伊通河綜合治理新型攔河建筑物

劉 健 許本成

（吉林省四平市水利勘測設(shè)計(jì)研究院 吉林四平 300456）

1 工程概況

伊通河發(fā)源于伊通滿族自治縣河源鎮(zhèn)青頂山，流域面積1108km2，流經(jīng)全縣4個(gè)鎮(zhèn)即河源鎮(zhèn)、營城子鎮(zhèn)、伊通鎮(zhèn)、馬安鎮(zhèn)，匯入長春市新立城水庫。伊通河伊通縣沿岸，是全縣國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要地帶，伊通河系飲馬河流域較大支流匯入第二松花江，屬松花江水系。伊通鎮(zhèn)是伊通滿族自治縣縣委縣政府所在地，該工程保護(hù)城區(qū)面積28.8km2。

工程建設(shè)的任務(wù)是以防洪為主，兼顧排澇，并結(jié)合城市發(fā)展、市政交通、環(huán)境美化、旅游景觀、生態(tài)保護(hù)等，是一項(xiàng)綜合整治工程。

為徹底改善伊通河生態(tài)環(huán)境，對整個(gè)流域進(jìn)行綜合治理，進(jìn)一步營造水面景觀，帶動沿岸經(jīng)濟(jì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，力求提高工程的綜合效益，使伊通河工程實(shí)現(xiàn)碧水綠帶生態(tài)效應(yīng)，設(shè)置攔河建筑物，攔蓄河水。

2 攔河建筑物優(yōu)化

2006年已批復(fù)的伊通河綜合治理原設(shè)計(jì)采用橡膠壩，橡膠壩是以高強(qiáng)力合成纖維為骨架，內(nèi)外涂敷橡膠為保護(hù)層，制成壩袋。止水效果好，抗震性能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝速度快，工期短等優(yōu)點(diǎn)，但橡膠壩方案在特大洪水的發(fā)生時(shí)坍壩較緩慢，只能破袋泄洪，二是易被漂浮物破壞，耐久性差。

而液壓升降壩具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）成本低

液壓升降壩總體成本低于同等規(guī)格的水閘、橡膠壩。活動壩部分與普通翻板門相同，比液壓翻板門低。固定堰頂部的寬度只要求與活動壩高度相等，因此，總體工程投資低。

2）液壓升降壩結(jié)構(gòu)堅(jiān)固可靠，使用壽命長

升起壩面后，形成一個(gè)穩(wěn)定的支撐墩壩結(jié)構(gòu)，一個(gè)固定的三角支撐，力學(xué)結(jié)構(gòu)最科學(xué)，抗洪水沖擊的能力強(qiáng)。使用壽命50年以上。

3）液壓升降壩的泄洪能力強(qiáng)

活動壩面放倒后，壩面只高出固定堰頂部20cm，泄洪效果好。即使是特大洪水，也基本沒有影響。行洪過水、沖砂、排漂浮物效果都好。

4）液壓升降壩自動化程度高

采用浮標(biāo)開關(guān)控制，操作液壓系統(tǒng)，達(dá)到無人管理，根據(jù)洪水漲落，實(shí)現(xiàn)活動壩面的自動升降。

5）密封止水效果好，維護(hù)管理費(fèi)用低

液壓升降壩的密封止水好，部件經(jīng)久耐用，更換容易，費(fèi)用不大。

6）壩形美觀，人造瀑布

壩體可以采用弧形設(shè)計(jì)。壩面可噴色彩、圖案。活動壩面高度可隨意調(diào)節(jié)。有漂浮物時(shí)，只要操控一下液壓系統(tǒng)，即可輕松地沖掉，使河水清澈。上游水量較大時(shí)形成瀑布景觀和水簾長廊奇觀，可供游人觀賞。通過人工操作，可以任意升降活動壩體，使人造瀑布產(chǎn)生花樣動感，形成新的旅游看點(diǎn)。

