□任澤垠（南陽(yáng)市水利建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

□郝永山 □王新建（社旗縣水利局）

一、工程概況

社旗縣位于豫西南南陽(yáng)盆地東部邊沿，趙河是穿過(guò)社旗縣城的主要河流之一。趙河為唐河上游主源，發(fā)源于方城縣柳河鄉(xiāng)石板河村，自西北向東南流經(jīng)方城縣入社旗縣境，河槽寬20～190m，河槽深5～12m，城區(qū)段長(zhǎng)6.7km，河道彎曲，切割嚴(yán)重。該河道屬季節(jié)性河流，河水豐枯懸殊，汛期洪峰流量大，枯水期流量小，常造成城區(qū)河床裸露，城區(qū)河道臟亂現(xiàn)象較為嚴(yán)重，影響城區(qū)環(huán)境美化。攔蓄河水，以便在河道斷流期供縣城用水，并保持一定面積的水域。可以達(dá)到集游覽、凈化空氣、提高地下水位等綜合效益的目的。對(duì)提高縣城段地下水位，提高縣城用水保證率，減少城市地下水漏斗化，具有很重要的作用。同時(shí)能夠塑造特色城市景觀，改善城市投資環(huán)境。因此，有必要在城區(qū)段趙河上興建攔河閘壩，以抬高枯水期水位，滿足用水及城區(qū)環(huán)境美化的需求。

二、攔河壩方案選擇

（一）傳統(tǒng)的攔河閘

傳統(tǒng)的攔河閘有固定式和活動(dòng)式兩類。固定式攔河閘在大流域江河上應(yīng)用較多，具有跨度大、控制水位高等特點(diǎn)，但造價(jià)高、工期長(zhǎng)，其閘墩、啟閉機(jī)架等結(jié)構(gòu)阻水嚴(yán)重，降低了河道的行洪能力，需加高河道防洪堤。傳統(tǒng)活動(dòng)式的攔河閘有魚鱗閘和翻板閘兩種，這兩種水閘具有造價(jià)較低、控制水位靈活等特點(diǎn)，但可控制水位較低（一般控制水位在1.5m左右）、止水效果差、工期較長(zhǎng)、同時(shí)美化環(huán)境效果也較差，尤其是翻板閘與城區(qū)環(huán)境難以協(xié)調(diào)一致。

（二）橡膠壩的特點(diǎn)

1.造價(jià)低

橡膠壩的造價(jià)與同規(guī)模的常規(guī)水閘相比，一般可以減少投資30%～40%。

2.施工期短

橡膠壩袋是先在工廠制造，然后現(xiàn)場(chǎng)安裝，施工速度快，一般3～7天即可安裝完畢，整個(gè)工程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工期一般為3～6個(gè)月。

3.不阻水

橡膠壩袋內(nèi)水泄空后，緊貼在底板上，不縮小原有河床斷面，無(wú)需建閘墩、啟閉機(jī)架等結(jié)構(gòu)，基本上不阻水。止水效果好，壩袋錨固于底板和岸坡上，能達(dá)到基本不漏水。

4.節(jié)省三材

橡膠壩袋以合成纖維織物和橡膠制成的薄柔性結(jié)構(gòu)代替鋼板鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水下結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此三材用量顯著減少，一般可節(jié)省鋼材30%～40%，水泥50%左右，木材60%以上。

5.耐久性好

壩袋表面用氯磺酸化聚乙烯合成橡膠（氯錫酸鹽聚乙烯橡膠）做涂層，可增強(qiáng)抵抗陽(yáng)光照射的能力，大量科學(xué)試驗(yàn)表明，橡膠壩袋的設(shè)計(jì)年限至少有15～20年。

6.可靠性強(qiáng)

可靠的原因是裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充、放水裝置的失靈率低，維修簡(jiǎn)單。

7.抗震性能好

橡膠壩的壩體為柔性薄殼結(jié)構(gòu)，富有彈性，抗沖擊彈性40%左右，伸長(zhǎng)率達(dá)60%，具有以柔克剛的性能，能抵抗強(qiáng)大的地震破壞和特大洪水的波浪沖擊。

