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（太原市水利建筑工程總隊(duì)，山西 太原 030012）

濁漳河縱貫榆社縣城而過，目前建成于20世紀(jì)五六十年代的城區(qū)段兩岸堤防年久失修，大部分已失去原有功能，難以抵御較大洪水侵襲。加之榆社工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求越來越大，防洪與興利的雙重要求使得河道治理工程勢(shì)在必行。通過對(duì)1974年1/10 000地形圖與2002年實(shí)測(cè)地形圖的河床比降進(jìn)行分析對(duì)比可知，濁漳河榆社城區(qū)段處于微沖或沖淤基本平衡狀態(tài)。此次河道整治，沿河堤防基本保持在原有位置，未縮小原河道過流斷面，河勢(shì)得到基本控制。在河道設(shè)蓄水建筑物，既滿足了興利需求，又控制了河床的進(jìn)一步?jīng)_刷，且預(yù)留的非常溢洪設(shè)施不會(huì)使河道產(chǎn)生淤積。

榆社縣屬溫帶大陸性氣候，多年平均降雨量577.1 mm，境內(nèi)河流比較平緩，河岸比較穩(wěn)定，采用橡膠壩蓄水或水閘蓄水均可滿足蓄水要求。

按堤防設(shè)計(jì)20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，采用橡膠壩蓄水需修建120 m的堤防，若修建水閘，則需用孔寬5 m共23孔的水閘。下面從以下幾個(gè)方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證。

1 三材用量及工程造價(jià)

利用充水式橡膠壩擋水，不需要鋼閘門、啟閉機(jī)、閘墩、工作橋、啟閉機(jī)室等建筑物，可以大量節(jié)省材料用量；水閘方案增加了閘墩、工作橋、啟閉機(jī)室等建筑物和鋼閘門、啟閉機(jī)等設(shè)備，鋼材、木材、水泥的用量較多，工程造價(jià)較高。兩方案的三材用量及工程造價(jià)比較見表1。

2 泄流阻水和結(jié)構(gòu)止水

橡膠壩是利用塌壩后泄水行洪，壩袋泄空塌平后，泄洪暢通無阻，行洪能力大。而水閘是開啟閘門泄水行洪，中墩形成阻水，泄洪不暢，影響行洪能力。從工程結(jié)構(gòu)的止水效果來看，橡膠壩體采用不透水的膠布制成，周邊錨固于底板上，沒有滑動(dòng)止水帶，容易做到密封不漏水，止水效果好。水閘采用滑動(dòng)的橡膠止水帶止水，不容易做到密封不漏水，且滑動(dòng)損壞嚴(yán)重，需經(jīng)常維修與更換，止水效果差。

表1 兩方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

3 抗震性能

橡膠壩袋為柔性薄殼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)輕、富有彈性，整體結(jié)構(gòu)高度較低，抗震性能較好。而水閘結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土剛性結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)重、沒有彈性，整體結(jié)構(gòu)比橡膠壩高出3倍多，相對(duì)而言，其抗震性能較差。

4 工程結(jié)構(gòu)與工期

橡膠壩的工程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由底板、邊墻和橡膠壩袋組成，施工方便，壩袋安裝容易，整體施工期較短。而水閘的工程結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，有底板、邊墩、中墩、工作橋、啟閉機(jī)室、鋼閘門及啟閉機(jī)等。建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝精度要求高，且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)等工序較多，整體施工難度大、工期長(zhǎng)。

5 工程堅(jiān)固性及使用壽命

橡膠壩袋是很薄的膠布制品，其優(yōu)點(diǎn)是輕、柔，但與鋼、石、混凝土結(jié)構(gòu)相比，堅(jiān)固性差，容易被刺破和磨損，出現(xiàn)裂口需及時(shí)補(bǔ)修。同時(shí)，橡膠制品長(zhǎng)期受日光、風(fēng)吹和水浸等作用易發(fā)生老化，逐漸降低其強(qiáng)度和彈性等力學(xué)性能，使用壽命為20年左右。因此，在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)用管理中，需精心管護(hù)，并在壩袋表面涂防老化漆等。水閘工程是鋼和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其堅(jiān)固性較好，使用壽命大大超過橡膠壩。

綜合上述分析比較，采用橡膠壩方案，施工簡(jiǎn)單、工期短，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單易行，且投資可比水閘方案節(jié)省15%。加之，山西已有較豐富的蓄水橡膠壩運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，因此本工程采用橡膠壩蓄水。

