橡膠壩在西福河沙河坊攔河工程中的應用

熊建華

（湖南澧陽平原灌區管理處 常德市 415535）

劉大鵬

（河北省水利水電勘測設計研究院 石家莊市 300250）

1 概 述

西福河位于增城市中部，為東江一級支流，全流域總面積597.71km2，河長56.09km，上游有聯安、金坑兩座中型水庫及白洞一座小型水庫，西福河干流在增城境內流經中新鎮、朱村街、新塘鎮的寧西、仙村、巷頭，以及石灘鎮等，在新塘鎮的巷頭匯入東江。

西福河沙河坊攔河壩位于增城市仙村鎮岳湖沙河坊村，工程始建于1960年，壩型為活動坡水閘，該水閘總寬90m，采用14孔鋼閘門，每孔凈寬平均約（5～6）m，總凈寬75.75m，閘底板高程2.4m和2.8m。兩岸堤防為土堤，堤頂高程左岸為6.64m，右岸為7.47m。經過40多年的運行，活動坡破損嚴重，主要存在下游消力池部分沖毀、啟閉排架混凝土碳化剝落嚴重、啟閉機臺數少且老化嚴重、閘門漏水嚴重等問題，需拆除重建。

2 樞紐總布置及主要建筑物設計

西福河沙河坊攔河壩工程是以防洪為主，兼顧灌溉、交通、改善水環境的水利工程，參考類似工程經驗，攔河壩壩型選用橡膠壩，壩址布置在原工程坡址下游約45m處，兩岸取水口分別布置在距壩軸線上游約20m處。

根據《橡膠壩技術規范》（SL227-98），參照已建工程，本工程采用充水式橡膠壩，壩內壓比選用1.3。

橡膠壩總寬度為81.0m（包括邊墩），底板采用寬頂堰形式。其中上游拋石防沖槽長為4.0m，鋪蓋長為9.50 m，橡膠壩底板順水流方向長為11.50m，下游消力池及連接段長為18.00m，海漫長為32.0m，防沖槽為12.40m。

根據兩岸灌溉取水高程的要求，確定橡膠壩壩頂高程為5.0m，橡膠壩底板頂高程為1.50m，底板厚為0.90 m，中墩高程為6.0m。共布置3孔，每孔凈寬25.0m，中墩和邊墩厚1.5m，上、下游墩頭采用半圓形。

3 橡膠壩施工

3.1 壩袋、底墊片、墊平片要求

（1）本工程壩袋選用二布三膠壩袋。在工廠加工制作成25m長的壩袋3條成品，運至施工現場后可直接安裝。壩袋、底墊片應由按設計文件進行制作，出廠前必須檢查其尺寸并畫出錨固線和錨固中心線，應在醒目位置標出上、下游標記。

