橡胶坝在承德市武烈河水环境建设中的应用

橡胶坝在承德市武烈河水环境建设中的应用
摘要：承德市的城市总体规划是按照“大避暑山庄”战略构想，以建设山水园林城市的城市定位和“以山为骨，以水为魂，以绿为脉，以文为蕴”的城市建设理念为指导，实现山庄与城市的和谐统一。

武烈河为承德市的发展提供了良好自然条件，通过武烈河水环境及防洪工程，建成12道橡胶坝蓄水工程，使武烈河成为了一道新的景观带和经济带的龙头。

武烈河橡胶坝在城市水环境建设中的应用为北方山区城市水环境建设提供了宝贵的经验。

关键词：承德市；水环境整治；橡胶坝
Abstract: The city of Chengde’s overall planning is in accordance with the “ Mountain Resort” strategic conception, taking the construction of landscape garden city positioning and” with the mountain in the bone, with water as the soul, to green as a pulse, to the city con struction to accumulate” concept as a guide, to realize the harmony and unity of village and city. The Wu Lie River provides a good natural conditions for the development of Chengde city, through the environment and flood control project of the Wu Lie River, we build12 rubber dam project, which makes The Wu Lie river become a new bibcock of the landscape belt and economy belt. The application of the Wu Lie River rubber dam in water environment construction provides the valuable experience for the north mountain area water environment construction.
Key words: Chengde city; water environment; rubber dam
中图分类号: F205文献标识码:A文章编号：2095-2104（2012）
1 前言
承德市是我国著名旅游城市，拥有世界文化遗产－避暑山庄及周围寺庙群，特殊的丹霞地貌景观和人文景观构成了承德市独具特色的旅游资源，每年都吸引数以百万人计的众多中外游客。

武烈河为承德市的发展提供了良好自然条件，为彻底改善承德市的防洪、水环境条件，通过修建武烈河两岸防洪堤及橡胶坝工程，使河段形成连续的梯级水面，结合景观工程，使河道两岸成为承德市一条生态景观带，两岸绿树成荫、花园锦簇，河中碧水清流、波光荡漾，改善城区小气候和生态环境，创建山水园林城市，形成一个新的旅游资源。

武烈河综合治理工程以营造水面为主体、以滨河亲水绿地为衬托、以山庄文化为底蕴，集城市防洪、景观、旅游、休闲、健身于一体，成为市民的生态乐园，为城市增添了新的旅游资源和亮丽风景，初现城市山水园林特色，城市品位得到大大提高。

武烈河水环境综合整治工程从1989年开始至2007年9月，历时18年，经
过三次全市性河道整治大行动，结合防洪堤建设，建成12道橡胶坝蓄水工程，滨水景观绿地18万m2，在城市中心区形成长12km的生态长廊；2007年和2008年对滦河城市西区段、南区段及二仙居旱河实施了综合整治，建成21道橡胶坝，约45万m2滨水景观绿地正在建设中。

武烈河、滦河整治工程的实施，使城市水系生态环境得到根本改善，防洪能力大大提高。

整治工程修建的33道梯级橡胶坝，形成目前国内最大的橡胶坝群，城市水面总面积达到600万平方米，城区人均水面面积达到12.5平方米。

2 承德武烈河橡胶坝设计要点
2.1 工程布置
橡胶坝布置遵循回水满足规划要求、不降低河道行洪能力、使水流顺畅、减少两岸浸没等原则，利用现有河道宽度确定工程规模。

橡胶坝坝顶高程根据坝顶溢流时加安全超高不超过规划的20年一遇洪水时坝址处相应的堤顶高程，以及正常挡水时保证上一道橡胶坝底板淹没深度不小于20cm等因素确定。

从坝袋安全和橡胶坝正常蓄水高程等多方面因素考虑，橡胶坝坝顶允许溢流水深为10cm。

为防止过坝推移质泥沙随水流卷入橡胶坝袋底部对坝袋造成磨损，适当抬高底板高程0.2～0.4m。

武烈河市区段河道又为复式河槽，为固定河床、减轻过坝水流对两岸堤防的冲刷，同时考虑到低标准洪水时可仅采用中间坝袋塌坝行洪，武烈河橡胶坝工程采用深、浅槽布置。

橡胶坝枢纽主要包括橡胶坝工程、泵房和充排水系统等。

沿轴线方向分为三段，按深、浅槽布置，中间为深槽，两侧为浅槽。

深槽段长均为60m，两侧浅槽段根据河道宽度平均分配，长50～70m。

深、浅槽之间设混凝土分隔墩，墩厚0.8m，底板顺水流方向长度均为11.0m。

橡胶坝段底板上游设长20m的混凝土铺盖，厚30cm，底板下游接长6m的混凝土护坦，厚50cm。

为削减坝基渗透压力护坦上设φ10cm的排水孔3排，孔、排距均为1.5m，梅花形布置，下设反滤层。

护坦末端下部接防冲墙，深度根据河床冲刷深度确定，采用混凝土灌注桩，桩径80cm，孔距70cm，墙顶与混凝土护坦连为一体。

两侧边墩采用悬臂式挡土墙型式，顶宽80cm，上游、下游边墙均为重力式混凝土挡土墙。

防冲墙下游抛填铅丝笼块石进行防护。

2.2 坝袋设计
（1）坝袋材料:橡胶坝袋按充胀介质不同分为充水式、充气式。

根据承德北方气候特点及我国对坝袋研究的成功经验，武烈河橡胶坝坝袋采用冲水式，材料为二布三胶锦纶帆布。

（2）内压比:橡胶坝坝袋内压比是橡胶坝设计中重要的基础参数，选择合适的内压比以充分利用坝袋胶布的强度，并尽可能使坝袋面积减少，降低工程造价。

根据《橡胶坝技术规范》（SL227-98），结合已建橡胶坝的设计和运行经验，武烈河橡胶坝袋内压比选用1.4。

（3）锚固方式：橡胶坝的锚固是保证坝袋安全的重要环节，锚固型式按所采用的锚固构件材料不同，可分为螺栓压板式锚固、楔块挤压式锚固以及胶囊充水式锚固三种。

目前我国最常用的是螺栓压板式锚固，其锚固力可控，安装止水效果好，安装方便，劳动强度低，且易于拆卸检修，锚固构件的重复利用率高，便于施工与管理，坝高在3.5m以上的橡胶坝，宜优先采用采用螺栓压板式锚固。

