太原汾河景區(qū)橡膠壩的運(yùn)行管理和維護(hù)

李 佩 璘

(太原市汾河景區(qū)管理委員會，山西 太原 030009)

現(xiàn)在的太原汾河景區(qū)在20世紀(jì)末開始實(shí)施治理美化工程時，就選用了大型水利工程器械橡膠壩。橡膠壩是20世紀(jì)50年代高分子合成材料出現(xiàn)后應(yīng)運(yùn)而生的建筑工程產(chǎn)物。原材料是先用高強(qiáng)力的合成纖維織物建成受力骨架，再在其內(nèi)外涂敷上復(fù)合橡膠構(gòu)成黏結(jié)保護(hù)層，然后把這種特殊的膠布型的織物加工成適合需求的壩袋，按設(shè)計所需錨固在混凝土的基礎(chǔ)底板上，并使之成為封閉袋形，之后用氣或水沖脹形成擋水壩。

1 橡膠壩的性能優(yōu)勢

橡膠壩的優(yōu)勢，在于它在控制水流方面有極大的靈活性、高效性。它可以根據(jù)當(dāng)時需要泄空壩袋內(nèi)的水或氣，恢復(fù)河水的過流斷面。橡膠壩主要適用作為河道上跨度較大、水頭較低的滾水壩或溢流堰，在河道中可用作分水、進(jìn)水、節(jié)制等不同作用閘型。它的壩頂又可以溢流，可按水情需要隨時調(diào)節(jié)壩的高低，方便地蓄水和調(diào)節(jié)流量、水位。這便于生態(tài)蓄水、防汛泄洪、園林景觀等廣泛應(yīng)用。它安裝有電動控制閥，開啟較為迅速，止水不漏水不阻水，不縮小原有河道的過水?dāng)嗝?。溢流時不需要取土筑堰而保持河道清潔，這可以節(jié)約勞力及成本，縮短工期。這些優(yōu)勢也為對它的管理和維護(hù)帶來了方便。

2 汾河太原段治理美化工程中橡膠壩的布局和運(yùn)行

從晉北管涔山發(fā)源的汾河，上游流經(jīng)山區(qū)，進(jìn)入中游太原城北的上蘭村，而后出山流入太原盆地，從北向南縱貫了太原城區(qū)，形成了汾河太原城區(qū)段。無疑，它是太原城區(qū)防洪泄洪的主渠道。20世紀(jì)50年代末和90年代末，為了防洪防災(zāi)，國家先后修建了容量很大的汾河水庫和汾河二庫。但由于氣候的原因，太原是一個嚴(yán)重少雨缺水的城市，所以，在汾河治理美化前數(shù)十年間，這段汾河除了暴雨集中頻發(fā)的雨季洪水咆哮奔騰外，基本上都是呈現(xiàn)著干涸臟污，面目滄夷的自然河道。1998年，太原市政府為了適應(yīng)騰飛發(fā)展的太原，決心蓄水治理美化這段汾河，開始實(shí)施這一百年大計工程。

蓄水治理和泄洪排澇是這段工程的兩大基本中心任務(wù)，圍繞景區(qū)總體設(shè)計規(guī)劃作了精良的布局。河道中部主河道，為蓄水的主河槽，寬約300 m，主河道東西兩側(cè)地下是東西兩條暗涵，主要接收邊山支溝雨水和城市污水，排入下游污水處理廠凈化處理。依據(jù)基本中心任務(wù)，便選用了最具優(yōu)勢功能的橡膠壩。

現(xiàn)在景區(qū)主河道共布建了7條橡膠壩。一期治理工程建有4條壩，蓄水分成3個蓄水池。1號、2號、3號橡膠壩長均為226.8 m，高2.5 m,蓄水池面積均約為44萬m2，蓄水量均約為80萬m3，4號橡膠壩長為242.8 m，高2.5 m，蓄水面積約為69.8萬m2，蓄水量約為141萬m3。這4條壩建在勝利橋至南內(nèi)環(huán)橋之間，這段主河道實(shí)際是半槽蓄水。因?yàn)樵谶@之間主河道的南北向又建筑了一道中隔墻(2018年改建為中隔堤)，把6 km的主河槽分成兩條渠：清水渠(寬約220 m)和渾水渠(寬約80 m)。清水渠蓄存清水，由上述4條主壩分段隔開，而渾水渠則是日常小流量的行洪道，首尾是1號、4號主壩旁分別續(xù)接的1號、4號副壩，渠中間不設(shè)壩，獨(dú)立成渠，完成自身職能。