在橡膠壩建成過程中，借鑒了齊齊哈爾市在橡膠壩運(yùn)行管理過程中的一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)橡膠壩在設(shè)計(jì)與施工運(yùn)行過程中進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，彌補(bǔ)了其不足之處。

第一，洪水初期小于1 500 m3/s時(shí)，可采用兩側(cè)調(diào)節(jié)閥來泄洪。其原因是底板低，泥沙易隨水流下行，不會(huì)出現(xiàn)橡膠壩前大面積淤積的現(xiàn)象，當(dāng)遭遇洪水流量超過1 500 m3/s時(shí)，必須采用塌壩泄洪的方式，以利排淤?zèng)_砂，加大水流寬度和泄洪能力。在泄洪過程中，可隨時(shí)觀測(cè)洪量，一旦持續(xù)出現(xiàn)洪量小于1 500 m3/s的情況，就可改用兩側(cè)調(diào)節(jié)閘來泄洪，以減小洪水對(duì)橡膠壩的磨損。同時(shí)可立即檢查橡膠壩的沖刷磨損情況，特別要注意洪水經(jīng)過橡膠壩時(shí)，帶入到上游壩袋錨固槽或洪水過壩后因負(fù)壓作用吸入壩袋底部的沙石，如果清除不及時(shí)，壩袋在立壩過程中與這些石塊產(chǎn)生摩擦，一旦遇到特別尖銳物體，情況就特別危險(xiǎn)。因此，每年汛后要對(duì)橡膠壩徹底檢查一遍，將壩底及錨固槽的沙石清除干凈。此外，還應(yīng)加強(qiáng)平時(shí)的日常巡檢和定期檢查。工作人員要監(jiān)視水情和水流形態(tài)、工程狀態(tài)變化和壩袋運(yùn)用情況，發(fā)現(xiàn)工程異常，及時(shí)分析原因，防止事故發(fā)生。

第二，采用堵頭式錨固的橡膠壩。立壩時(shí)向壩袋內(nèi)注水時(shí)與邊墻（中墩）結(jié)合部位易出現(xiàn)坍肩現(xiàn)象，水流會(huì)在坍肩部形成局部溢流，影響橡膠壩的正常運(yùn)行。施工時(shí)雖然盡量將邊墻（中墩）與壩袋接觸部位的混凝土表面打抹光滑，甚至采用抬高局部端部底板的辦法來消除坍肩的影響，但效果不是太好，坍肩磨損現(xiàn)象依然嚴(yán)重。于是將不銹鋼鋼板鑲貼在邊墻（中墩）上，利用不銹鋼的光滑度及耐磨蝕性均強(qiáng)于混凝土的特性來消除坍肩磨損。經(jīng)過幾年的運(yùn)行觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，采用不銹鋼鋼板鑲貼形式，坍肩磨損極小，且工程造價(jià)很低，簡(jiǎn)單易行。

第三，在橡膠壩管理運(yùn)行過程中，要避免以下幾種情況的壩袋損壞。一是火造成的損壞。火是橡膠壩袋潛在的最為不利的危害因素?；鹂梢鸫蠓秶鷫误w損壞，而修復(fù)大面積的壩體困難較大，因此在橡膠壩管理范圍內(nèi)必須杜絕火源。二是人為破壞造成的損壞。橡膠壩袋容易受到尖利和有尖角物體的損壞，盡量避免人為造成的壩袋損壞。三是洪水過后殘骸造成的損壞。洪水過后的遺留殘骸，如民用垃圾、建筑材料等尖利物很可能對(duì)壩體上下游側(cè)造成損傷。另外，為延長(zhǎng)橡膠壩袋使用壽命，可用氯丁橡膠改性涂層作為防老化涂層。

6 結(jié)語

濁漳河榆社城區(qū)段河道整治工程中蓄水工程的建成，大大提高了縣城治理段河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)，可達(dá)20年一遇設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)承擔(dān)了下游13個(gè)自然村280 hm2的農(nóng)田灌溉任務(wù)，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供了基礎(chǔ)和條件，也為城市、工業(yè)供水，特別是榆社電廠改擴(kuò)建后的用水提供了保障。蓄水后的城區(qū)河段與榆社其他旅游景點(diǎn)、地下化石資源等共同營(yíng)造了一個(gè)良好的人居環(huán)境。