陶長波 黃翀

摘 要：本文以北方某河為例，就其橡膠壩船閘樞紐工程予以設(shè)計，通過對該工程規(guī)模及布置進行分析，就橡膠壩工程及船閘進行設(shè)計，而后對該工程樞紐運行狀況予以分析。

關(guān)鍵詞：膠壩；船閘；應(yīng)用

1 提出方案

近些年來由于北方大部分地區(qū)均處于干旱少雨狀態(tài)，即便是各年汛期，在具體降水量方面也逐年減少，至此，該河河內(nèi)水量也隨之銳減。由于該河道在50年一遇洪峰最大流量為2200m3/s，因此，該工程建設(shè)的最大目標(biāo)為在行洪安全狀況下，對城市經(jīng)濟適當(dāng)進行開發(fā)，并對城市現(xiàn)有環(huán)境實施美化。該工程通過與下游已經(jīng)完成建設(shè)的橡膠壩，至此期間相應(yīng)航線予以開通，至此，便形成了沿河情況下集休閑娛樂及旅游觀光于一身的城市環(huán)境發(fā)展構(gòu)建。該工程在設(shè)計之初便要求，不僅要蓄泄自如，即對河道相應(yīng)泄洪能力不造成影響，且還可對船只通航需求給與滿足，而于非行洪期間也可予以正常使用。

按照上述要求，經(jīng)多種方案對比研究，且實施各方面優(yōu)化設(shè)計，最終選擇船閘樞紐聯(lián)合橡膠壩應(yīng)用方案。就該工程所應(yīng)用橡膠壩而言，其不僅施工時間短，且止水效果好、造價低及結(jié)構(gòu)簡單。橡膠壩塌壩不限水，另外，便于管理運用及壩袋起落靈活，因此，其更加適合于本工程應(yīng)用，另外，采用液壓直推啟閉系統(tǒng)相應(yīng)人字鋼閘門船閘予以配合使用，則可對船只在通航方面相應(yīng)需要給與較好滿足。

2 工程規(guī)模及相應(yīng)布置

該工程船閘及橡膠壩樞紐工程總長為95m，而該工程橡膠壩實為一種斜坡雙錨且固充形式水壩，其高度為3.6m，在設(shè)計時，設(shè)定其正常蓄水深度為4m，該壩在長度上為75m；而船閘設(shè)計長度和寬分別為28m和5m；該工程限控通航最高水深為4.6m。該樞紐工程依據(jù)50年一遇相應(yīng)防洪標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定其洪水流量為2200m3/s，且以此對塌壩泄洪進行設(shè)計。該工程樞紐總共分為3段予以布置，從左至右分別為船閘、魚形島及橡膠壩。為就泥砂對壩袋底部淤埋進行預(yù)防，而對壩袋造成磨損，且就下游河水對壩體所造成影響予以避免，則橡膠壩底板在設(shè)計時，高河底為0.6m，其厚及底板長分別為1.2m和13m，于其上游和下游分別設(shè)置小齒墻，且均伸入河底，深度為2.0m和1.5m，于底板上游側(cè)，將硅鋪蓋予以布置，長和厚分別為30m、0.5m，而在下游則布置消力池，長及深分別為20m、1m。該工程船閘閘室段設(shè)計寬度及長度分別為6m、29m，于其上游側(cè)長則布置進口鋪蓋段，長度為30m，至此，便可與橡膠壩部分在布置上形成一體，而位其下游側(cè)，則將長及深分別為10m和0.5m消能段進行布置。而該工程中的魚形島長及寬分別為116m和12m，至此，便可將船閘與橡膠壩相連接。

