淠河六安城北橡膠壩的設計重點難點與創新

李華偉 趙百營 郭 飛

一、工程概況

淠河六安城北橡膠壩工程位于淠河中游滬蓉高速公路橋下游約600m處，該工程具有改善水生態環境、回補地下水等綜合功能。該橡膠壩樞紐工程為Ⅲ等中型工程，包括橡膠壩、充排水泵房、調節閘、上下游引河及左右岸導流堤等部分。

壩基持力層為第②層細砂，厚2.30～5.60m，存在輕度液化問題，下臥層為第③層粗砂、中砂夾礫石層，厚1.50～5.30m；第④層粉質粘土夾礫石層，厚1.50～2.70m；第⑤層礫砂、圓礫，厚6.30～11.40m；第⑥層全、強風化砂巖。

工程建成后，蓄水回水至上游中壩，回水長度9.3km，形成水面面積約5.84km2，蓄水量達2000 萬m3，淠河城區段生態環境進一步改善，是創建人水和諧、宜居宜商、生態園林城市的重要基礎設施工程。

二、設計重點難點

（1）壩址區河道寬闊，河道主槽偏右岸，如何進行合理的總體布置，既滿足工程蓄水要求，減少塌壩頻率，又不影響行洪；同時淠河河道為砂質河床，總體布置還要盡可能地避免河道淤積問題。

（2）受采砂影響，壩址區河道河床起伏較大，局部采砂坑深達10m，砂質河床，抗沖能力差，根據調研，許多橡膠壩工程出現險情多因下游防沖措施不足，導致下游河道下切，溯源沖刷防沖槽及海漫，以致威脅消力池及壩體的安全。因此，如何解決河道沖刷問題，保證工程安全，是該工程設計的又一難點。

（3）壩址區河道采砂坑深淺不一，壩底板局部位于回填細砂層，存在輕度液化問題，且地基易產生不均勻沉降，如何科學合理地解決這些問題，是該工程的設計重點。

（4）壩基持力層為細砂，滲透系數大，為強透水層，如何進行防滲處理，是該工程成敗的關鍵。

（5）工程位于六安市淠河城區段，六安市為國家級園林城市，如何將建筑與景觀結合起來，是該工程設計的又一重點。

三、技術創新

1.總體布置科學合理，調度運用靈活方便

該工程采用橡膠壩和調節閘結合布置的方案，根據現狀主泓偏右岸的特點，調節閘布置在河道右岸主槽部位，根據淠河非汛期流量，結合橡膠壩檢修和調度要求，調節閘共布置3 孔，單孔凈寬6m，三孔一聯總長22.4m；橡膠壩和調節閘之間布置分流島，水流流態平順，在分流島中部布置泵房，節約空間，橡膠壩共6 跨，每跨長88.0m，橡膠壩段總長535.5m；整體布置錯落有致，美觀大方；同時在運用過程中，中小洪水情況下，可充分利用調節閘下泄上游來水，避免頻繁塌壩，并有利于沖砂和方便檢修，工程運用靈活方便。

2.復雜河床條件下的混凝土板樁墻防沖技術，解決河道下游溯源沖刷問題

鋼筋混凝土防沖墻防沖技術系利用鋼筋混凝土板樁支護來防止下游河道沖刷影響海漫及護底安全，該方案具有防沖效果好，施工方便等優點，城北橡膠壩消能防沖條件惡劣，且下游挖砂嚴重，為防止沖刷對海漫、護底造成破壞，下游防沖設施采用鋼筋混凝土板樁墻與拋石防沖槽相結合的防沖方案，板樁墻布置在海漫末端，根據地質情況，結合沖刷計算成果，設計板樁墻厚0.5m，墻深15.5m，墻頂布置帽梁，該方案徹底解決了下游消能防沖和下游河床下切問題。

3.強夯和振沖擠密法聯合運用，解決松散壩基穩定及地基承載力問題

針對該工程地基為砂基，地基受河道采砂擾動大、承載力低、地基不均勻等特點，設計采用強夯法和振沖法結合進行地基處理，對河道深泓及采砂深坑等進行振沖處理，其他承載力不滿足設計要求部位進行強夯法處理。強夯處理設計有效加固深度7.5m，按先點夯、后滿夯的工藝組合進行施工，點夯單擊夯擊能3000kN·m，滿夯單擊夯擊能1500kN·m；滿夯分兩遍完成，每遍兩擊，滿夯夯點搭接1/4錘徑；施工前先進行現場試夯，確定夯點間距、夯擊次數、夯擊遍數、夯擊沉量及間隔時間等設計參數。振沖樁設計樁徑1.0m，樁底高程17.50m，樁間距2.5m×2.5m，振沖樁填料采用粗砂；振沖機械暫采用ZCQ75C 型潛水振沖器，功率為75kW；施工前先進行現場工藝試驗，合理確定加密電流、加密段長度、留振時間等有關技術參數，并經檢測確認施工質量滿足設計要求后，方可進行振沖施工；振沖段屬填方段，為確保振沖加固效果，回填時填至建基面以上不小于2.0m。工程處理后，經檢測，地基承載力及沉降滿足設計要求，輕度液化問題同時也得到解決。

4.混凝土防滲墻處理砂基滲漏技術

該工程砂基滲透系數大，壩基滲漏量大，根據工程特點，采用混凝土防滲墻對壩基進行截滲處理，設計防滲墻厚0.4m，墻體滲透系數不小于2×10-7cm/s，防滲墻頂通過止水與上部結構連接，墻底進入全風化巖層不小于0.5m。工程處理后，經檢測，地基滲透穩定及滲流量滿足設計和規范要求。

5.建筑風格創新

在建筑風格上，該工程的建筑風格與周圍城市環境和諧統一，將六安園林城市建設融入建筑設計風格當中，傳承六安地域文化、創新建筑風格，創造具有時代性和民族性的建筑新風格，在建筑外形上及建筑色彩搭配上大膽創新，運用一系列的手段，通過點、線、面及色彩組合等，將城北橡膠壩建成六安市一道具有特色的亮麗風景。

四、結語

淠河六安城北橡膠壩工程因受選址、布置、流態、地質、結構、施工及運用等多種不利因素影響，致使設計難度大。通過采用科學合理的選址和總體布置方案，并根據地質情況，上游采用混凝土防滲墻解決壩基滲漏問題，下游采用鋼筋混凝土板樁墻防止下游河道沖刷影響工程安全，對軟弱砂基采用強夯法和振沖法結合處理，同時在建筑風格上大膽創新，與周圍城市環境和諧統一，取得了顯著成效■