橡胶坝工程设计中有关问题的探讨 - 工程设计

橡胶坝工程设计中有关问题的探讨- 工程设计

面对当前水资源日益短缺和用水之间矛盾日益突出的现状,为充分开发利用水资源，对栈子橡胶坝工程兴建缘由、设计方案比拟中有关问题进行了分析探讨。关键字：橡胶坝兴建缘由方案拟定可行性一、工程概况栈子建闸地处东港区涛雒镇以南，栈子村北，属滨海水系，位于巨峰河下游分洪河道——竹子河上。坝址以上流域面积198km2，干流长28km2。巨峰河发源于巨峰水库上游甲子山，在栈子村北入海，河道径流在大刘庄村西南由竹子河、南店河分流入海，其中竹子河分流口宽100m，南店河分流口宽40m。闸址区域为河流相冲淤积地貌，地形起伏较小，沉积韵律明显。流域植被覆盖较好，水土保持完善。二、兴建缘由竹子河两岸为河相冲积小平原，地势低洼，海拔高程22.0～4.0m，由于受海潮侵袭影响，本区内基本是碱性沙壤土。沿河有4500亩苇场荒滩无法利用，近15km2范围内地下水矿化度高，不符合人畜饮用标准。区域为日照水库下游灌区，由于渠系配套不完善，老化失修严重，灌溉用水困难，加之工业及城市生活用水量大，农业用水越来越紧缺。兴建栈子拦河建筑物对于充分利用地表水资源，缓解日照水库供需水，防止海水倒灌，提高人民生活质量，开发利用苇场荒滩，改良盐碱地，发展淡水养殖，都具有重要意义，经济效益、生态效益、社会效益显著。三、工程方案比拟1、坝址选择栈子建坝坝址拟定了三个方案进行比较。

1)入海口：防潮效果好,流域面积大，来水量多。但河道入海口为淤沙质海岸，位置变迁大，地质条件差，工程建设困难，投资多；地势低，

拦蓄淡水利用率低，引海水和拦蓄淡水矛盾较大。2)栈子村北：东距入海口2.8km。防潮效果较好，地势高，灌溉及淡水养殖引水方便，工程量小，投资省，经济效益、生态效益、社会效益显著。但地质条件较差，流域面积小，来水量较少，兴利调节性能相对较差。3)大刘庄村西：东距入海口6km。流域面积较大，来水量多，地势高，灌溉及水产养殖引水方便。但无挡潮性能，工程量大，投资多。综合考虑地形、地质、水流、泥沙、环境影响等因素，经过技术经济比较后，确定采用第二方案，即坝址选在栈子村北方案最优。2、形式拟定沿海河道拦河工程结构形式主要有提升闸、橡胶坝、水力自动翻板闸等。1)提升闸：根据闸门制作材料不同，又分为钢筋混凝土闸门、钢闸门及木闸门等。它具有运行可靠，使用方便，水位可人为控制等特点。但造价高，结构复杂，运行费用大，启闭速度慢，影响行洪。2)橡胶坝：具有造价低，技术先进，结构简单，施工方便，抗震性能好，不阻碍河道行洪，而且橡胶坝作为一种高分子合成材料的新型水工建筑物，结构新颖、独特，坝体运用的新型材料，美观大方，建成后美化环境，增加旅游景点，提高经济效益。但坝袋坚固性较差，易老化。3)水力自动翻板闸：具有结构简单，运行可靠，节省能源，工程造价低，管理维修方便等特点，但水位无法人为调节，运行方式不灵活。根据周边地区对上述几种型式的闸门的运用状况分析，通过社会经济效益及技术比较和反复论证，结合实际情况，本工程采用橡胶坝。3、工程设计橡胶坝按充胀介质可分为充水式、充气式。充水橡胶坝在坝顶溢流时袋形比较稳

定，过水均匀，对下游冲刷较小；由于气体具有较大的压缩性，充气橡胶坝在坝顶溢流时，出现凹口现象，水流集中，对下游河道冲刷较强。在有冰冻的地区，充气橡胶坝内的介质没有冰冻的问题；充水橡胶坝不具备这一优点。充气橡胶坝气密性要求高；充水橡胶坝这方面的要求相对低些。充气橡胶坝比充水橡胶坝工程投资低。根据运用要求和工程条件，综合考虑两个不同介质橡胶坝的优缺点，拟采用充水式橡胶坝，坝袋与底板的连接采用双锚线锚固。栈子橡胶坝东距入海口2.8km，西距204国道2.1km。设计坝室总长168.0m，坝轴线与河道中心线垂直。靠近河道左岸设调节闸2孔，用于冲刷坝前淤泥，调节坝前水位。采用梁板式钢筋混凝土平面闸门挡水，单吊点启闭。调节闸右侧为橡胶坝坝体，共3跨。顺水流向自上而下依次设铺盖、底板、消力池，海漫、防冲槽等。为满足坝袋充排水需要，设计在河道左岸堤外打沉盘井一眼，在橡胶坝左坝端建充排水泵站一处，通过管道系统对坝袋进行充排水。四、运行管理水利工程建设是基础，使用是目的，管理是关键。为了切实保证管好、用好橡胶坝工程，充分发挥灌溉、防潮、养殖效益，除了搞好设施配套外，还必须设专门技术人员，严格按以下要求运行控制：1、工程竣工后，橡胶坝应进行蓄水试验。坝袋充水不应超过设计内压力，坝前蓄水位控制在4.6m高程以下。2、正常运行时，严禁坝袋超高超压运用。3、坝顶溢流时，可通过改变坝高来调节溢流水深，从而避免坝袋发生振动。高温季节，可适当降低坝高，在坝顶面短时保持一定溢流水深，以降低坝袋表面温度。4、行洪坍坝时，应均匀

对称，缓慢坍落，避免下游有害冲刷。五、工程的可行性栈子橡胶坝工程是一处集农田灌溉、水产养殖于一体的综合利用水利工程，工程建成以后，不仅能有力的促进当地农村经济发展，而且对自然、生态、社会环境的改善产生了积极的影响。1、改善水源条件，缓解供需矛盾。橡胶坝建成后，挡水高度2.5m，兴利库容387.9m3，改良荒滩盐碱地5500亩，能有效地缓解日照水库供需水矛盾，改善农业生产条件。2、发展水产养殖，提高人民生活水平。工程度建成后，可利用沿河涝洼地发展水产养殖4500亩，对调整农村产业结构，促进经济发展，提高人民生活水平，将发挥重要作用。3、改善自然环境，促进社会发展。工程建成后，能为动植物生长、繁衍创造有利的条件。沿河两岸通过植树绿化，可减缓风速，净化空气，改善局部小气候，增加旅游景观，提高人民生活质量，促进社会发展。