另外，由于单线锚固仅在坝上游侧锚固，坝袋可移动范围大，对坝袋防振抗磨不利。

综合考虑多方面因素，武烈河橡胶坝工程坝袋锚固型式采用螺栓压板式双线锚固。

（4）坝袋充排水系统：坝袋充水方式采用动力式，充水设备选择离心水泵。

排水视具体情况，汛期排水以水泵排水为主，自流排水为辅的排水方式；非汛期以自流排水为主，水泵排水为辅的排水方式。

3 橡胶坝施工
橡胶坝施工顺序：施工测量→施工导流及排水→淤泥清除及土方开挖→充排水管道安装→砂砾料回填→防冲墙工程施工→混凝土浇筑（包括坝底板混凝土、前铺盖混凝土、护坦混凝土、中边墩混凝土、导墙混凝土、泵房混凝土、管理房混凝土）→坝袋安装→坝袋充水试验及检查→水机设备安装→管理房→电气设备安装→自动化控制系统安装。

3.1 土方开挖
土方开挖包括橡胶坝主体底板、下游护坦、上游铺盖的土方开挖及泵房基础土方开挖。

橡胶坝开挖施工方法采用二次开挖法，第一次开挖至混凝土底板高程，第二次开挖管道基槽和刃脚基槽。

机械开挖至20-30cm保护层，待下道工序开工前用人工开挖清理至设计高程。

3.2 混凝土底板施工
混凝土采用分层布料浇筑，按阶梯方式上升，梯级差度以满足分层为前提，分层厚度不超过30cm。

首先进行混凝土垫层浇筑，然后按照结构分块尺寸跳仓浇筑。

施工时严格控制底板混凝土面得平整度，以减少由于水流脉动的影响而使坝袋产生振动磨损。

锚固槽处局部有凹凸或棱角时应打磨光滑。

3.3 坝袋安装
（1）底垫片对准螺栓就位后，在底垫片上做好标记打孔，就位海绵止水胶条，在四个坝角用止水胶腻，安装进出水口水帽及溢流口的固定。

（2）坝袋就位：在坝袋展开前在底垫片上撒一层滑粉，用压板限定底垫片入位。

再用人力把坝袋展开，坝袋中心线对准底板中心线，校正就位后叠坝对准螺栓打孔线。

（3）坝袋锚固步骤：先下游后上游，先中间后两边的原则进行锚固。

从底板中心开始，将坝袋胶条与底垫片打孔就位，将垫片打孔就位，垫平片两端要割坡角，放上压板，反复紧固螺栓，直至达到压缩要求。

（4）充水试验：充坝前关闭排气阀并将坝袋堵头铺平，边充坝袋中间边向两端赶气，使堵头鼓气。

待坝袋充到设计坝高的70%～80%时，方可打开排气阀排气，停息1～2小时检查无异常再继续充坝。

检查无异常后，排除坝袋充胀介质坍坝。

再依次重新紧固螺栓。

4 小结
（1）武烈河橡胶坝共12座，连同滦河、旱河橡胶坝，共33座，形成北方最大橡胶坝群，为北方地区营造水环境提供了宝贵的经验。

（2）橡胶坝深浅槽布置解决了山区河道来水泥沙含量高，容易造成淤积的问题。

洪水期利用深槽进行冲砂行洪，减少淤沙对坝袋侵蚀及清淤费用，蓄水期形成完整的水面。

（3）采用防冲桩有效防护坝体稳定，减少消能设施费用。

我国已建成的橡胶坝坝后消能型式大都采用底流式消能，消能设施是消力池和海漫，按行洪河道计算大都需要较深消力池及海曼，费用较高，武烈河河道岩石埋深较浅，消能防冲方案采用水平护坦+防冲墙方案，便于施工，节约投资。

（4）橡胶坝的总体布置原则是保持水面衔接，满足河道行洪要求，同时为河道景观布置留出适当空间。

下一道橡胶坝回水淹没上一道橡胶坝浅槽地板不小于20cm，形成连续的梯级水面，河道两岸成为承德市一条生态景观带，形成一个新的旅游资源。

（5）环境的改善为招商引资创造了优越的外部环境，极大地推动当地经济的持续飞速发展，另外两岸绿树成荫、花园锦簇，河中碧水清流、波光荡漾，改善城区小气候和生态环境，是创建山水园林城市的主要内容之一，是构建和谐社会的有效举措。

参考文献：
［1］河北省水利水电勘察设计研究院. 武烈河承德市区段防洪及水环境整治工程可行性研究报告、初步设计报告（报批稿）［R］.2007
［2］高本虎.橡胶坝工程技术指南［J］.中国水利水电出版社，2006
［3］陈玉杰.浅谈城市河道整治与水环境建设结合［J］.吉林水利，2007（03）
［4］张立静，李铁军.浅谈园林水景观设计中的环境问题［J］.城市管理与科学，2005（04）。