二期南延工程又續(xù)建了三條橡膠壩，實(shí)行了全槽蓄水。依然根據(jù)河道寬度，河槽的深度、坡度、實(shí)際需要合理設(shè)壩， 5號和7號橡膠均為壩長290 m，高3.5 m； 6號橡膠壩長為298 m，壩高4 m。各壩蓄水面積和蓄水量也略有差別。主河道里設(shè)了7條壩分槽蓄水，這是一種梯級設(shè)壩方式，是因?yàn)楸阌诠こ踢\(yùn)行管理，不但對蓄水泄洪水量水位便于控制，而且對于洪水泄入河道的同時帶入的大量泥沙，便于清淤、運(yùn)淤，減少對景觀和市容的不利影響，減少塌壩清淤會造成水體過多的浪費(fèi)和補(bǔ)水困難。布設(shè)7條橡膠壩，將整個主河道分成7個蓄水人工湖，平日立壩蓄水，保持常年有水，干燥缺水的太原，曠世紀(jì)地出現(xiàn)的這樣一條寬闊而縱貫全城的壯美河流，灌養(yǎng)了園林，潤濕了空氣，大大改善了生態(tài)環(huán)境，人們有了難能可貴的親水機(jī)緣和美好的景觀享受。

太原市屬于暖溫帶干旱大陸性氣候區(qū)，除雨季幾場集中的暴雨外，一年四季最顯著的就是干燥。太原年平均蒸發(fā)量1 822 mm。建國后，平均降水量為467.1 mm/年，人均水資源為173 m3，僅占全國平均水平的8.4%。所以除雨季外，補(bǔ)水是景區(qū)蓄水池一項(xiàng)長期常態(tài)化的管理任務(wù)。景區(qū)制定了良好的監(jiān)測水流、水位和補(bǔ)水制度，橡膠壩良好的運(yùn)作保證了池水的適當(dāng)蓄水量。

太原雨季在6月份～9月份，降水量約占全年的70%。平常少雨干旱，暴雨常常集中在此時襲來。太原市區(qū)是盆地形，三面環(huán)山，河溝短，坡度大，硬化面積越來越大，汛期暴雨來臨，雨水迅速從邊山支溝匯集滾滾而來，這也是汾河景區(qū)關(guān)系到太原幾百萬人民生命財產(chǎn)安全的首要任務(wù)。這時景區(qū)在市防汛辦、景區(qū)指揮部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，嚴(yán)格、緊急實(shí)施抗洪搶險預(yù)案，統(tǒng)一指揮，有計劃進(jìn)行塌壩運(yùn)行，先依據(jù)暴雨時間、雨水量決定塌壩高度和時間，確保泄洪通暢；當(dāng)特大暴雨來臨，預(yù)測流量大于400 m3/s，7條橡膠壩全部塌壩運(yùn)行，并接受上級指示，組織全體員工搶險排洪，確保泄洪暢通和城市安全。

3 太原汾河景區(qū)對橡膠壩的管理和維護(hù)

橡膠壩是景區(qū)水利工程的核心。景區(qū)橡膠壩工程建成之后，管理和維護(hù)就成為常態(tài)化的重任。管理人員經(jīng)常對橡膠壩工程的壩體、壩袋、供電設(shè)施、主要機(jī)泵設(shè)備、供排水管道、充放水電動閘閥、排水閘閥、河床沖淤變化等進(jìn)行檢查。檢查壩袋表面有無破損；將錨固件定期緊固，管道、閘閥等易銹件定期進(jìn)行除銹保養(yǎng)。

