橡膠壩在西福河沙河坊攔河工程中的應(yīng)用

熊建華

（湖南澧陽(yáng)平原灌區(qū)管理處 常德市 415535）

劉大鵬

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 石家莊市 300250）

1 概 述

西福河位于增城市中部，為東江一級(jí)支流，全流域總面積597.71km2，河長(zhǎng)56.09km，上游有聯(lián)安、金坑兩座中型水庫(kù)及白洞一座小型水庫(kù)，西福河干流在增城境內(nèi)流經(jīng)中新鎮(zhèn)、朱村街、新塘鎮(zhèn)的寧西、仙村、巷頭，以及石灘鎮(zhèn)等，在新塘鎮(zhèn)的巷頭匯入東江。

西福河沙河坊攔河壩位于增城市仙村鎮(zhèn)岳湖沙河坊村，工程始建于1960年，壩型為活動(dòng)坡水閘，該水閘總寬90m，采用14孔鋼閘門，每孔凈寬平均約（5～6）m，總凈寬75.75m，閘底板高程2.4m和2.8m。兩岸堤防為土堤，堤頂高程左岸為6.64m，右岸為7.47m。經(jīng)過(guò)40多年的運(yùn)行，活動(dòng)坡破損嚴(yán)重，主要存在下游消力池部分沖毀、啟閉排架混凝土碳化剝落嚴(yán)重、啟閉機(jī)臺(tái)數(shù)少且老化嚴(yán)重、閘門漏水嚴(yán)重等問(wèn)題，需拆除重建。

2 樞紐總布置及主要建筑物設(shè)計(jì)

西福河沙河坊攔河壩工程是以防洪為主，兼顧灌溉、交通、改善水環(huán)境的水利工程，參考類似工程經(jīng)驗(yàn)，攔河壩壩型選用橡膠壩，壩址布置在原工程坡址下游約45m處，兩岸取水口分別布置在距壩軸線上游約20m處。

根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》（SL227-98），參照已建工程，本工程采用充水式橡膠壩，壩內(nèi)壓比選用1.3。

橡膠壩總寬度為81.0m（包括邊墩），底板采用寬頂堰形式。其中上游拋石防沖槽長(zhǎng)為4.0m，鋪蓋長(zhǎng)為9.50 m，橡膠壩底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)為11.50m，下游消力池及連接段長(zhǎng)為18.00m，海漫長(zhǎng)為32.0m，防沖槽為12.40m。

根據(jù)兩岸灌溉取水高程的要求，確定橡膠壩壩頂高程為5.0m，橡膠壩底板頂高程為1.50m，底板厚為0.90 m，中墩高程為6.0m。共布置3孔，每孔凈寬25.0m，中墩和邊墩厚1.5m，上、下游墩頭采用半圓形。

3 橡膠壩施工

3.1 壩袋、底墊片、墊平片要求

（1）本工程壩袋選用二布三膠壩袋。在工廠加工制作成25m長(zhǎng)的壩袋3條成品，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后可直接安裝。壩袋、底墊片應(yīng)由按設(shè)計(jì)文件進(jìn)行制作，出廠前必須檢查其尺寸并畫出錨固線和錨固中心線，應(yīng)在醒目位置標(biāo)出上、下游標(biāo)記。

（2）壩袋制作必須嚴(yán)格保證質(zhì)量要求，出廠時(shí)必須檢查通過(guò)國(guó)家計(jì)量認(rèn)證的檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的有關(guān)參數(shù)檢驗(yàn)報(bào)告。

（3）墊平片采用與壩袋相同厚度或稍厚一些的橡膠片。

（4）壩袋及底墊片在搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)避免發(fā)生變形和損傷。

3.2 壩袋安裝前檢查

（1）楔塊、基礎(chǔ)底板的強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）壩袋與底板及岸墻接觸部位應(yīng)平整光滑。

（3）充排管理應(yīng)暢通，無(wú)滲漏現(xiàn)象。

（4）預(yù)埋螺栓、底板、壓板、螺帽進(jìn)出水（氣）口排氣孔，超壓溢流孔的位置和尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（5）壩袋和底墊片運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)結(jié)合就位安裝首先復(fù)查其尺寸和搬運(yùn)過(guò)程中有無(wú)損傷，如有損傷應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。

