閘頂高程 ，最大泄量 4280 m3/s。但 1958 年 元 月 溢 洪 道 泄 洪 閘 8 扇 弧 形 門 安 裝 完 畢 后 ， 4 月 為 支 援 三義 寨 引 黃 工 程 ， 拆 走 邊 孔 6 扇 建 塊 石 滾 水 壩 ， 壩 頂 高 程 ， 直 到 1964 年 10 月才 恢 復(fù) 拆 除 的 6 孔 閘 門 。建時(shí)除主壩及東付壩相應(yīng)加高外，又增建一座西付壩及在主溢洪道東第一缺口處修建了付溢洪道，底寬 180m，底部高程 ，最大泄量 427m3/s。1975 年汛后，為增強(qiáng)水庫抗洪能力，在東付壩壩頂建爆破藥室 17 個(gè)，以應(yīng)急需。1997 年底又對(duì)輸水洞進(jìn)行了較全面的加固處理。在出口新建了弧形工作門及引水岔管，輸水洞由無壓隧洞改為壓力洞，洞身由馬蹄形斷面改為直徑 的圓形斷面。 水庫目前存在問題白沙水庫壩頂高程 ，防浪墻頂高程 237m，水庫現(xiàn)狀允許最高靜水位，調(diào)洪演算成果 1000 年一遇洪水位 ，2022 年一遇洪水，均超過水庫現(xiàn)狀允許最高靜水位 ，由此說明白沙水庫的現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)不足 1000 年一遇，遠(yuǎn)低于國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（BG5020194）5000~2022 年一遇標(biāo)準(zhǔn)的下限，實(shí)屬險(xiǎn)庫。 其中溢洪道存在問題（1）溢洪道 1956 年曾做過水工模型試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：泄洪閘上下游流態(tài)不好，影響東付壩安全，降低了水庫的安全標(biāo)準(zhǔn)。潁河白沙水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)6（2）泄洪閘閘室建在強(qiáng)風(fēng)化的石英砂巖地基上，且右邊孔跨在斷層破碎帶上，閘基極不均勻。（3） 閘墩單薄，砼質(zhì)量不好，碳化嚴(yán)重，普遍存在裂縫，右邊墩及5 中墩存在上下貫通裂縫，左、右岸下游翼墻明顯向內(nèi)傾斜，其中右岸翼墻傾斜達(dá) 13cm。（4）溢洪道沒有尾水渠，不能做正常溢洪道使用。（5）溢洪道閘門啟閉機(jī)已經(jīng)運(yùn)行四十年，有的已超過四十年，閘門埋件銹蝕嚴(yán)重。閘門制作外觀質(zhì)量差，弧型閘門底部和右下角存在變形。所有一、二類焊縫嚴(yán)重未焊透屬于不合格焊縫。（6）八臺(tái)啟閉機(jī)運(yùn)行基本正常，其中 5 號(hào)兩臺(tái)啟閉機(jī)為開放式減速器，起升速度慢，齒輪磨損嚴(yán)重，大部分齒輪被拉傷，形成內(nèi)槽，7 號(hào)機(jī)開式齒輪存在局部裂紋，未擴(kuò)展，減速器存在異常響聲，3 號(hào)機(jī)開式齒輪存在大面積蜂窩狀鑄造缺陷。2 水文白沙水庫建設(shè)初期，因水文資料短缺，故只能采用有限的降雨資料推求設(shè)計(jì)洪水，并依此進(jìn)行工程規(guī)劃，此后，多次進(jìn)行過水文復(fù)核。1986 年和 1998 年我院先后對(duì)白沙水庫進(jìn)行了水文復(fù)核且均編制有《白沙水庫水文復(fù)核報(bào)告》。 流域概況白沙水庫位于淮河支流沙潁河流域潁河上游，壩址地理位置為東經(jīng)113?15?，北緯 34?20?。壩址以上控制流域面積 985km2。潁河源于登封嵩山山脈，自西向東流經(jīng)禹縣、臨潁、西華等縣市，于周口以上 3km 附近的孫咀注入沙河。潁河全長約 350km，水庫以上長 56km，流域面積7230km2，水庫以上 985km2，占全流域的 %，占潁河山區(qū)面積的 %。潁河白沙以上至禹縣屬山區(qū)，坡陡流急，禹縣至潁橋進(jìn)入丘陵區(qū)，潁橋以下進(jìn)入平原，始有堤防。水庫以上有少林河，石沖河、魚洞河、馬峪河等支流，下游較大支流有吳公渠，清淠河、清流河、柳塔河等。潁橋以上為山丘區(qū)，面積約占全流域的 %，平原區(qū)約為 %。