汾河河道是多泥沙的河道。當(dāng)汛期洪水進(jìn)入蓄水池，會帶來大量的泥沙造成淤積，邊山支溝及市區(qū)初期的小洪水中也會攜帶有大量的漂浮物(樹枝雜物、污穢垃圾等)、泥沙等進(jìn)入河道。這些都會對橡膠壩的運(yùn)行帶來淤積和破損的威脅。 泄洪采取塌壩運(yùn)行時，河水就會把大量泥砂和漂浮物帶到壩前，引起壩前淤積。景區(qū)在洪水過后，再次沖壩前，都要進(jìn)行大量的清淤工作(包括其他出水河道)，把壩袋底板的異物、壩袋上存有的淤泥、壩體上下游漂浮物、壩袋和墩面夾縫中淤積的砂石清理干凈，消除這些造成壩袋破損的安全隱患。

冬季，還必須做好對橡膠壩冰凍損壞的防護(hù)。為使橡膠壩在嚴(yán)寒的冬季能正常運(yùn)行，景區(qū)入冬前就把壩袋的高度調(diào)整合適。如果結(jié)冰后，景區(qū)則對橡膠壩前破冰提出明確要求：為了防止凍脹的橡膠壩前冰面對橡膠壩壩袋造成破壞，施工要在橡膠壩前約10 m～20 m之間范圍內(nèi)與壩袋平行的東西向破冰，破冰寬度要保證1 m以上；而破冰長度必須按照7條橡膠壩長度，包括兩條副壩的起止點(diǎn)外全部破通。施工嚴(yán)格做到了這一要求。

4 舊壩更新

汾河景區(qū)在2000年治理美化工程始建時安裝運(yùn)行的1號～4號橡膠壩，為景區(qū)蓄水、防汛、泄洪立下的汗馬功勞。但經(jīng)歷過18年的日夜運(yùn)行，風(fēng)吹日曬，洪水搏擊，雜物磨毀，冰凍凝損，加之橡膠老化嚴(yán)重，壩袋出現(xiàn)了多處破爛滲漏。2017年經(jīng)市政府批準(zhǔn)，進(jìn)行了舊壩更新。

更新施工于2017年11月開始。這次工程的橡壩壩袋是螺栓錨固。景區(qū)領(lǐng)導(dǎo)帶領(lǐng)相關(guān)人員現(xiàn)場協(xié)調(diào)，督導(dǎo)，監(jiān)理，施工人員戰(zhàn)勝嚴(yán)寒， 拆除了舊壩，難度很大地破除了原有的混凝土基底，然后將螺栓固定在鋼筋上，重新進(jìn)行混凝土澆筑，螺栓錨固一條線，標(biāo)高符合要求。時值嚴(yán)冬酷寒時節(jié)，澆筑的混凝土需要采取保溫防凍措施，以達(dá)到良好的固化效果。施工人員每日三班輪流檢查溫度變化，必要時給予加溫，以保證質(zhì)量。然后安裝壩袋。由于在嚴(yán)冬施工，又在河道內(nèi)，工程環(huán)節(jié)又較繁雜，歷時三個月的艱苦奮戰(zhàn)，4條壩在2018年的春節(jié)前更新完畢。2018年初，隨著上游汾河水庫春澆水的釋放，4條新橡膠壩進(jìn)行了充水、塌壩、蓄水等的嚴(yán)格調(diào)試，經(jīng)檢測，安裝牢固、嚴(yán)密，質(zhì)量完全符合更新設(shè)計要求。

5 結(jié)語

20年的實(shí)踐證明，太原汾河景區(qū)治理美化工程選擇了橡膠壩，并以良好的布局、運(yùn)行、管理和維護(hù)，充分發(fā)揮了橡膠壩的性能優(yōu)勢；橡膠壩也展現(xiàn)出優(yōu)良的功能和高效的成果，回饋了汾河景區(qū)，回饋了社會和人民。新時代新的科技成果，與新時代的思想和精神，意志和動力結(jié)合起來，就會產(chǎn)生出改造自然的豐碩果實(shí)。太原汾河景區(qū)的經(jīng)驗(yàn)和范例，對全國城市景觀水利工程建設(shè)應(yīng)該是一份借鑒的財富吧。