張之營(yíng)，于縣委，陳吉亮

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

近年來，氣盾壩技術(shù)在我國(guó)水利工程建設(shè)中得到了較快應(yīng)用和發(fā)展。兗州市龍灣店氣盾壩工程是泗河綜合開發(fā)項(xiàng)目中改建的攔蓄建筑物，是兗州市地下水回灌工程的核心建筑物。利用其節(jié)制水流和提高水位功能，滿足了當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)用水需要和增補(bǔ)地下水要求，發(fā)揮了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

龍灣店氣盾壩總凈寬210.0 m，共設(shè)3孔，每孔凈寬70.0 m，擋水高度3.5 m。閘門選用3孔，每孔11套6.3 m×3.5 m-3.5 m（寬×高-擋水水頭）鋼盾板。汛期氣盾壩塌壩、閘門開啟泄洪；非汛期氣盾壩充壩、閘門關(guān)閉擋水。非汛期生態(tài)用水通過調(diào)節(jié)閘門擋水高度向下游補(bǔ)水。

1 氣盾壩的組成

氣盾壩由盾板、充氣氣囊、基礎(chǔ)錨固螺栓、氣動(dòng)沖排系統(tǒng)組成。其中，鋼盾板正面擋水，具有充漲功能的氣囊提供對(duì)擋水盾板的支撐，基礎(chǔ)錨固螺栓和軟連接構(gòu)筑壩的整體結(jié)構(gòu)，充排氣控制系統(tǒng)提供運(yùn)行動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)升壩和降壩。

2 氣盾壩充排氣管及限位皮帶安裝

2.1 氣盾壩充排氣管道安裝

1）混凝土底板澆筑完成后，在提前預(yù)留的管道溝中安裝。充排氣管道采用De50PPR管，兩根管道口之間采用熱熔處理。

2）充排氣管道從離控制室最遠(yuǎn)端開始安裝，管道根據(jù)管道溝的坡降進(jìn)行高差控制，最遠(yuǎn)端的管道為每一層管道的最高處。每層管道安裝完成后，兩管之間用木塞或塑料墊塊進(jìn)行隔離，間距至少4.0 cm，保證每根管道的獨(dú)立性。管道隔離完成后用鋼筋進(jìn)行加固，每隔4.0 m一處加固點(diǎn)，保證管道的傾斜度和管道的牢固。

3）氣盾壩管道為一根氣管控制一個(gè)氣囊，最遠(yuǎn)端控制氣管在最下層，以此類推。在管道溝的下端按照順序，每層、每排進(jìn)行編號(hào)，以便于與控制室的管道連接。

4）管道全部安裝完成后（包含管道和氣囊接口處全部安裝完成），對(duì)管道進(jìn)行打壓試驗(yàn)，穩(wěn)壓24 h。確保管道接口及氣囊不會(huì)出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

2.2 限位皮帶及傾角儀安裝

1）所有充排氣管道試壓合格后，對(duì)控制盾板高度的限位皮帶進(jìn)行安裝。限位皮帶是連接盾板和底板預(yù)埋螺栓之間的控制皮帶，具有控制盾板高度的作用，防止盾板上升過高造成破壞。每塊盾板有三根控制皮帶，首先將盾板上的皮帶用壓板固定在盾板上，然后將盾板升到設(shè)計(jì)高度。根據(jù)升到設(shè)計(jì)高度皮帶長(zhǎng)度來固定預(yù)埋件上的皮帶。

2）限位皮帶安裝完成后，對(duì)控制盾板的傾角儀進(jìn)行安裝。傾角儀主要是通過信號(hào)線與控制室里柜體進(jìn)行連接，每一根信號(hào)線的安裝與管道安裝類似，每根信號(hào)線編號(hào)要與控制柜一致。主要是從混凝土底板至盾板上方傾角儀位置之間的距離長(zhǎng)度要控制準(zhǔn)確，避免因?yàn)槎馨迤鹇湓斐尚盘?hào)線損壞。

3）信號(hào)線、管道及傾角儀全部安裝完成后對(duì)預(yù)留混凝土管道溝進(jìn)行澆筑，澆筑之前首先要檢查管道之間的間距及管理固定的牢固程度。然后用細(xì)沙對(duì)管道溝進(jìn)行掩埋，砂與混凝土頂部的最小尺寸控制在15.0 cm左右。掩埋完成后對(duì)砂進(jìn)行灌水密實(shí)，保證中間不會(huì)出現(xiàn)空隙，砂密實(shí)后用二期混凝土澆筑。