3 橡膠壩工程設(shè)計

3.1 壩袋設(shè)計 該工程壩袋選為充水式壩，壩袋相應(yīng)高度為3.5m，于壩底板上固定雙錨，而其兩端則采取1：2斜坡式予以連接，該壩在底長及頂長分別為61m和75m。通過將壩袋的造價及帆布強度予以綜合考慮，并在將安全系數(shù)予以留足狀況下，依據(jù)國內(nèi)相關(guān)橡膠壩建設(shè)經(jīng)驗，則將壩袋在內(nèi)外壓比方面設(shè)定為1.25。依據(jù)如下公式進行計算：，在公式中，表示為水密度；表示為壩袋袋高度。則表示為壩袋內(nèi)壓水頭。經(jīng)過計算可知，壩袋壁拉力45.92kN/m。依據(jù)壩袋相應(yīng)徑向拉力，則可對壩袋材料予以選擇，即為三層錦綸帆布及四層氯丁橡膠，其總體厚度則為8.4mm，將這些材料于工廠內(nèi)實施一次性拼接熱壓成型。另外，壩袋相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)見表1。

3.2 壩袋錨固 壩袋錨固乃是該工程設(shè)計及施工當(dāng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所選用錨固方法好壞，則對橡膠壩在維修、安裝及安全方面的難易具有直接影響。通過方法的綜合比較，最終選擇鋼筋極模塊擠壓式錨固方法，錨固槽上口及下口寬分別為32.6cm和39.71cm，其深為30cm。為促使錨固在強度及精度方面得以保證，則于錨固槽周邊，運用二期硅實施澆筑操作，并采用鋼筋對其進行加固。為促使壩型更為美觀，且在保持水流平順狀況下，對壩袋在有效高度方面不予降低，則將兩端邊坡上相應(yīng)最高的錨固線，與壩頂高度相比，增高0.2m。

3.3 控制系統(tǒng) 該壩體所選用的是一岸供排水，而于左岸則設(shè)置有排水泵房及供水穩(wěn)壓水箱。整個壩袋總?cè)萘縿t為1555m3，水井為其充水水源，且運用穩(wěn)壓水箱實施供水操作，將充水時間設(shè)計為3～6h；在排水方面，則采用機排結(jié)合自排，依據(jù)該河段設(shè)計為50年一遇的排洪標(biāo)準(zhǔn)，因此，壩袋在排空時間方面確定為1h。

4 閘室段設(shè)計

4.1 閘室段設(shè)計 該設(shè)計閘室長及寬分別為17.3m和6m，且于上游和下游，則分別將長及寬為5.7m和5m閘首段予以布置。對于閘墻兩側(cè)而言，則均為鋼筋硅懸臂式結(jié)構(gòu)；而于閘墻上，則將系船鉤予以設(shè)置；而上閘首和下閘首左右，均有船閘相應(yīng)輸水系統(tǒng)予以設(shè)置，主要為消能段、輸水廊道及閥門段等。輸水廊道相應(yīng)斷面面積約為0.41m2，所采用鋼管內(nèi)徑為50cm，輸水閥開動時間為45s。

4.2 閘門 無論是船閘下閘首還是上閘首，均運用的是人字鋼閘門，閘首寬為5m，門扇軸線相應(yīng)傾角則為α=22.6°，閘門門體高寬為4.5m×3.08m，水頭為4m，各門重量為3.6t。驅(qū)動為推拉式油壓啟閉機。

4.3 閘門液壓啟閉系統(tǒng) 本次設(shè)計啟閉系統(tǒng)所采用的是箱體集成塊式裝置，，船閘依據(jù)左右兩側(cè)，均將一套液壓系統(tǒng)予以安裝，油壓設(shè)計為4Mpa，運用160油缸，其行程時間70s。

5 工程樞紐運行狀況

該橡膠壩船閘工程樞紐動工于2010年，且于2011年啟用，4年以來總體運行良好，通過充壩蓄水操作，使河道形成寬為33.76hm2水面，且將兩岸河堤進行了綠化，并于沿岸設(shè)置有河濱游泳場等，且開辟了此段航線，可知該地區(qū)相應(yīng)各點，航線長度為4.89km。

參考文獻：

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