大伙房橡膠壩運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題及應(yīng)對措施探討

王秀紅

（遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順113007）

1 工程概況

大伙房橡膠壩位于大伙房水庫溢洪道和輸水道下游的河道上，在壩下河堤1 號堤1+090.000 樁號與3 號堤之間，是防止河床下切、保護(hù)防洪堤防穩(wěn)定的水利工程。大伙房橡膠壩采用充水式壩型，攔河建筑物由橡膠壩段和充排水泵房組成。工程攔河總長度430.0 m，壩高2.2 m，橡膠壩底板高程88.6 m，底板寬度為9 m，壩頂高程90.80 m，最高擋水位91.20 m。橡膠壩分為7 個(gè)壩段，6 個(gè)壩段單跨長64.0 m，1 個(gè)壩段單跨長17 m，為調(diào)蓄壩段。1 號堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇設(shè)計(jì)，3 號堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇設(shè)計(jì)。大伙房橡膠壩工程等別為Ⅵ等，主要建筑物級別為4 級。

橡膠壩底板采用c25 鋼筋混凝土，底板厚0.9 m。壩墩內(nèi)部留有溢流管，防止壩體沖水過量發(fā)生壩袋爆裂，溢流高程為91.68 m。壩袋錨固方式為雙錨固。壩袋膠布除滿足強(qiáng)度要求外，還具有耐老化、耐腐蝕、耐磨損、抗屈撓耐寒等性能。橡膠壩充水通過一根DN300 的管道從天然河道取水，然后通過一根直徑500 mm 的總管，和7 根DN250的支管送到各壩袋內(nèi)。橡膠壩排水，下游水位較低時(shí)，橡膠壩自流排水，下游水位較高時(shí)，則用水泵強(qiáng)排。

2 橡膠壩壩袋受力分析

壩袋充水時(shí)，袋壁承受經(jīng)向拉力，壩袋受力及相應(yīng)結(jié)構(gòu)型式如下：

1）壩袋內(nèi)壓比：a=H0/H1

式中：H0——內(nèi)壓水頭，H0=（91.68-88.60）m；H1——設(shè)計(jì)壩高，H1=（90.8-88.6）m。

經(jīng)計(jì)算得a=1.4。

2）壩袋內(nèi)力等相關(guān)分析按公式計(jì)算：

式中:T——壩袋徑向拉力。計(jì)算得T=21.78 kN/m。查充水式橡膠壩袋設(shè)計(jì)參數(shù)表得：

當(dāng)a=1.4 時(shí)，T/H12=0.45，S1/H1=1.641 9，S/H1=1.719 0，x0/H1=0.499 5，n/H1=1.118 0，R/H1=1.125 0，V/H12=1.553 0。

其中：S——下游壩面曲線段長度，S=3.78 m；S1——上游壩面曲線段長度，S1=3.61 m；x0——下游貼地段長度，x0=1.10 m；n——上游貼地段長度，n=2.46 m；R——上游壩面曲線段半徑，R=2.475 m；V——壩袋單寬容積，取7.52 m3/m。

