王秀紅

（遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順113007）

1 工程概況

大伙房橡膠壩位于大伙房水庫溢洪道和輸水道下游的河道上，在壩下河堤1 號堤1+090.000 樁號與3 號堤之間，是防止河床下切、保護(hù)防洪堤防穩(wěn)定的水利工程。大伙房橡膠壩采用充水式壩型，攔河建筑物由橡膠壩段和充排水泵房組成。工程攔河總長度430.0 m，壩高2.2 m，橡膠壩底板高程88.6 m，底板寬度為9 m，壩頂高程90.80 m，最高擋水位91.20 m。橡膠壩分為7 個壩段，6 個壩段單跨長64.0 m，1 個壩段單跨長17 m，為調(diào)蓄壩段。1 號堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇設(shè)計，3 號堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇設(shè)計。大伙房橡膠壩工程等別為Ⅵ等，主要建筑物級別為4 級。

橡膠壩底板采用c25 鋼筋混凝土，底板厚0.9 m。壩墩內(nèi)部留有溢流管，防止壩體沖水過量發(fā)生壩袋爆裂，溢流高程為91.68 m。壩袋錨固方式為雙錨固。壩袋膠布除滿足強(qiáng)度要求外，還具有耐老化、耐腐蝕、耐磨損、抗屈撓耐寒等性能。橡膠壩充水通過一根DN300 的管道從天然河道取水，然后通過一根直徑500 mm 的總管，和7 根DN250的支管送到各壩袋內(nèi)。橡膠壩排水，下游水位較低時，橡膠壩自流排水，下游水位較高時，則用水泵強(qiáng)排。

2 橡膠壩壩袋受力分析

壩袋充水時，袋壁承受經(jīng)向拉力，壩袋受力及相應(yīng)結(jié)構(gòu)型式如下：

1）壩袋內(nèi)壓比：a=H0/H1

式中：H0——內(nèi)壓水頭，H0=（91.68-88.60）m；H1——設(shè)計壩高，H1=（90.8-88.6）m。

經(jīng)計算得a=1.4。

2）壩袋內(nèi)力等相關(guān)分析按公式計算：

式中:T——壩袋徑向拉力。計算得T=21.78 kN/m。查充水式橡膠壩袋設(shè)計參數(shù)表得：

當(dāng)a=1.4 時，T/H12=0.45，S1/H1=1.641 9，S/H1=1.719 0，x0/H1=0.499 5，n/H1=1.118 0，R/H1=1.125 0，V/H12=1.553 0。

其中：S——下游壩面曲線段長度，S=3.78 m；S1——上游壩面曲線段長度，S1=3.61 m；x0——下游貼地段長度，x0=1.10 m；n——上游貼地段長度，n=2.46 m；R——上游壩面曲線段半徑，R=2.475 m；V——壩袋單寬容積，取7.52 m3/m。

計算得T=21.78 kN/m，與上述公式計算相同。

3 問題的提出

在幾年的運行中，陸續(xù)出現(xiàn)一些問題，已經(jīng)影響橡膠壩的運行。

1）橡膠壩底板低，底板高程與河床高程相同，汛期行洪后，泥砂淤積在上下游底板上，造成對壩袋的磨損；2）橡膠壩底板前無護(hù)坦后無消力池，造成前后淤積，壩袋充水過流時造成壩袋振動、拍打現(xiàn)象；3）每次充水到70%時要到每個壩袋兩端頂部排氣，如不及時排氣，在充脹壩袋時積聚空氣，形成局部鼓脹，增大袋壁拉力，在溢流時，由于壩頂局部鼓脹的影響，會形成偏流和引起壩袋振動，坍壩時壩袋坍不平，影響泄流；4）檢修、排氣難度大。因壩袋在河道中有430 m 長，而中墩頂（高程92.3 m）到壩袋頂部高度（90.14 m）過高，高差2.16 m，有時劃橡皮船，有時從翼墻翻下，自帶梯子等攀爬工具，完成七孔壩袋排氣要三、四個小時，耗費體力和精力；5）因2010年及2013年渾河發(fā)生較大洪水，水庫頻繁泄洪，泄洪量較大，尤其是2013年洪水夾帶泥砂對中墩造成污染，對橡膠壩袋啟閉造成磨損；6）上游進(jìn)水井及下游排水口均在河道，埋在淤沙中，對運行帶來影響；7）在橡膠壩出水口上游、垂直于橡膠壩水流方向有一條污水管線，對出水口及橡膠壩袋造成污染和淤積；8）壩袋頂過流大時易造成壩袋振動、拍打現(xiàn)象；9）壩袋充水存在過充現(xiàn)象，因監(jiān)測設(shè)備顯示為壓力值而非高程值，往往出現(xiàn)用溢流管控制壩袋的充啟高度。

