淺談承德武烈河橡膠壩優(yōu)化設(shè)計

李靜　趙利

摘 要：隨著水利建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，橡膠壩作為一種新型水工建筑物廣泛的應(yīng)用在城市河道生態(tài)景觀治理中，它獨特的結(jié)構(gòu)方式不僅資金投入小、造型優(yōu)美、運營管理靈活方便，還將生態(tài)、社會、景觀效益等優(yōu)點集于一身，在我國城市生態(tài)景觀建設(shè)中顯示了不可替代的作用。武烈河橡膠壩是承德市區(qū)一項集改善生態(tài)環(huán)境、美化城市景觀、娛樂為一體的社會公益工程。延長橡膠壩工程的使用壽命，使其更好的發(fā)揮其生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，這就需要從工程總體布局、具體的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新。文章筆者通過多年的橡膠壩規(guī)劃設(shè)計、運行管理，從一些方面對橡膠壩優(yōu)化設(shè)計提出了優(yōu)化設(shè)計思路，供設(shè)計等單位借鑒、參考。

關(guān)鍵詞：武烈河；橡膠壩群；使用壽命；設(shè)計優(yōu)化

承德市通過武烈河水環(huán)境及防洪工程規(guī)劃，自1989年至2007年在市區(qū)段武烈河建成十二道梯級橡膠壩群，現(xiàn)在十二道橡膠壩庫區(qū)水面及兩岸景觀工程已成為廣大市民生活及休閑的必經(jīng)之所，是中外游客進(jìn)出承德市區(qū)的第一視野，水環(huán)境已日益彰顯出“招商引資的品牌”、“城市環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)志”、“拉動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力”、“城市旅游的窗口”等四大效應(yīng)。240萬平方米的庫區(qū)水面，12公里長的水景長廊，把承德打造成了東方的“威尼斯”，締造出“水在城中，城在水中”的塞外美景。本文通過作者20多年橡膠壩運行管理經(jīng)驗，對橡膠壩工程的幾個設(shè)計改進(jìn)提出一些自己的看法和設(shè)計優(yōu)化思路。

一、橡膠壩工程概況

承德市武烈河橡膠壩工程從1989年開始建設(shè)，至2007年7月20日全部竣工。在武烈河市區(qū)段建成的12道橡膠壩，形成12公里長、水面面積240萬平方米的全國最大橡膠壩群之一。第一至六道橡膠壩工程從1989年開工，2006年9月竣工，歷時17年，完成了安遠(yuǎn)廟大橋至半壁山段六道梯級橡膠壩工程建設(shè)，形成水面120萬平方米，總庫容100萬立方米。武烈河半壁山至武烈河口7至12道橡膠壩工程從2007年4月開工建設(shè)，至7月20日全部立壩蓄水。臨水兩岸建成16萬平方米的濱河綠化景觀長廊。武烈河橡膠壩群的建成，大大提高了城市品味，其生態(tài)、社會、景觀效益非常明顯，不僅改善了市區(qū)環(huán)境，而且保障了市區(qū)地下水補(bǔ)充，確保了市區(qū)企事業(yè)單位和居民的用水需要。

二、存在的問題

（一）充排水管道老化現(xiàn)象日益嚴(yán)重

橡膠壩的設(shè)計運行年限一般在15-20年，經(jīng)過正常的安全運行，橡膠壩工程到了設(shè)計運行年限，可以根據(jù)實際情況對地面以上工程部分進(jìn)行更新改造，如橡膠壩袋更換、錨固更新、電氣系統(tǒng)更新、泵房內(nèi)機(jī)泵及供排管道維護(hù)更新等。但是橡膠壩底板以下埋設(shè)的供排水管道是無法更新的，也就是說成為了一次性工程。如果這些供排水管道出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致投資上千萬元的橡膠壩工程無法正常運行。武烈河第二、四道橡膠壩建于80、90年代，至今已運行二十多年。由于多年的連續(xù)運行，尤其是冬季運行，底板下的充排水管道經(jīng)過長期的凍融，冰體的擠壓，管道的銹蝕，使得管道出現(xiàn)了破損漏水現(xiàn)象?，F(xiàn)在運行的第四道橡膠壩這種現(xiàn)象非常嚴(yán)重，現(xiàn)在左側(cè)淺槽橡膠壩袋8小時下降30厘米，經(jīng)檢查橡膠壩袋、錨固槽、泵房內(nèi)管路閘閥等都無問題，確定是橡膠壩底板下埋設(shè)的供排水管道漏水所致。另外，有些橡膠壩的充排水管道由于自身存在的缺陷，如管道砂眼、接口松動等原因，再有就是回填料中大的礫石、塊石對管道擠壓造成破損等，也存在著管道漏水的現(xiàn)象。如要檢修，就得將上面的橡膠壩袋、底板等拆除，開挖找出破損的充排水管道，其工程量與資金的投入很大，而且對橡膠壩工程的整體性也會產(chǎn)生很大影響。

