董華

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

孝義市勝溪湖濕地公園橡膠壩工程設(shè)計(jì)

董華

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

介紹了孝義市勝溪湖濕地公園橡膠壩工程概況，提出橡膠壩布置原則。論述了工程主要建筑物的設(shè)計(jì)，包括橡膠壩設(shè)計(jì)、橡膠壩水工設(shè)計(jì)、橡膠壩充排水泵房設(shè)計(jì)、橡膠壩錨固設(shè)計(jì)及控制與觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，并對(duì)該項(xiàng)目實(shí)施后的社會(huì)效益與生態(tài)效益進(jìn)行了分析。

橡膠壩；工程布置；主要建筑物設(shè)計(jì)；實(shí)施效果；濕地公園

1 工程概況

近年來(lái)，孝義市委市政府提出“開(kāi)啟‘孝河—汾河’時(shí)代”的城市發(fā)展定位，依托孝河布局濱河城市景觀，以環(huán)勝溪湖帶為核心，構(gòu)建孝河流域生態(tài)走廊，規(guī)劃建設(shè)孝義市勝溪湖濕地公園。勝溪湖濕地公園依托張家莊水庫(kù)而建，在確保防洪安全的條件下，為提升濕地品位、提高水庫(kù)防洪減災(zāi)能力、改善生態(tài)環(huán)境，擬在下堡河和兌鎮(zhèn)河入庫(kù)河段合理利用現(xiàn)有地形開(kāi)挖沉沙池，以阻止泥沙直接進(jìn)入水庫(kù)庫(kù)區(qū)，減緩庫(kù)區(qū)泥沙淤積。沉沙池與水庫(kù)之間通過(guò)濕地水系和新挖泄洪渠連接。為保證非汛期泄洪渠蓄水，增加濕地公園水面面積，在泄洪渠上建設(shè)3座橡膠壩分段蓄水。

根據(jù)工程現(xiàn)狀，確定橡膠壩蓄水工程主要任務(wù)為兩岸濕地綠化補(bǔ)水。

2 工程布置

2.1 基本原則

根據(jù)工程實(shí)際情況，橡膠壩布置應(yīng)滿足以下原則：橡膠壩布設(shè)在泄洪渠上，不能影響泄洪渠的行洪能力；非汛期蓄水，增加水面面積，美化環(huán)境；汛期采用全部或部分塌壩運(yùn)行方案。

2.2 橡膠壩布置

橡膠壩壩軸線垂直于泄洪渠布置。根據(jù)泄洪渠設(shè)計(jì)縱坡、水面與親水平臺(tái)距離以及壩后最小水深確定橡膠壩高度及回水長(zhǎng)度。

為使泄洪渠在枯水季節(jié)減少河床地面露底幾率，滿足蓄水景觀要求，壩后最低水深不小于0.8m，橡膠壩布置確定為：在泄洪渠樁號(hào)0+000處布置1號(hào)橡膠壩；在泄洪渠樁號(hào)1+000處布置2號(hào)橡膠壩；在泄洪渠樁號(hào)1+500處布置3號(hào)橡膠壩。

3 主要建筑物設(shè)計(jì)

3.1 橡膠壩設(shè)計(jì)

此次設(shè)計(jì)擬布設(shè)沉沙池1座，池底高程768.50m，非汛期正常蓄水位774.50m，設(shè)計(jì)洪水位774.50m，堤頂高程776.00m。

3.1.1 橡膠壩壩袋設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)內(nèi)橡膠壩技術(shù)水平，采用充水式；橡膠壩壩袋骨架材料采用錦綸帆布，防水材料采用合成氯丁膠，以氯丁膠為主料的橡膠壩袋抗老化、抗脆化、變形、強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到國(guó)家規(guī)范要求?？紤]到工程特點(diǎn)及美觀要求，采用氯磺化聚乙烯為主料的彩色橡膠壩袋。根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》，結(jié)合工程情況，1號(hào)橡膠壩采用矩形；2號(hào)和3號(hào)橡膠壩采用梯形，兩岸邊坡1∶3。壩袋內(nèi)外壓比1.35，安全系數(shù)8.0。

3.1.2 壩高確定

橡膠壩壩軸線均垂直于泄洪渠。壩高依據(jù)泄洪渠縱坡、壩間距離及壩后最小水深等確定。根據(jù)上游沉沙池非汛期蓄水水位和汛期設(shè)計(jì)洪水位，確定1號(hào)橡膠壩壩底高程為771.00m，壩頂高程為774.50m。1號(hào)，2號(hào)橡膠壩距離1000m；2號(hào)，3號(hào)橡膠壩距離500m。泄洪渠設(shè)計(jì)縱坡均為1/500。為滿足泄洪渠蓄水要求，確定3座橡膠壩壩高均為3.5m。

3.1.3 壩長(zhǎng)確定

1號(hào)橡膠壩縱剖為矩形，壩長(zhǎng)90m，2號(hào)，3號(hào)橡膠壩縱剖為梯形，壩底長(zhǎng)與泄洪渠的渠底寬度一致，兩岸邊坡1∶3。2號(hào)橡膠壩壩底長(zhǎng)50m，3號(hào)橡膠壩壩底長(zhǎng)41.3m。

3.1.4 橡膠壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算

荷載組合：根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，基本荷載組合包括自重、水重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、風(fēng)壓力、波浪壓力；特殊荷載組合包括自重、水重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、風(fēng)壓力、波浪壓力、地震作用力。