8.造型優(yōu)美

橡膠壩屬流線型，造型優(yōu)美。

（三）方案選定

綜上所述，橡膠壩具有造價(jià)低、施工期短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗震能力強(qiáng)、美化環(huán)境效果好等顯著特點(diǎn)，優(yōu)于傳統(tǒng)的攔河閘壩，因此選用橡膠壩作為攔河壩型。

三、橡膠壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）工程布置

根據(jù)主管單位意見(jiàn)和河勢(shì)狀況，趙河城區(qū)橡膠壩布置在城區(qū)建設(shè)路趙河橋下游76.85m處，與趙河橋夾角15.18°，與河道水流向垂直。樞紐建筑物由橡膠壩、上游防滲措施、下游消能設(shè)施、兩岸防護(hù)及控制室泵房等組成。

（二）橡膠壩

橡膠壩共設(shè)一跨，主河槽河底長(zhǎng)度50 m，岸坡式雙斜線錨固，邊坡1:2，橡膠壩頂部長(zhǎng)度73.6m。橡膠壩底板高程為109.30m（黃海高程系，下同），壩袋凈高5.5 m，設(shè)計(jì)正常擋水位114.80 m。壩底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度17 m，底板厚1.3 m，C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

壩袋采用三布四膠的錦綸帆布，型號(hào)為JBD6.0-420-3，膠布型號(hào)為JBD6.0-500400-3，徑向強(qiáng)度1500kN/m，緯向強(qiáng)度為1200kN/m。膠袋錨固方式采用螺栓壓板雙錨線，分別在壩袋貼地的上、下游側(cè)錨圖，錨固結(jié)構(gòu)型式為有孔壓板式。

（三）上游防滲設(shè)施

滲透穩(wěn)定是指壩基土體能夠承受一定的滲透坡降，并采取措施保護(hù)滲流出口處的基土不受破壞，保證建筑物的基礎(chǔ)穩(wěn)定性。本橡膠壩地基為粉質(zhì)粘土，微透水，上游設(shè)有防滲鋪蓋和水泥攪拌樁垂直防滲，滲水基本攔截。C20鋼筋混凝土防滲鋪蓋順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)20m，厚35cm，頂部高程為109.00 m，與河床齊平。鋪蓋前端設(shè)樁徑為60cm、深5m的雙排水泥土攪拌樁垂直防滲墻，上游攪拌樁U型布置，鋪蓋前及鋪蓋上游兩岸坡腳15m范圍均為雙排水泥攪拌樁。

（四）下游消能設(shè)施

壩底板下游消能設(shè)施包括消力池和海漫，根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水頭，通過(guò)消能計(jì)算，消力池深0.9m、長(zhǎng)20.7m，池后接16m長(zhǎng)的漿砌石海漫，在、漿砌石海漫后設(shè)單排水泥土攪拌樁，樁深度為4.3m，樁徑60cm。干砌石海漫后10 m長(zhǎng)的拋石防沖槽。

（五）兩岸護(hù)砌工程

由于趙河河道深切，按復(fù)式斷面治理，邊坡均為1:2。橡膠壩上下游臺(tái)地以下護(hù)岸采用C15混凝土，臺(tái)地以上護(hù)岸采用生態(tài)混凝土。

（六）控制室泵房

控制室泵房布置在橡膠壩左岸二級(jí)臺(tái)地以上坡面上，矩形結(jié)構(gòu)，平面軸線間尺寸為4.64m×7.34m?？刂剖夜苍O(shè)五層，從下至上一層至四為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，五層為磚混結(jié)構(gòu)，室外設(shè)1.08m寬走廊，并設(shè)連接堤頂?shù)墓ぷ鳂颉?/p>

