淠河六安城北橡膠壩的設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)與創(chuàng)新

李華偉 趙百營 郭 飛

一、工程概況

淠河六安城北橡膠壩工程位于淠河中游滬蓉高速公路橋下游約600m處，該工程具有改善水生態(tài)環(huán)境、回補(bǔ)地下水等綜合功能。該橡膠壩樞紐工程為Ⅲ等中型工程，包括橡膠壩、充排水泵房、調(diào)節(jié)閘、上下游引河及左右岸導(dǎo)流堤等部分。

壩基持力層為第②層細(xì)砂，厚2.30～5.60m，存在輕度液化問題，下臥層為第③層粗砂、中砂夾礫石層，厚1.50～5.30m；第④層粉質(zhì)粘土夾礫石層，厚1.50～2.70m；第⑤層礫砂、圓礫，厚6.30～11.40m；第⑥層全、強(qiáng)風(fēng)化砂巖。

工程建成后，蓄水回水至上游中壩，回水長度9.3km，形成水面面積約5.84km2，蓄水量達(dá)2000 萬m3，淠河城區(qū)段生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步改善，是創(chuàng)建人水和諧、宜居宜商、生態(tài)園林城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施工程。

二、設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)

（1）壩址區(qū)河道寬闊，河道主槽偏右岸，如何進(jìn)行合理的總體布置，既滿足工程蓄水要求，減少塌壩頻率，又不影響行洪；同時淠河河道為砂質(zhì)河床，總體布置還要盡可能地避免河道淤積問題。

（2）受采砂影響，壩址區(qū)河道河床起伏較大，局部采砂坑深達(dá)10m，砂質(zhì)河床，抗沖能力差，根據(jù)調(diào)研，許多橡膠壩工程出現(xiàn)險情多因下游防沖措施不足，導(dǎo)致下游河道下切，溯源沖刷防沖槽及海漫，以致威脅消力池及壩體的安全。因此，如何解決河道沖刷問題，保證工程安全，是該工程設(shè)計(jì)的又一難點(diǎn)。

（3）壩址區(qū)河道采砂坑深淺不一，壩底板局部位于回填細(xì)砂層，存在輕度液化問題，且地基易產(chǎn)生不均勻沉降，如何科學(xué)合理地解決這些問題，是該工程的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

（4）壩基持力層為細(xì)砂，滲透系數(shù)大，為強(qiáng)透水層，如何進(jìn)行防滲處理，是該工程成敗的關(guān)鍵。

（5）工程位于六安市淠河城區(qū)段，六安市為國家級園林城市，如何將建筑與景觀結(jié)合起來，是該工程設(shè)計(jì)的又一重點(diǎn)。

三、技術(shù)創(chuàng)新

1.總體布置科學(xué)合理，調(diào)度運(yùn)用靈活方便

該工程采用橡膠壩和調(diào)節(jié)閘結(jié)合布置的方案，根據(jù)現(xiàn)狀主泓偏右岸的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)閘布置在河道右岸主槽部位，根據(jù)淠河非汛期流量，結(jié)合橡膠壩檢修和調(diào)度要求，調(diào)節(jié)閘共布置3 孔，單孔凈寬6m，三孔一聯(lián)總長22.4m；橡膠壩和調(diào)節(jié)閘之間布置分流島，水流流態(tài)平順，在分流島中部布置泵房，節(jié)約空間，橡膠壩共6 跨，每跨長88.0m，橡膠壩段總長535.5m；整體布置錯落有致，美觀大方；同時在運(yùn)用過程中，中小洪水情況下，可充分利用調(diào)節(jié)閘下泄上游來水，避免頻繁塌壩，并有利于沖砂和方便檢修，工程運(yùn)用靈活方便。

2.復(fù)雜河床條件下的混凝土板樁墻防沖技術(shù)，解決河道下游溯源沖刷問題

鋼筋混凝土防沖墻防沖技術(shù)系利用鋼筋混凝土板樁支護(hù)來防止下游河道沖刷影響海漫及護(hù)底安全，該方案具有防沖效果好，施工方便等優(yōu)點(diǎn)，城北橡膠壩消能防沖條件惡劣，且下游挖砂嚴(yán)重，為防止沖刷對海漫、護(hù)底造成破壞，下游防沖設(shè)施采用鋼筋混凝土板樁墻與拋石防沖槽相結(jié)合的防沖方案，板樁墻布置在海漫末端，根據(jù)地質(zhì)情況，結(jié)合沖刷計(jì)算成果，設(shè)計(jì)板樁墻厚0.5m，墻深15.5m，墻頂布置帽梁，該方案徹底解決了下游消能防沖和下游河床下切問題。