（2）壩袋制作必須嚴格保證質量要求，出廠時必須檢查通過國家計量認證的檢測機構出具的有關參數檢驗報告。

（3）墊平片采用與壩袋相同厚度或稍厚一些的橡膠片。

（4）壩袋及底墊片在搬運過程中應避免發生變形和損傷。

3.2 壩袋安裝前檢查

（1）楔塊、基礎底板的強度必須達到設計要求。

（2）壩袋與底板及岸墻接觸部位應平整光滑。

（3）充排管理應暢通，無滲漏現象。

（4）預埋螺栓、底板、壓板、螺帽進出水（氣）口排氣孔，超壓溢流孔的位置和尺寸應符合設計要求。

（5）壩袋和底墊片運到現場后，應結合就位安裝首先復查其尺寸和搬運過程中有無損傷，如有損傷應及時修補或更換。

3.3 壩袋安裝程序

壩袋安裝的程序如下圖所示：

附圖 壩袋安裝的程序

3.4 安裝方法如下

（1）在底板上分別標出壩軸線、中心線。

（2）底墊片就位，在底墊片上分別標出中心線和錨固線。

（3）在伸入壩袋內的充排水（氣）管、測壓管和超壓溢流管等管口四周的底墊片上，宜粘上一層橡膠片作補強處理。

（4）在底墊片上畫出水帽、測壓管和超壓溢流管位置，復測無誤后在各管理口處挖孔并固定。

（5）水海綿可粘在底墊片相應位置上。

（6）使壩袋中心線和錨固線與基礎底板及底墊片上的對應線重合。

（7）根據工程的特殊情況，先安裝上游，從壩袋中心線向兩側同時進行。然后將下游折疊塌落區的壩袋翻向上游，折疊后按需要長度翻向下游，對準壩袋中心線和下游錨固線，上、下游一直安裝到邊墻水平段以下，為了減少壩袋折皺部分的拉平工作量，采取壩袋內充水的方法。當壩袋充脹到一定的高度后，即將壩袋內的水全部放光，使壩袋按照預定的軌跡自然地平鋪在底板和兩端岸墻上，然后用葫蘆拉平就位掛在墻頂，從上游向下游、由中間向兩側、先中間后兩岸端的順序進行錨固。無論采用何種錨固型式，袋布要拆疊、理順、墊平、不得用剪口補強處理。

一段壩袋的安裝工作全部完成后，可轉入下一個壩袋，以同樣的方法進行安裝。

所有3個壩段的壩袋全部安裝完畢后，可組織安裝人員和質檢人員進行全面質量檢查驗收。

3.5 充排設備

壩袋充排水控制系統應在壩袋安裝前完成，每跨壩袋均可單獨充水和排水，并設置備用充排水水泵。如果每跨壩袋充水、排水分別設置1臺充水泵、1臺排水泵，水泵臺數將達到8臺（含備用），設備、土建造價高且不利于布置和控制，因此采取每跨壩袋充水和排水共用水泵，只需4臺（含備用）水泵即可。

根據規范 “壩袋的充脹與排放所需時間必須與工程的運用要求相適應”，“國內已建橡膠壩工程的統計，其充壩時間為（2～3）h，坍壩時間為（1～2）h”，“對建在行洪河道或溢洪道上的橡膠壩，由于有突發洪水的情況出現，如因排水時間過長，不能及時坍壩，可能造成洪水漫灘或漫壩，由此帶來嚴重后果”，本工程橡膠壩坍壩時間初定為45min；充水工況和排水工況共用水泵，充壩時間同樣約45min。運行工況的轉換通過水泵、閥門的操作來完成。

根據計算的水力參數，本階段選擇單級雙吸中開離心泵KQSN300-M27/223，臥式布置，流量（422～844）m3/h，揚程（7～14）m，功率30kW，汽蝕余量4.3m。泵站總裝機功率120kW（含備用）。

3.6 電氣安裝

增城市西福河沙河坊攔河壩橡膠壩工程，其中設備有雙吸離心泵配30kW電動機4臺，三用一備；排水泵4kW電動機兩臺，一用一備；起重設備5kW電動機1臺；通風設備1kW電動機兩臺；10kV高壓電源從距原閘站約200 m的10kV專用電源點，用電纜引入控制樓內的高壓室。為保證橡膠壩在塌壩時，3臺機組供電的可靠性，設1臺275 kW柴油發電機組作為本壩3臺水泵運行的備用電源。

3.7 充水試驗

壩袋安裝完成后做充水試驗，試驗時第一次充水不應充至設計高度，應略低于設計高度0.5m左右。充水完成后停留一段時間，然后仔細對橡膠壩的各個部位進行檢查，仔細記錄漏水處和不正常現象，隨后將壩袋內的水全部放光，處理漏水處和不正常的地方。并對上游的錨固楔塊重新敲打一遍，防止其受力后產生松動。然后重復上述工作內容直至橡膠壩充水正常。

4 結 語

本工程已于2010年4月15日通水，經過試運行，能滿足設計要求，達到了預期效果。

橡膠壩在本工程中的應用表明，作為低水頭的閘壩，該壩型與傳統的水閘相比，具有操作靈活，升降自如，造價低廉等優點，且更利于生態環境的保護，可供同類工程參考。