文峪河橡膠壩蓄水工程設計方案

褚曉偉

(太原市市政工程設計研究院，山西太原 030002)

1 工程概況

文峪河古稱文水，又名文谷水、渾谷水，是汾河流域內河道最長、流域面積最大、徑流量最多、河源海拔高程最高的一條支流，也是我省目前唯一未被污染的河流。

文峪河在文水縣主城區段，河道全長約5 km，其作為縣城的主要防洪河道，由北向南由縣城區東穿過。現狀河道寬130 m～200 m，河道縱比降0.7‰左右，堤高8 m～10 m，文峪河城區段綜合整治工程范圍北起文峪河規劃北中環橋，南至紅旗橋下游900 m處，全長1.96 km。

2 設計標準及工程等級

1)設計標準。根據呂梁地區水文資源勘測分局提供的《文峪河文水城區段河道整治工程水文分析報告》，治理段文峪河防洪標準:20年一遇，設計流量318 m3/s;50年一遇，設計流量360 m3/s。

2)工程等級。依據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》，工程等級屬于五級，主要建筑物為五級建筑物。工程使用年限為50年。

3 工程設計方案

3.1 總平面布置

根據文峪河現狀情況，河道縱坡較緩，本次河道治理遵循蓄水、景觀美化及開發建設相結合的原則，蓄水采用復式河槽全槽方案，即河道內布置一條泄洪蓄水渠，泄洪蓄水渠兩側設二級平臺作為綠化景觀平臺，本次河道整治控制寬按100 m考慮，其中蓄水主河槽擬按60 m考慮，河道設計起點位于北二環橋上游150 m，蓄水起點上游段至桑村橋僅進行河道清淤，蓄水池終點位于西宜亭橋上游300 m處，蓄水美化段河道全長3 700 m，泄洪蓄水渠共分2級，每級以橡膠壩分隔，橡膠壩壩高均為2.5 m，渠底采用防滲加固處理。

3.2 河道治理橫斷面設計

本河道綜合治理工程規劃河道控制總寬為100 m，其中蓄水池寬60 m，兩側綠化帶寬20 m～30 m，蓄水渠深3 m，綠化帶橫向坡為8%～15%，河道東西兩岸分別為濱河東路、濱河西路，規劃道路寬20 m，道路高出河道綠化帶蓄水渠頂3.0 m～4.0 m。

3.3 橡膠壩平面布置

根據河道蓄水規劃蓄水長度為3 700 m，河道縱坡1.0‰，橡膠壩壩高均為2.5 m。根據現狀地形情況，共布設蓄水池2座，其中1號橡膠壩蓄水長度1 600 m，2號蓄水池長為2 100 m，橡膠壩不得布設于規劃路網及邊山支溝出口，且必須保證距離跨河橋梁不小于100 m，每級最大正常蓄水深度:1號壩為池首0.9 m，池尾2.5 m;2號壩為池首0.4 m，池尾2.5 m，1號 ～2號橡膠壩均為單跨，長60 m。泄洪蓄水渠的作用是汛期泄洪排沙，非汛期由2座橡膠壩攔蓄為池。為保證蓄水，橡膠壩、池底防滲及蓄水池兩側邊墻組成封閉體共同完成蓄水。

3.4 蓄水工程水源方案

1)蓄水水源。

蓄水水源是河道蓄水工程能否實施的關鍵問題，本工程規劃蓄水總量為37.7萬m3，本次蓄水水源方案采用文峪河水庫開閘放水，沿兩岸現狀灌渠輸送至蓄水區，按5 m3/s放水，按沿途滲漏20%計，需要放水 47.1 萬 m3，共計 26.1 h。

2)橡膠壩袋充水水源。

1號～2號壩壩高均為2.5 m，需要充水600 m3，設計采用自來水充壩。

3)滲漏、蒸發損失補水。本蓄水工程建成后，盡管采取防滲措施后滲漏問題解決，但約22.2萬m2的水面蒸發仍將造成水量損失，據計算夏季日蒸發量為0.148萬m3，因此為滿足河道蓄水正常水位，設計采用文峪河水庫定期補水方案。

3.5 建筑物設計方案

3.5.1 橡膠壩土建工程

1)橡膠壩底板結構。

由于橡膠壩塌壩泄洪時，為寬頂堰自由溢流，據已有工程經驗，壩袋坍落后厚度按20 cm計。本工程設計洪峰流量360 m3/s，根據工程實際經驗，本次設計橡膠壩底板高程與上游河底齊平，鑒于本工程運行方式為汛期塌壩運行，橡膠壩基礎壩后不設消力池，壩下游15 m范圍內底板采用40 cm厚C20混凝土進行防滲防沖加固處理長15 m。底板下鋪兩布一膜復合土工布(0.4 mm)，土工布上下各鋪10 cm厚的粗砂墊層。

根據壩袋坍落寬度及上下游施工與檢修的交通要求，橡膠壩底板長為9 m，為水平段，考慮底板內埋管、穩定及防凍等要求，底板設計厚度1.0 m，上下游各設深1.4 m及1.2 m的齒墻，底板材料采用C20鋼筋混凝土。壩底板與上游庫區間設置橫向沉降縫，并用橡膠止水帶止水。底板本身設置縱向沉降縫，用橡膠止水帶止水。

2)橡膠壩邊墩。

枕式橡膠壩邊墩要求強度高、平整、光滑，以保證橡膠壩的穩定及立壩、塌壩的便利，本次設計橡膠壩邊墩結合兩岸排污涵設計在滿足穩定與強度的情況下，考慮埋設超壓溢流管的需要，設計將原排污暗涵外側墻加厚至0.5 m，該段方涵長度與底板相同，均為9 m。

3.5.2 橡膠壩袋設計

1)橡膠壩袋。

文峪河河道治理工程為復式斷面，主河槽蓄水工程為了不減小行洪斷面并增加城市景觀的要求，采用雙錨固枕式充水彩色橡膠壩袋。充水式橡膠壩抗浮穩定性好，運行穩定，壩頂溢流時，偏流和振動現象少。

橡膠壩的骨架材料采用錦綸帆布，膠料采用氯丁膠，壩袋為彩色，從工程運行可靠及經濟等方面因素考慮，壩袋內壓比取1.30。由于河道縱坡比較大、推移質多，壩袋抗震等要比一般河道上要求高，因此壩袋安全系數取12。

2)壩袋錨固設計。

本工程枕式橡膠壩為雙錨線的堵頭式，壩袋四貯存器皆采用底板開槽的螺栓壓板錨固，為防止壩袋端部塌肩，對壩袋端部處的底板建成1∶15的斜坡，對兩側堵頭的裙腳采用內錨固形式。

4 結語

文峪河是流經文水縣城的一條主要河流，屬汾河主干流，河道總長158.6 km，流域面積4 112.4 m2，該河在建城區段河道長約5.5 km。文峪河作為文水縣城主要防洪河道，由南向北橫穿市中心。工程建成后提高了河道和文水縣城的防洪標準，可以有效地避免洪災，其次河道綜合整治后，將大大提升兩岸房地產開發價值，同時也美化了城市環境，提升了城市品位，具有顯著的經濟效益和社會效益。

[1] SL 227-98，橡膠壩技術規范[S].

[2] 高本虎.橡膠壩工程技術指南[M].北京:中國水利水電出版社，2009.