3.強(qiáng)夯和振沖擠密法聯(lián)合運(yùn)用，解決松散壩基穩(wěn)定及地基承載力問題

針對該工程地基為砂基，地基受河道采砂擾動大、承載力低、地基不均勻等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用強(qiáng)夯法和振沖法結(jié)合進(jìn)行地基處理，對河道深泓及采砂深坑等進(jìn)行振沖處理，其他承載力不滿足設(shè)計(jì)要求部位進(jìn)行強(qiáng)夯法處理。強(qiáng)夯處理設(shè)計(jì)有效加固深度7.5m，按先點(diǎn)夯、后滿夯的工藝組合進(jìn)行施工，點(diǎn)夯單擊夯擊能3000kN·m，滿夯單擊夯擊能1500kN·m；滿夯分兩遍完成，每遍兩擊，滿夯夯點(diǎn)搭接1/4錘徑；施工前先進(jìn)行現(xiàn)場試夯，確定夯點(diǎn)間距、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯擊沉量及間隔時間等設(shè)計(jì)參數(shù)。振沖樁設(shè)計(jì)樁徑1.0m，樁底高程17.50m，樁間距2.5m×2.5m，振沖樁填料采用粗砂；振沖機(jī)械暫采用ZCQ75C 型潛水振沖器，功率為75kW；施工前先進(jìn)行現(xiàn)場工藝試驗(yàn)，合理確定加密電流、加密段長度、留振時間等有關(guān)技術(shù)參數(shù)，并經(jīng)檢測確認(rèn)施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行振沖施工；振沖段屬填方段，為確保振沖加固效果，回填時填至建基面以上不小于2.0m。工程處理后，經(jīng)檢測，地基承載力及沉降滿足設(shè)計(jì)要求，輕度液化問題同時也得到解決。

4.混凝土防滲墻處理砂基滲漏技術(shù)

該工程砂基滲透系數(shù)大，壩基滲漏量大，根據(jù)工程特點(diǎn)，采用混凝土防滲墻對壩基進(jìn)行截滲處理，設(shè)計(jì)防滲墻厚0.4m，墻體滲透系數(shù)不小于2×10-7cm/s，防滲墻頂通過止水與上部結(jié)構(gòu)連接，墻底進(jìn)入全風(fēng)化巖層不小于0.5m。工程處理后，經(jīng)檢測，地基滲透穩(wěn)定及滲流量滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

5.建筑風(fēng)格創(chuàng)新

在建筑風(fēng)格上，該工程的建筑風(fēng)格與周圍城市環(huán)境和諧統(tǒng)一，將六安園林城市建設(shè)融入建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格當(dāng)中，傳承六安地域文化、創(chuàng)新建筑風(fēng)格，創(chuàng)造具有時代性和民族性的建筑新風(fēng)格，在建筑外形上及建筑色彩搭配上大膽創(chuàng)新，運(yùn)用一系列的手段，通過點(diǎn)、線、面及色彩組合等，將城北橡膠壩建成六安市一道具有特色的亮麗風(fēng)景。

四、結(jié)語

淠河六安城北橡膠壩工程因受選址、布置、流態(tài)、地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、施工及運(yùn)用等多種不利因素影響，致使設(shè)計(jì)難度大。通過采用科學(xué)合理的選址和總體布置方案，并根據(jù)地質(zhì)情況，上游采用混凝土防滲墻解決壩基滲漏問題，下游采用鋼筋混凝土板樁墻防止下游河道沖刷影響工程安全，對軟弱砂基采用強(qiáng)夯法和振沖法結(jié)合處理，同時在建筑風(fēng)格上大膽創(chuàng)新，與周圍城市環(huán)境和諧統(tǒng)一，取得了顯著成效■