抗滑穩(wěn)定系數(shù)采用一般公式計(jì)算，計(jì)算得：基本組合下，安全系數(shù)為1.57，允許安全系數(shù)為1.3；特殊組合下，安全系數(shù)為1.25，允許安全系數(shù)為1.05，均滿足穩(wěn)定要求。

3.2 橡膠壩水工設(shè)計(jì)

3.2.1 橡膠壩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

橡膠壩采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，為減小壩袋磨損，基礎(chǔ)頂面與泄洪渠渠底平，根據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及基礎(chǔ)內(nèi)管道埋設(shè)要求，厚度1.2m，上下游設(shè)置齒墻，齒墻深度均為1.7m。

根據(jù)壩袋坍落寬度和上下游施工檢修要求，在順?biāo)鞣较虼_定底板長(zhǎng)度為11.5m。

3.2.2 邊墻設(shè)計(jì)

1號(hào)橡膠壩采用矩形型式，邊墻采用鋼筋混凝土重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，頂寬1.0m，面坡為直立，背坡為1∶0.5；2號(hào)，3號(hào)橡膠壩采用梯形型式，邊墻采用鋼筋混凝土重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，頂寬1.0m，面坡與泄洪渠邊坡一致，均為1∶3，背坡為直立。

3.2.3 上游截滲墻設(shè)計(jì)

為防止橡膠壩底板地基的砂卵石發(fā)生滲透破壞，在橡膠壩底板上游側(cè)設(shè)一道截滲墻，以加長(zhǎng)滲徑，降低滲透壓力。在橡膠壩底板上游側(cè)設(shè)一道800mm厚的截滲墻，采用高壓旋噴灌漿施工。

3.3 橡膠壩充排水泵房設(shè)計(jì)

橡膠壩的充排水泵房均布置在泄洪渠右岸。

泵站主廠房地下部分為整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上采用磚混結(jié)構(gòu)。檢修間布置在主廠房地上部分的一端，平面尺寸6.9m×5.0m（長(zhǎng)×寬）。根據(jù)泵站內(nèi)設(shè)備件重，選擇一臺(tái)電動(dòng)單梁起重機(jī)，起吊重量1t。

主廠房上部采用框架結(jié)構(gòu)，單層布置。主廠房長(zhǎng)14m，寬8.4m。廠房?jī)?nèi)單排布置2臺(tái)機(jī)組，單機(jī)流量600～860m3/h，機(jī)組間距3.6m。安裝間布置在廠房一端，長(zhǎng)6.9m，寬5.0m，走道板寬0.7m，厚0.10～0.15m。廠房門寬2.7m，高3.6m。主廠房框架梁柱間距3.25m，墻體厚370mm。廠房屋頂設(shè)坡屋面，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。坡屋面上部設(shè)防水層、保溫層、結(jié)構(gòu)層及裝飾層。

主廠房下部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土泵坑，平面輪廓尺寸13.0m×6.9m，底板厚0.6m，邊墻厚0.5m。機(jī)墩周邊及底板設(shè)排水溝接入安裝間下部的集水井中，排水溝斷面尺寸0.1m×0.1m；集水井平面尺寸2.0m× 1.5m，深2.0m。主廠房上下部結(jié)構(gòu)交通通過(guò)寬0.7m的鋼梯連系。

副廠房位于主廠房另一端，為單層磚混結(jié)構(gòu)，由設(shè)備室、值班室等組成，值班室與主廠房連通。屋面板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，厚度180mm。廠房墻體基礎(chǔ)采用M7.5漿砌石擴(kuò)展基礎(chǔ)。

3.4 橡膠壩錨固設(shè)計(jì)

本工程為多泥沙河流，為減小對(duì)壩袋的磨損和震動(dòng)影響，設(shè)計(jì)采用雙線錨固，考慮施工方便、結(jié)構(gòu)安全，采用螺栓壓板錨固。錨固壓板整體圓滑流線型設(shè)計(jì)，可充分保護(hù)壩袋不受磨損，而且更換方便。

3.5 控制與觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.5.1 充排系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3座橡膠壩的充水方式均采用市政管網(wǎng)供水充壩，根據(jù)防洪要求，需在較短時(shí)間內(nèi)排水坍壩，故坍壩采用動(dòng)力式排水方式，排至下游泄洪渠內(nèi)。

3.5.2 壩袋安全與觀測(cè)裝置

為避免超壓造成壩袋破裂，在壩袋上設(shè)超壓溢流管，溢流管出口設(shè)在壩體右側(cè)，靠近右岸，以利于運(yùn)行觀察，超壓溢流管管徑400mm。在壩袋端部設(shè)排氣孔，用于排除壩袋內(nèi)殘存氣體。橡膠壩觀測(cè)設(shè)備主要有壩袋內(nèi)水壓觀測(cè)、壩袋上下游水位及基礎(chǔ)底板沉降觀測(cè)等項(xiàng)目。

4 結(jié)語(yǔ)

孝義市勝溪湖濕地公園橡膠壩工程是一項(xiàng)提高防洪減災(zāi)能力和改善生態(tài)環(huán)境的工程。工程建成后，可改變孝河河道“臟、亂、差”的現(xiàn)狀，有利于改善周邊區(qū)域生態(tài)環(huán)境，使區(qū)域景觀的整體性、協(xié)調(diào)性、美觀度得到提升，有利于帶動(dòng)和促進(jìn)區(qū)域旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高區(qū)域周邊居民生活水平。

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1004-7042（2016）01-0030-02

董華（1987-），男，2011年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2015-11-11；

2015-12-13