曹妃甸濕地液壓壩設(shè)計

□聶欣宇

本工程作為曹妃湖與曹妃北湖連通渠上節(jié)制工程，應(yīng)具備雙向擋水及通航功能，本文針對工程功能要求，通過多方案篩選，確定工程方案為液壓壩方案，實施后效果好，起到了節(jié)制閘的作用，同時又達到了行船通航觀光游覽的目的，為同類工程的實施提供了有效的借鑒經(jīng)驗。

1.基本情況

工程項目位于曹妃甸區(qū) （原唐海縣）濕地公園范圍內(nèi)，連接曹妃湖（原七農(nóng)場平原水庫）與曹妃北湖，在兩湖間新建連通渠道，渠道底款15～42m，具備通行船航觀光游覽功能要求，為分割兩湖水體，在連通渠道上樁號0+850處新建節(jié)制工程一座，該處渠道底款24 m。該節(jié)制工程可雙向擋水，具有調(diào)節(jié)兩湖水位、保證兩湖區(qū)檢修清淤及避免曹妃湖高水位運行時影響曹妃北湖的功能。

2.設(shè)計思路及設(shè)計過程

2.1 設(shè)計思路

本著工程功能的需要首先選擇具備雙向擋水的水工建筑物且具備通航功能，為此選擇液壓壩和橡膠壩作為本工程的比選方案。

方案一：液壓壩；方案二：橡膠壩。兩方案比選見表1。

工程連通渠上節(jié)制工程要求通航，且具備分割兩湖水體功能，需長期保持升壩狀態(tài)，在游船通過時，經(jīng)常升壩、塌壩，對升壩、塌壩時間要求不要太長，故針對此工程橡膠壩升壩、塌壩時間長，不適宜本工程。經(jīng)綜合比選，選擇方案一。

液壓壩工作原理：

表1 節(jié)制工程方案比選表

二是采用一排滑動支撐桿支撐活動壩面的背面構(gòu)成穩(wěn)定的支撐墩壩。

三是采用聯(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，達到固定攔水、活動降壩的目的。

四是采用浮標(biāo)開關(guān)，控制操作液壓系統(tǒng)，達到無人管理，根據(jù)洪水漲落，實現(xiàn)活動壩面的自動升降。

2.2 設(shè)計過程

第一，工程地質(zhì)。

場地土地質(zhì)成因是由第四系沖洪積而成。本次勘察查明，在鉆探所達深度范圍內(nèi)，場地地層按地層巖性、物理力學(xué)性質(zhì)自上而下分為7個工程地質(zhì)主層，其分述如下：

①素填土(Q4ml)

②1粉土(Q4m)：

林地除草未進行徹底清除，致使雜草叢生；在整形修剪方面，未及時進行幼樹的整形修剪，或修剪不達標(biāo)，枝條橫生、叢生，導(dǎo)致一些幼樹透氣性較差，影響正常生長。

②2粉砂(Q4m)

②3淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土(Q4m)

②粉質(zhì)黏土(Q4m)

③粉土(Q4m)：

④粉砂(Q4m)

⑤粉質(zhì)黏土(Q4m)

⑤1粉砂(Q4m)：

地基承載力特征值的確定：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗及室內(nèi)土工試驗，并結(jié)合唐山地區(qū)的經(jīng)驗，經(jīng)綜合分析結(jié)果見表2。

表2 地基承載力特征值

工程持力層地基選在第二層上，地基承載力為80kPa。

第二，設(shè)計基本參數(shù)。

主要設(shè)計技術(shù)參數(shù)如下：

設(shè)計水位：2m

壩底高程：-1m

壩頂高程：2.5m

工程設(shè)計寬度：24m

第三，液壓壩設(shè)計。

工程在連通渠樁號0+850處新建液壓壩一座，液壓壩由液壓設(shè)備、支撐桿及鋼制擋水壩等組成，鋼制擋水壩每6m一扇，共計4扇，每扇均可單獨起降，起降均靠液壓設(shè)備升降，下游鋼制支撐桿及液壓桿支撐壩體。

液壓壩高3.5m,液壓壩垂直于水流方向長24m，底板順?biāo)鞣较蜷L8m，底板厚度1.5～2m，兩側(cè)為鋼筋混凝土岸墻，墻高4m,由于兩湖補水均由曹妃湖側(cè)提水泵站補給，水流會對曹妃北湖側(cè)造成沖刷，故本次工程只在曹妃北湖側(cè)設(shè)置消力池，經(jīng)計算消力池長12m,池深0.5m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度0.5m，兩側(cè)為鋼筋混凝土擋土墻，墻高4.5m，消力池下分別設(shè)4.8m長漿砌石海漫及5m長干砌石海漫，厚度均為0.5m，兩側(cè)為漸上式漿砌石重力式擋土墻，墻高 4.3m～0.5m,曹妃湖側(cè)設(shè) 4.8m長漿砌石及8m長鋼筋混凝土鋪蓋，厚度均為0.5m，漿砌石鋪蓋兩側(cè)為漸上式漿砌石重力式擋土墻，墻高4.3m～0.5m,混凝土鋪蓋兩側(cè)為鋼筋混凝土擋土墻，墻高4.3m。

在液壓壩左岸新建工作用房兩間，一間為操作用房，一間為管理人員休息用房，房間面積50m2。

電氣設(shè)備布置于操作房中，采用遠程自動化設(shè)備，實現(xiàn)壩體升降自動化管理。

3.設(shè)計效果及運用建議

3.1 設(shè)計效果

工程實施后，該液壓壩將長期淹沒于水中，曹妃湖與曹妃北湖水面高程均為2m，液壓壩頂高程為2.5m,該壩的建成很好的起到了分割水體作用，滿足兩湖通船要求，達到了工程實施的目的。

3.2 運用建議

在兩湖水位齊平時液壓壩升壩運行，起分割水體作用，當(dāng)游船需要通過時塌壩運行，塌壩時間10min左右，待游船通過后升壩運行?！?/p>