對以上兩方案進(jìn)行方案比較，列表如下：

表1 閘型方案比較表

液壓升降壩較橡膠壩＋沖砂閘投資約減少300萬元，所以從經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行、管理等方面，液壓升降壩都具有優(yōu)勢，所以優(yōu)化選擇液壓升降壩。

3 液壓升降壩工作原理

1）采用一排液壓缸直頂以底部為軸的活動攔水壩面的背部，實(shí)現(xiàn)升壩攔水，降壩行洪的目的。

2）采用一排滑動支撐桿支撐活動壩面的背面（注：工程照片上采用的是H形活動雙桿支撐，以后工程都采用滑動單桿支撐更牢固），構(gòu)成穩(wěn)定的支撐墩壩。

3）采用聯(lián)動鋼鉸線帶動定位銷，形成支撐墩壩固定和活動的相互交換，達(dá)到固定攔水，活動降壩的目的。

4）采用浮標(biāo)開關(guān)，控制操作液壓系統(tǒng)，達(dá)到無人管理，根據(jù)洪水漲落，實(shí)現(xiàn)活動壩面的自動升降。

4 液壓升降壩建成后對河道的影響

壩底板較主河槽抬高0.3m，對河道其它斷面均無影響。液壓升降壩建成后，河道水面線基本無變化。所以對河道行洪基本無影響。

壩建成蓄水后，改變河道天然流態(tài)，影響下游水文站正常觀測?？蓪⑺恼疽浦梁拥郎嫌斡^測。

5 液壓升降壩運(yùn)行原則

運(yùn)行原則：控制水位為240.80m。當(dāng)壩前水位低于控制水位240.80m，即河道來流量Q＜261m3／s時(shí)，液壓升降壩正常擋水；當(dāng)壩前水位高于控制水位240.80m，即河道來流量Q＞261m3／s時(shí)，降壩行洪。

6 40＋750液壓升降壩工程總體布置

1）上游連接段。進(jìn)口段鋼筋混凝土護(hù)坦長10m，壩護(hù)坦底高程為237.74m，底板厚0.5m。鋼筋混凝土護(hù)坦前設(shè)100m防滲鋪蓋，結(jié)構(gòu)為0.3m厚石籠、0.1m厚碎石、二布一膜。進(jìn)口邊墻結(jié)構(gòu)形式同標(biāo)準(zhǔn)護(hù)岸段。

2）壩段。設(shè)計(jì)壩高為1.5m，壩段長4.5m。壩底板高程為238.04m，高于主槽0.3m。

3）消力池段。壩消能方式選用底流式消能，消力池段長7.5m。消力池采用挖深式，消力池底板高程236.84m，池深0.9m，池長7.5m，池底板厚0.6m。

4）海漫段。消力池末端設(shè)20m海漫，結(jié)構(gòu)為0.3m厚石籠、0.1m 厚碎石、無紡布一層，末端設(shè)1.5m深防沖齒墻及0.5m寬拋石。海漫段擋墻同下級標(biāo)準(zhǔn)段擋墻。

5）控制室設(shè)計(jì)?？刂剖以O(shè)于堤防左側(cè)，面積為20m2，磚混結(jié)構(gòu)，做為操作控制、管理及電器儀表設(shè)置使用。

7 穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)計(jì)算

表2 壩底板正常運(yùn)用時(shí)抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表

結(jié)論：抗滑穩(wěn)定。

基底應(yīng)力計(jì)算計(jì)算公式及方法同防洪墻。計(jì)算結(jié)果見下表。

表3 液壓升降壩完建期底板荷載應(yīng)力計(jì)算成果表

基礎(chǔ)應(yīng)力均小于地基允許值，且不會發(fā)生不均勻沉降。

8 結(jié)論

升降壩是一種新型的蓄水建筑物，成本低、使用壽命長、液壓升降壩的泄洪能力強(qiáng)、液壓升降壩自動化程度高、壩形美觀，運(yùn)行效果好，可為其他工程提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。