地勢西北高，東南低，海撥高程一般為 500～550m，最高峰高程為 。山區(qū)除少林寺、中岳廟有少量松樹復(fù)蓋較好外，一般為灌木叢林，高程在 800～1000m 以上，植被較差；丘陵區(qū)為黃土地帶，多為梯田，沖溝發(fā)育，復(fù)蓋較厚，流域內(nèi)土壤類別，京廣鐵路以西為重、中粉質(zhì)壤土，以東為中、輕粉質(zhì)壤土，適宜于種植旱作物，如：小麥、玉米等，兼作雜糧及經(jīng)濟(jì)作物。潁河白沙水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)7潁河流域?qū)儆跍貛У貐^(qū)，氣象特征為半干旱氣候，春冬季節(jié)空氣干燥少雨。夏末秋初空氣濕潤，雨水較多，多年平均降水量為 650mm，年內(nèi)分配很不均勻，汛期 6～9 月降水量約占全年的 65% ，年際分配也不均勻，實(shí)測年最大降水量為多年平均的 倍。潁河上游多山，地形起伏，每年夏季含有大量水汽，受地形阻隔被迫上升，溫度下降，遇冷空氣而凝結(jié)，產(chǎn)生地形雨；此外，局部性的空氣對(duì)流產(chǎn)生的雷陣雨也較多見。氣旋雨在本流域也經(jīng)常出現(xiàn)，主要是北來的寒流和南來的暖流，即高壓與副高壓在本地區(qū)形成相持的局面，停滯不前形成大暴雨，如 1951956 年就是此種成因產(chǎn)生的大暴雨。流域內(nèi)多年平均降雨為 650mm，最大一日降雨量為 226mm；多年平均蒸發(fā)量為1823mm，最大月蒸發(fā)量為 285mm，最小為 ；多年平均氣溫為 ?C，極端最高氣溫為 ?C， ?C；多年平均相對(duì)濕度為 68%，一日最小相對(duì)濕度為 1%；多年平均風(fēng)速為 ?s，最大風(fēng)速為 19m?s；最多風(fēng)向?yàn)楸睎|風(fēng)；多年平均氣壓為 毫巴；最大積雪厚度為 21cm；多年平均霜降期為 天。白沙水庫下游河道標(biāo)準(zhǔn)較低，繁城～吳公渠口段，于 1957 年治理過，除澇標(biāo)準(zhǔn)仍為老二年一遇，設(shè)計(jì)流量 184 m3/s,防洪標(biāo)準(zhǔn)約 10 年一遇，平槽泄量 500 m3/s；吳公渠口至柳塔河口段于 1970 年治理過，除澇標(biāo)準(zhǔn)為 3 年一遇，設(shè)計(jì)流量430 m3/s，防洪標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇，平槽泄量 900 m3/s，潁河公路橋過水流量為1500 m3/s，化行閘至繁城段平槽泄量約 700～800 m 3/s。 年徑流復(fù)核成果白沙水庫年徑流自建庫以來已計(jì)算過多次，1986 年河南省水利勘測設(shè)計(jì)院在《白沙水庫水文復(fù)核報(bào)告》中將年徑流系列從 1953 年～1976 年延長到 1984 年共31 年系列，計(jì)算得天然年徑流均值為 億 m3，C V=，C S=。本次年徑流復(fù)核，在 1986 年復(fù)核的基礎(chǔ)上，將 1953 年～１984 年的實(shí)測年徑流和天然年徑流系列進(jìn)行了復(fù)核并把系列延長到 1997 年。實(shí)測年徑流按水文年 6～5 月統(tǒng)計(jì)，經(jīng)計(jì)算，實(shí)測年徑流均值為 106m3。經(jīng)還原計(jì)算，白沙水庫1953～1997 水文年天然年徑流量均值為 106m3。 經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算采用數(shù)學(xué)期望公式：P=m/(n+1)；理論頻率曲線采用 P—Ⅲ型適線，用矩法計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)；均值采用計(jì)算值，C v值在適線時(shí)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，經(jīng)適線 Cv=，C s=2CV。白沙水庫天然年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)成果如表 1。