一層為設(shè)備層，主要放置充排壩袋的水泵、電機(jī)及測(cè)壓設(shè)備等；二、三層為過(guò)渡層，四層為配電層，主要放置配電柜等設(shè)備；五層為管理層，操縱及管理人員的值班室。建筑造型以體量輕盈，形式活潑，簡(jiǎn)潔明快，通透有度為主，達(dá)到功能與景觀的有機(jī)統(tǒng)一。通過(guò)管架、頂部造型、新型外墻磚等精巧的裝修，增加本身的美觀，達(dá)到用來(lái)組織空間畫面的效果。

四、橡膠壩的運(yùn)行和維護(hù)

（一）運(yùn)行

橡膠壩充水升壩采用立式管道泵250-20（A）抽取大口井內(nèi)水，經(jīng)埋于壩底板下方的供（排）水管路，向壩段供水；壩袋設(shè)兩個(gè)進(jìn)（出）水口，為避免壩袋超壓運(yùn)行，在岸坡旁邊設(shè)超壓溢流管，當(dāng)壩袋內(nèi)水壓超過(guò)設(shè)計(jì)內(nèi)壓比時(shí)，溢流出水，停止向壩內(nèi)充水，充水時(shí)間約5h。

排水采用自排和水泵抽排相結(jié)合，橡膠壩水泵排水時(shí)啟動(dòng)250-12.5立式管道離心泵，出水管道經(jīng)控制室排入橡膠壩下游，排水時(shí)間2h。

橡膠壩的內(nèi)壓觀測(cè)，由壓力觀測(cè)裝置通過(guò)直接管與控制室相通，從標(biāo)尺直接和壓力表讀取。

（二）維護(hù)

橡膠壩的維護(hù)包括抽排水系統(tǒng)的維修及壩體的維護(hù)。抽排水系統(tǒng)應(yīng)定期檢查維修。壩體維護(hù)主要是清除粘附在壩體上的粘土和廢渣，采用清潔水洗刷為主，在壩袋表面涂刷耐老化涂料，是減緩壩袋使用壽命的一項(xiàng)防老化措施，耐老化涂層可采用以下3種：氯丁橡膠改性涂層，氯磺化聚乙烯涂層，聚醚型聚氨酯涂層。進(jìn)行養(yǎng)護(hù)修理時(shí)，應(yīng)注重日常維護(hù)工作，一旦發(fā)現(xiàn)工程及設(shè)備缺陷和隱患，應(yīng)及時(shí)修復(fù)，防止缺陷擴(kuò)大和帶病運(yùn)用。

五、日常需注意的問(wèn)題

（一）壩袋的損壞

一是人為破壞，應(yīng)禁止非工作人員進(jìn)入橡膠壩工程區(qū)域，防止人為用漂浮物或利器刺傷、刮破壩袋。二是放水造成的損壞，放水期間，被緊靠壩袋下游面的尖利物體所剌破壩袋。三是磨損造成的損傷，壩體的振動(dòng)、擺動(dòng)，壩袋機(jī)械磨損，與兩岸的摩擦以及漂浮物撞擊、擦掛都可能導(dǎo)致壩的磨損或破損。四是明火造成的損壞，壩體合成材料，火是潛在的最不利因素。五是自然老化破壞，袋布有無(wú)起泡、膨脹、脫層、龜裂等現(xiàn)象，帆布層是否發(fā)生永久變形、脆化等現(xiàn)象，袋里面膠層有無(wú)磨損、脫層等現(xiàn)象。

（二）放水后壩體上的淤泥、碎石堆積

在放水期間，淤泥、碎石有時(shí)堆積在壩體上，再次充水前，必須予以清除。

六、結(jié)語(yǔ)

城市河道通過(guò)建設(shè)橡膠壩攔蓄水面，在不影響河道行洪的前提下，達(dá)到改善水環(huán)境、提供城市用水的目的。橡膠壩與傳統(tǒng)的攔河壩相比，具有造價(jià)低、工期短、耐久性好、美化生活環(huán)境、改善城市效果好等突出優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，橡膠壩是一種新型水工建筑物攔河壩，城市河道攔洪蓄水，生態(tài)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益非常顯著，具有良好的推廣應(yīng)用前景。