3.3 壩袋安裝程序

壩袋安裝的程序如下圖所示：

附圖 壩袋安裝的程序

3.4 安裝方法如下

（1）在底板上分別標(biāo)出壩軸線、中心線。

（2）底墊片就位，在底墊片上分別標(biāo)出中心線和錨固線。

（3）在伸入壩袋內(nèi)的充排水（氣）管、測(cè)壓管和超壓溢流管等管口四周的底墊片上，宜粘上一層橡膠片作補(bǔ)強(qiáng)處理。

（4）在底墊片上畫出水帽、測(cè)壓管和超壓溢流管位置，復(fù)測(cè)無(wú)誤后在各管理口處挖孔并固定。

（5）水海綿可粘在底墊片相應(yīng)位置上。

（6）使壩袋中心線和錨固線與基礎(chǔ)底板及底墊片上的對(duì)應(yīng)線重合。

（7）根據(jù)工程的特殊情況，先安裝上游，從壩袋中心線向兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行。然后將下游折疊塌落區(qū)的壩袋翻向上游，折疊后按需要長(zhǎng)度翻向下游，對(duì)準(zhǔn)壩袋中心線和下游錨固線，上、下游一直安裝到邊墻水平段以下，為了減少壩袋折皺部分的拉平工作量，采取壩袋內(nèi)充水的方法。當(dāng)壩袋充脹到一定的高度后，即將壩袋內(nèi)的水全部放光，使壩袋按照預(yù)定的軌跡自然地平鋪在底板和兩端岸墻上，然后用葫蘆拉平就位掛在墻頂，從上游向下游、由中間向兩側(cè)、先中間后兩岸端的順序進(jìn)行錨固。無(wú)論采用何種錨固型式，袋布要拆疊、理順、墊平、不得用剪口補(bǔ)強(qiáng)處理。

一段壩袋的安裝工作全部完成后，可轉(zhuǎn)入下一個(gè)壩袋，以同樣的方法進(jìn)行安裝。

所有3個(gè)壩段的壩袋全部安裝完畢后，可組織安裝人員和質(zhì)檢人員進(jìn)行全面質(zhì)量檢查驗(yàn)收。

3.5 充排設(shè)備

壩袋充排水控制系統(tǒng)應(yīng)在壩袋安裝前完成，每跨壩袋均可單獨(dú)充水和排水，并設(shè)置備用充排水水泵。如果每跨壩袋充水、排水分別設(shè)置1臺(tái)充水泵、1臺(tái)排水泵，水泵臺(tái)數(shù)將達(dá)到8臺(tái)（含備用），設(shè)備、土建造價(jià)高且不利于布置和控制，因此采取每跨壩袋充水和排水共用水泵，只需4臺(tái)（含備用）水泵即可。

根據(jù)規(guī)范 “壩袋的充脹與排放所需時(shí)間必須與工程的運(yùn)用要求相適應(yīng)”，“國(guó)內(nèi)已建橡膠壩工程的統(tǒng)計(jì)，其充壩時(shí)間為（2～3）h，坍壩時(shí)間為（1～2）h”，“對(duì)建在行洪河道或溢洪道上的橡膠壩，由于有突發(fā)洪水的情況出現(xiàn)，如因排水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能及時(shí)坍壩，可能造成洪水漫灘或漫壩，由此帶來(lái)嚴(yán)重后果”，本工程橡膠壩坍壩時(shí)間初定為45min；充水工況和排水工況共用水泵，充壩時(shí)間同樣約45min。運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換通過(guò)水泵、閥門的操作來(lái)完成。

根據(jù)計(jì)算的水力參數(shù)，本階段選擇單級(jí)雙吸中開離心泵KQSN300-M27/223，臥式布置，流量（422～844）m3/h，揚(yáng)程（7～14）m，功率30kW，汽蝕余量4.3m。泵站總裝機(jī)功率120kW（含備用）。

3.6 電氣安裝

增城市西福河沙河坊攔河壩橡膠壩工程，其中設(shè)備有雙吸離心泵配30kW電動(dòng)機(jī)4臺(tái)，三用一備；排水泵4kW電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，一用一備；起重設(shè)備5kW電動(dòng)機(jī)1臺(tái)；通風(fēng)設(shè)備1kW電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)；10kV高壓電源從距原閘站約200 m的10kV專用電源點(diǎn)，用電纜引入控制樓內(nèi)的高壓室。為保證橡膠壩在塌壩時(shí)，3臺(tái)機(jī)組供電的可靠性，設(shè)1臺(tái)275 kW柴油發(fā)電機(jī)組作為本壩3臺(tái)水泵運(yùn)行的備用電源。

3.7 充水試驗(yàn)

壩袋安裝完成后做充水試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)第一次充水不應(yīng)充至設(shè)計(jì)高度，應(yīng)略低于設(shè)計(jì)高度0.5m左右。充水完成后停留一段時(shí)間，然后仔細(xì)對(duì)橡膠壩的各個(gè)部位進(jìn)行檢查，仔細(xì)記錄漏水處和不正?，F(xiàn)象，隨后將壩袋內(nèi)的水全部放光，處理漏水處和不正常的地方。并對(duì)上游的錨固楔塊重新敲打一遍，防止其受力后產(chǎn)生松動(dòng)。然后重復(fù)上述工作內(nèi)容直至橡膠壩充水正常。

4 結(jié) 語(yǔ)

本工程已于2010年4月15日通水，經(jīng)過(guò)試運(yùn)行，能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期效果。

橡膠壩在本工程中的應(yīng)用表明，作為低水頭的閘壩，該壩型與傳統(tǒng)的水閘相比，具有操作靈活，升降自如，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，且更利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，可供同類工程參考。