（二）附屬設(shè)施制約安全運行管理

承德市區(qū)和各縣區(qū)以及周邊的地區(qū)所修建的橡膠壩，在泵房設(shè)計上到目前為止還是千篇一律的采用樓梯上下（形式上武烈河第二道橡膠壩采用的是圓形鐵質(zhì)樓梯，第三、四、五道橡膠壩采用的是直上式鐵質(zhì)樓梯，第六至十二道橡膠壩采用的是直上式鋼筋混凝土），吊物孔吊運物品的形式，20多年來沒有優(yōu)化設(shè)計更新，在實際運行使用上存在很多問題。一是占用空間很大；二是景觀性較差；三是運行中存在一定的危險。

（三）充水水源不足，給正常立壩蓄水帶來困難

承德市由于城市人口的增加，企事業(yè)單位用水量的增大，造成地下水的開采量增大，使得城區(qū)的地下水位下降。另外，由于武烈河橡膠壩供水井的設(shè)計和施工等原因，造成現(xiàn)在運行的橡膠壩供水井出水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到使用要求。使得按設(shè)計要求本應(yīng)該3-4小時充滿的一道橡膠壩，由于以上原因，就需要10小時甚至20小時才能充滿一道橡膠壩的三個壩袋。這就使得遇緊急指令時不能按時完成蓄水任務(wù)，也給正常升壩蓄水工作帶來困難。

三、優(yōu)化設(shè)計思路

通過這些年來的運行管理，對上述問題提出自己的一些思路和想法。

（一）充排水管道檢修廊道的設(shè)置

在橡膠壩底板下原充排水管道位置改為充排水檢修廊道，將充排水管道置于廊道內(nèi)，廊道進(jìn)口設(shè)在泵房內(nèi)并設(shè)置密封艙門。其優(yōu)點：一是便于管道的維護(hù)維修及破損管件的更換。二是檢修廊道可為過河管線提供路由。三是檢修廊道可與橡膠壩底板一體設(shè)計，起到防滲墻的作用，并增大橡膠壩工程的穩(wěn)定性。

對于有深淺槽設(shè)置的橡膠壩，廊道在深槽壩段向下游連接設(shè)置一排水井，安裝排水泵，一是可用于檢修時排除廊道內(nèi)積水，以利于充排水管道的維護(hù)維修和更換；二是也可用于深槽壩段底板、橡膠壩袋等檢修時施工排水。

（二）優(yōu)化設(shè)計思路，改進(jìn)泵房內(nèi)部設(shè)計

對于現(xiàn)在建成運行的武烈河橡膠壩，外部設(shè)計漂亮了，有品味了。內(nèi)部的運行操作系統(tǒng)也實現(xiàn)了自動化。但是泵房的內(nèi)部設(shè)計還需要進(jìn)一步優(yōu)化，優(yōu)化方案是取締吊物孔和樓梯的原始設(shè)計，改為升降電梯和設(shè)置緊急情況檢修爬梯。其優(yōu)點：一是有利于工作人員上下操作檢修、運送工具管泵件等，使得人員運行操作、維護(hù)維修器材運送更加快捷便利。二是減少占用空間，使得泵房內(nèi)部設(shè)計更加合理、美觀。三是有效保障操作和檢修人員上下泵房的安全。

（三）對于武烈河橡膠壩供水井出水量不足的問題

通過運行管理的實踐經(jīng)驗，在橡膠壩立壩蓄水時，都要首先把幾段壩袋均勻立起一定的高度，使得庫區(qū)蓄水位升高，供水井集水能力加大，從而保證供水井出水量達(dá)到使用要求。但是要保證初始立壩的出水量也是一個難題，通過借鑒水利展覽中的節(jié)水措施，可以通過加裝充壩備用水池，以補(bǔ)充地下水位過低集水井水量不足。其優(yōu)點：一是在供水井出水量不足時給予補(bǔ)充，首先保障初始立壩的用水量；二是順應(yīng)節(jié)水理念，在落壩時通過管路將橡膠壩袋內(nèi)的水存儲在備用水池中，循環(huán)利用水資源；三是利用過濾裝置收集雨水，充分利用水資源。

四、結(jié)語

采用合理、科學(xué)、實用的設(shè)計思想，才能確保橡膠壩工程具有先進(jìn)性、實用性，才能方便工程運行管理的需要，盡量延長橡膠壩工程的使用壽命，最大程度的發(fā)揮橡膠壩工程的綜合效益，做好橡膠壩工程的優(yōu)化設(shè)計，對于推廣橡膠壩新技術(shù)，確保工程美觀、安全運行，非常必要。