2.3 調(diào)試限位皮帶長(zhǎng)度及傾角儀角度

1）首先進(jìn)行傾角儀的調(diào)試。按照提前計(jì)算好的角度把盾板全部上升到設(shè)計(jì)高度，再根據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)高度的盾板去調(diào)整每一塊盾板的角度。以靠近墩墻的盾板為參照點(diǎn)，把第一塊盾板升到設(shè)計(jì)角度查看是否滿高程，如不滿足微調(diào)盾板角度讓其達(dá)到設(shè)計(jì)高度。然后依次往下調(diào)整，如兩塊盾板之間沒有錯(cuò)臺(tái)不需調(diào)整，待全部調(diào)試完成后記錄下柜體里每塊盾板調(diào)整完的角度，以后根據(jù)此數(shù)據(jù)對(duì)盾板進(jìn)行升降。

2）根據(jù)傾角儀調(diào)整完成后的角度去調(diào)整限位皮帶的長(zhǎng)度，盾板達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，檢查每一根限位皮帶的長(zhǎng)度，如出現(xiàn)過松或過緊的情況及時(shí)調(diào)整，調(diào)整到合適長(zhǎng)度用螺栓壓緊皮帶。

3 限位系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

1）氣盾壩盾板系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、耗電低、節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，氣盾壩控制系統(tǒng)采用空氣作為充脹介質(zhì)，即使在沒有電的情況下也可以控制閘門開啟泄洪，不存在漏油問題，不會(huì)造成水和周圍環(huán)境污染，工程安全性和可靠性高。

2）一孔氣盾壩為一個(gè)柜體，可以對(duì)一孔盾板一鍵充氣、排氣。一孔盾板全部升起來大約需30 min左右，全部排干氣大約10 min，非常簡(jiǎn)單高效，有利于排洪泄洪。

3）盾板充氣時(shí)如發(fā)現(xiàn)兩塊相鄰盾板上升高度不一致，系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證上升高度同步一致。

4）氣盾壩安裝對(duì)預(yù)埋件、混凝土平整度、安裝精度要求非常高。氣盾壩連接全部為軟連接，如在盾板安裝時(shí)兩個(gè)相鄰盾板之間有錯(cuò)臺(tái)，與錨固螺栓相連的皮帶長(zhǎng)度不一致就會(huì)造成盾板安裝完成后相鄰盾板的高度、位置出現(xiàn)偏差，影響外觀質(zhì)量。

4 氣盾壩技術(shù)應(yīng)用前景

4.1 分水、泄洪

氣盾壩技術(shù)可以應(yīng)用到河流的分洪中，合理控制斷面流量；在洪水期自動(dòng)控制上游水位，使其保持低水位，并借助洪水帶走上游沉積的泥砂；或直接全班倒伏，保證原河道的瀉洪能力。

4.2 灌溉、發(fā)電

氣盾壩充排氣控制系統(tǒng)可以準(zhǔn)確控制灌溉渠道的水位和分流流量；當(dāng)渠道流量變化時(shí)，可以自動(dòng)控制分水建筑物前的水位，保證分水的均勻性。

氣盾壩盾板擋水形成高水位，增加水電站的發(fā)電能力；一般泄水閘板頂部過水深度僅為0.25～0.5 m，氣盾壩可以創(chuàng)造較高水頭并可以準(zhǔn)確控制上游水位，汛期安全泄放洪水，汛期過后氣盾壩升起擋水；此外，冬季上游可以形成穩(wěn)定的冰蓋，防止冰凌堵塞電站引水口。

5 結(jié)語(yǔ)

限位裝置作為氣盾壩系統(tǒng)中重要的組成部分，其安裝的精準(zhǔn)度、材料的強(qiáng)度、運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性等都是整個(gè)建筑物能夠正常運(yùn)行的重要保證。

而氣盾壩作為一種新型的擋水結(jié)構(gòu)，隨著我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展，對(duì)水利生態(tài)建設(shè)提出了更高的要求，氣盾壩技術(shù)將會(huì)有更廣闊的的應(yīng)用空間。