表 1 白沙水庫天然年徑流統(tǒng)計(jì)參數(shù)成果表年徑流量參數(shù) 各種保證率 P 的年徑流量 （106m3）潁河白沙水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)8均值（ 106m3） 變差系數(shù) （CV）偏差系數(shù)（CS=2CV） 25％ 50％ 75％ 95％ 200 137 86 40 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果本次設(shè)計(jì)洪水復(fù)核亦采用了兩種方法：一是根據(jù)雨量資料計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，二是根據(jù)流量資料計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，經(jīng)過分析（原因同上），最后選定的是根據(jù)雨量資料計(jì)算設(shè)計(jì)洪水成果?！端姽こ淘O(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》(SL4493)在條文說明中指出：“用暴雨資料推算設(shè)計(jì)洪水，中間環(huán)節(jié)比較多，資料條件和計(jì)算方法都會(huì)給計(jì)算成果帶來影響，因此在綜合考慮各方面因素后，認(rèn)為校核標(biāo)準(zhǔn)的成果有偏小的可能時(shí)應(yīng)加安全修正值?！蓖ㄟ^與臨近流域大型水庫 10000 年一遇洪峰和洪量模數(shù)的比較，認(rèn)為選定的校核標(biāo)準(zhǔn)的洪水有偏小的可能，而尤以設(shè)計(jì)洪量的偏小比較突出。綜合考慮，白沙水庫校核標(biāo)準(zhǔn)(2022 年一遇)洪水其洪量加20%安全修正值。白沙水庫設(shè)計(jì)洪水采用成果如表 1。表 2 白沙水庫設(shè)計(jì)洪水采用成果重現(xiàn)期（年）洪 峰 流 量（m3/s）1 天 洪 量（萬 m3）3 天 洪 量（萬 m3）7 天 洪 量（萬 m3）520501005001000202221404348582170319592104031117650049480122951439119246211962793161551148615021176712376026264346046405124911676019959270542999639670注：2022 年一遇洪量已加 20%安全修正值。 非汛期設(shè)計(jì)洪水統(tǒng)計(jì)白沙水庫 10 月初至次年 5 月末的歷年最大旬徑流量，得到 1953～1997年共 45 年非汛期最大旬徑流量系列，據(jù)此進(jìn)行頻率計(jì)算，得出白沙水庫非汛期最大旬徑流量多年平均值為 850 萬 m3，經(jīng)適線 Cv=，Cs:Cv=。白沙水庫非汛期洪水過程線采用典型過程線放大法計(jì)算。1984 年 10 月上表 3 白沙水庫非汛期設(shè)計(jì)洪水成果表,重現(xiàn)期洪峰流量1 天洪量3 天洪量7 天洪量10 天洪量放大系數(shù)潁河白沙水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)9(年) (m3/s)(萬m3)(萬m3) (萬m3)(萬m3)10 73 519 1252 1848 2074 20 104 745 1797 2652 2975 典型年（1984） 185 1323 3191 4711 5288北 汝 河紫 羅 山旬徑流量介于 10 年、20 年一遇洪水之間，作為典型過程。因白沙水庫觀測時(shí)段較長（10 天只有 8 個(gè)點(diǎn)據(jù)），只能借用鄰近水文站的過程線，北汝河紫羅山水文站與白沙水庫同屬沙潁河流域，借用其流量過程作為典型過程線。N=10年、20 年的設(shè)計(jì)洪水值如表 3。3 工程地質(zhì)白沙水庫位于禹州與登封交界處，地貌單元屬低山丘陵區(qū)，山頂多呈平頂和渾園狀，屬構(gòu)造剝蝕地貌，庫區(qū)河道彎曲，河谷開闊，