計(jì)算得T=21.78 kN/m，與上述公式計(jì)算相同。

3 問題的提出

在幾年的運(yùn)行中，陸續(xù)出現(xiàn)一些問題，已經(jīng)影響橡膠壩的運(yùn)行。

1）橡膠壩底板低，底板高程與河床高程相同，汛期行洪后，泥砂淤積在上下游底板上，造成對壩袋的磨損；2）橡膠壩底板前無護(hù)坦后無消力池，造成前后淤積，壩袋充水過流時(shí)造成壩袋振動、拍打現(xiàn)象；3）每次充水到70%時(shí)要到每個(gè)壩袋兩端頂部排氣，如不及時(shí)排氣，在充脹壩袋時(shí)積聚空氣，形成局部鼓脹，增大袋壁拉力，在溢流時(shí)，由于壩頂局部鼓脹的影響，會形成偏流和引起壩袋振動，坍壩時(shí)壩袋坍不平，影響泄流；4）檢修、排氣難度大。因壩袋在河道中有430 m 長，而中墩頂（高程92.3 m）到壩袋頂部高度（90.14 m）過高，高差2.16 m，有時(shí)劃橡皮船，有時(shí)從翼墻翻下，自帶梯子等攀爬工具，完成七孔壩袋排氣要三、四個(gè)小時(shí)，耗費(fèi)體力和精力；5）因2010年及2013年渾河發(fā)生較大洪水，水庫頻繁泄洪，泄洪量較大，尤其是2013年洪水夾帶泥砂對中墩造成污染，對橡膠壩袋啟閉造成磨損；6）上游進(jìn)水井及下游排水口均在河道，埋在淤沙中，對運(yùn)行帶來影響；7）在橡膠壩出水口上游、垂直于橡膠壩水流方向有一條污水管線，對出水口及橡膠壩袋造成污染和淤積；8）壩袋頂過流大時(shí)易造成壩袋振動、拍打現(xiàn)象；9）壩袋充水存在過充現(xiàn)象，因監(jiān)測設(shè)備顯示為壓力值而非高程值，往往出現(xiàn)用溢流管控制壩袋的充啟高度。

4 應(yīng)對方案探討

結(jié)合橡膠壩結(jié)構(gòu)型式，針對運(yùn)行中出現(xiàn)的一系列問題，采取以下措施：1）針對淤積問題，因資金原因，橡膠壩下游沒有消能設(shè)施，在運(yùn)行前后都要進(jìn)行仔細(xì)檢查，及時(shí)清理底板上、壩袋上下游淤積物；2）定期清理河道進(jìn)水口，將垂直于橡膠壩出水口的污水管線進(jìn)行改線，引至下游河道，清理出水口，解決橡膠壩進(jìn)水和排水問題；3）為了減少壩袋與中墩的摩擦，用角磨機(jī)打磨中墩，環(huán)氧樹脂涂刷中墩，有效保護(hù)中墩，降低中墩與壩袋間摩擦；4）為了方便檢修及排氣，在每個(gè)中墩上修建了可以上下的爬梯，爬梯選擇兩段式，中間做馬鞍型爬梯，便于到壩袋上排氣，上游靠近壩袋處做固定式爬梯，解決了上下壩袋的難題，爬梯的位置和高度參考壩袋貼地長度和曲線段長度計(jì)算結(jié)果，既避免靠太近損傷壩袋，又避免太遠(yuǎn)上不去壩袋；5）為了減少壩袋振動和拍打，及時(shí)進(jìn)行人工排氣，加強(qiáng)充壩期間水位壓力、壩袋形態(tài)觀測，隨時(shí)掌握水庫泄流情況，當(dāng)壩袋溢流時(shí)，觀察壩袋運(yùn)行情況，溢流水深不要超過400 mm 運(yùn)行，對應(yīng)水庫泄流量為200 m3/s,泄流加大要及時(shí)進(jìn)行調(diào)流，可坍塌一孔或降低壩高運(yùn)行，當(dāng)水庫下泄流量超過500 m3/s 時(shí)要坍壩運(yùn)行；6）壩袋過充問題，從溢流管出水時(shí)，壩袋環(huán)向伸長后的壩高比設(shè)計(jì)壩袋高，致使壩袋強(qiáng)度超出計(jì)算強(qiáng)度，壩袋容易出現(xiàn)安全問題，運(yùn)行中在中墩上安裝了水尺，便于觀測水位高程，同時(shí)記錄下達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)相應(yīng)監(jiān)測設(shè)備壓力值，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格控制壩袋充啟高度，確保壩袋安全運(yùn)行。

5 結(jié) 語

大伙房橡膠壩是水庫用來解決河道下切滿足工程安全運(yùn)行的水工建筑物，橡膠壩的建成對改善城市生態(tài)環(huán)境，美化城市起到很大作用，通過幾年來的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)要注重橡膠壩的觀測與檢查，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)進(jìn)行處理，管養(yǎng)結(jié)合，這樣才能更好地發(fā)揮橡膠壩的功效。

［1］ 陸吾華,侯作啟. 橡膠壩設(shè)計(jì)與管理［M］.北京：中國水利水電出版社,2005.

［2］ 高本虎.橡膠壩工程技術(shù)指南［M］. 北京：中國水利水電出版社，2006.