4 應(yīng)對方案探討

結(jié)合橡膠壩結(jié)構(gòu)型式，針對運行中出現(xiàn)的一系列問題，采取以下措施：1）針對淤積問題，因資金原因，橡膠壩下游沒有消能設(shè)施，在運行前后都要進(jìn)行仔細(xì)檢查，及時清理底板上、壩袋上下游淤積物；2）定期清理河道進(jìn)水口，將垂直于橡膠壩出水口的污水管線進(jìn)行改線，引至下游河道，清理出水口，解決橡膠壩進(jìn)水和排水問題；3）為了減少壩袋與中墩的摩擦，用角磨機(jī)打磨中墩，環(huán)氧樹脂涂刷中墩，有效保護(hù)中墩，降低中墩與壩袋間摩擦；4）為了方便檢修及排氣，在每個中墩上修建了可以上下的爬梯，爬梯選擇兩段式，中間做馬鞍型爬梯，便于到壩袋上排氣，上游靠近壩袋處做固定式爬梯，解決了上下壩袋的難題，爬梯的位置和高度參考壩袋貼地長度和曲線段長度計算結(jié)果，既避免靠太近損傷壩袋，又避免太遠(yuǎn)上不去壩袋；5）為了減少壩袋振動和拍打，及時進(jìn)行人工排氣，加強(qiáng)充壩期間水位壓力、壩袋形態(tài)觀測，隨時掌握水庫泄流情況，當(dāng)壩袋溢流時，觀察壩袋運行情況，溢流水深不要超過400 mm 運行，對應(yīng)水庫泄流量為200 m3/s,泄流加大要及時進(jìn)行調(diào)流，可坍塌一孔或降低壩高運行，當(dāng)水庫下泄流量超過500 m3/s 時要坍壩運行；6）壩袋過充問題，從溢流管出水時，壩袋環(huán)向伸長后的壩高比設(shè)計壩袋高，致使壩袋強(qiáng)度超出計算強(qiáng)度，壩袋容易出現(xiàn)安全問題，運行中在中墩上安裝了水尺，便于觀測水位高程，同時記錄下達(dá)到設(shè)計高程時相應(yīng)監(jiān)測設(shè)備壓力值，在實踐中積累經(jīng)驗，嚴(yán)格控制壩袋充啟高度，確保壩袋安全運行。

5 結(jié) 語

大伙房橡膠壩是水庫用來解決河道下切滿足工程安全運行的水工建筑物，橡膠壩的建成對改善城市生態(tài)環(huán)境，美化城市起到很大作用，通過幾年來的運行，發(fā)現(xiàn)要注重橡膠壩的觀測與檢查，要及時發(fā)現(xiàn)問題，及時進(jìn)行處理，管養(yǎng)結(jié)合，這樣才能更好地發(fā)揮橡膠壩的功效。

［1］ 陸吾華,侯作啟. 橡膠壩設(shè)計與管理［M］.北京：中國水利水電出版社,2005.

［2］ 高本虎.橡膠壩工程技術(shù)指南［M］. 北京：中國水利水電出版社，2006.