灤河二級(jí)水電站橡膠壩的設(shè)計(jì)施工與管理

史瑞金

（承德縣水務(wù)局，河北 承德 067400）

灤河干流二級(jí)水電站坐落在承德縣城，是“十一五”電氣化縣建設(shè)項(xiàng)目中的一座水電站。水電站裝機(jī)容量為2500kW，設(shè)計(jì)水頭為5m，設(shè)計(jì)發(fā)電量為851.6萬kWh。在討論設(shè)計(jì)與施工方案時(shí)考慮到傳統(tǒng)重力式混凝土壩具有建設(shè)費(fèi)用高、影響縣城美觀等問題，最終方案確定采用技術(shù)簡(jiǎn)單、施工方便、費(fèi)用較低的橡膠壩進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。

1 橡膠壩結(jié)構(gòu)

橡膠壩（攔河壩）由水工部分、充排水系統(tǒng)、泵房、機(jī)井等組成。橡膠壩分為三孔，總長(zhǎng)286m，其中中孔寬62m，兩側(cè)邊孔各寬110m，壩高2.5m。順?biāo)鞣较蜃陨嫌沃料掠武伾w長(zhǎng)10m，橡膠壩地板長(zhǎng)12m，消力池長(zhǎng)10m、深1m，海漫長(zhǎng)25m。鋪蓋、底板、消力池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度分別為0.4 m、0.8m、0.5m，海漫前15m采用漿砌石結(jié)構(gòu)，后10m采用高鍍鋅鋼絲網(wǎng)石籠防護(hù)，厚0.5m。

2 橡膠壩壩袋的錨固

2.1 壩袋

橡膠壩壩袋沿軸線方向分為3孔，各壩袋間用混凝土中墩隔開，壩袋采用枕式直墻連接形式。為使兩段壩袋不產(chǎn)生塌肩現(xiàn)象，將底板端部（靠隔墩邊墻部位）抬高25～30cm，以1:10的坡度與底板連接。

采用充水式壩袋，內(nèi)壓比為1:1.3。壩袋兩端頂部設(shè)排氣閥以排除壩內(nèi)空氣。

2.2 錨固形式及錨固槽施工

錨固是橡膠壩工程的重要組成部分。根據(jù)承德縣的使用條件、壩高和壩型（充水式）等因素，壩袋錨固形式采用螺栓壓板，且為單線錨固。在底板上游側(cè)布置一條錨固線，即節(jié)約了工期，也節(jié)省了錨固件。壓板采用鑄鋼壓板，壓板截面形式采用曲線形。螺栓采用錨栓，螺栓和壓板的材質(zhì)為Q235鋼，螺栓為粗制，螺紋為粗牙。在錨固部位補(bǔ)強(qiáng)壩袋，以增強(qiáng)錨固部分膠布強(qiáng)度。

錨固槽采用一次成型施工工藝，施工時(shí)先在錨固槽模板兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置一排角鐵，將角鐵生根固定，在角鐵上焊接鋼筋支架，固定錨固槽模板，使錨固槽模板和支架自成體系，然后澆筑混凝土一次成形。橡膠壩錨固槽一次澆筑成形的施工工藝，減少了工序，縮短了工期，勞動(dòng)力投入少，而且經(jīng)實(shí)踐證明一次澆筑成形的混凝土整體性能良好。

2.3 壩袋安裝工藝

橡膠壩壩袋安裝前，應(yīng)對(duì)壩區(qū)內(nèi)的地板混凝土、邊墩、中墩以及與壩袋接觸區(qū)進(jìn)行檢查，用砂輪對(duì)錨固槽內(nèi)的裸石、尖角、毛刺等進(jìn)行打磨，確保槽立面保持光滑平整。還應(yīng)檢查供排水管，清除管內(nèi)雜物。

在壩袋安裝時(shí)，將底墊片固定在錨固槽內(nèi)，按照設(shè)計(jì)位置開挖進(jìn)出水管孔口和安裝水帽，在壩袋、底墊片上畫出中心線、錨固線，與壩中心線、錨固槽相對(duì)應(yīng)，在壩袋錨固處按螺栓位置打孔，鋪上補(bǔ)強(qiáng)膠片，然后進(jìn)行錨固。沿上下游中心線開始先下游后上游向左右兩側(cè)對(duì)稱安放壓板，在壓板下邊放置2根Φ12鋼筋用于壓緊壩袋，然后用連接件緊固，完成壩袋安裝。

2.4 壩袋充水試驗(yàn)

充水試驗(yàn)分2次進(jìn)行，第一次充至壩高的50%，觀察2個(gè)小時(shí)，要求壩袋平整，無打折、漏水等異常情況。第二次充水充至壩高的90%，觀察5小時(shí)，要求無滲漏等異常情況。兩次充水試驗(yàn)完成后，將袋內(nèi)水放空，逐一檢查緊固件，然后封錨。

3 橡膠壩供排水系統(tǒng)

橡膠壩的充壩水源取自泵房附近的深井，利用深井泵向壩袋充水，坍壩采取自流和水泵強(qiáng)排兩種方式。供排水系統(tǒng)設(shè)備包括壩袋供水泵、排水泵、滲漏排水泵、閥門、監(jiān)控儀表、空壓機(jī)以及供排水管道等。

壩袋供水泵選擇為深水泵。井深20m，動(dòng)水深15m，單井出水量200m3/h,設(shè)計(jì)揚(yáng)程30m，電機(jī)功率30kW。

排水泵根據(jù)壩袋容積、坍壩時(shí)間、計(jì)算揚(yáng)程及水泵臺(tái)數(shù)等參數(shù)進(jìn)行選擇。設(shè)置3臺(tái)水泵，坍壩時(shí)同時(shí)運(yùn)行。水泵選型為立式單級(jí)單吸離心泵。

滲漏排水泵主要排出泵房滲漏水、水泵及管路閘門的漏水等。泵房?jī)?nèi)設(shè)置集水井，滲漏水經(jīng)排水管和排水溝匯流至集水井，然后由滲漏排水泵排至橡膠壩下游。排水泵選型為50QW20-7-0.75。泵的啟停根據(jù)集水井內(nèi)水位變化自動(dòng)控制。

閥門主要用于管路的接通、斷開、切換以及設(shè)備的檢修。工作閥門為自動(dòng)控制，檢修閥門采用手動(dòng)控制。均選用對(duì)夾蝶型閥門。在水泵的出口為防止水的倒流，設(shè)置止回閥。

供排水管道采用鋼管。管道直徑根據(jù)坍壩所需的時(shí)間和管中的經(jīng)濟(jì)流速等參數(shù)計(jì)算確定。供排水管道沿壩袋底板敷設(shè)。每個(gè)壩袋靠下游布置2個(gè)供排水口，并裝設(shè)水帽裝置。

供排水管在泵房外為暗敷，在泵房?jī)?nèi)為明敷。室外管路埋在凍土層以下，局部加強(qiáng)保溫措施。所有管道均進(jìn)行防腐處理。

泵房布置在左堤外側(cè)，尺寸14.4m×7.9m，由兩層組成，地下一層為鋼筋混凝土泵房，地上一層為磚混結(jié)構(gòu)的控制室、值班室及柴油發(fā)電機(jī)室。地上控制室和地下水泵閥門室由鋼梯連接。排水泵、滲漏排水泵、閥門、止回閥等設(shè)備布置在泵房?jī)?nèi)，其中滲漏排水泵安裝在集水井中。

4 橡膠壩的運(yùn)行管理及維護(hù)

灤河干流二級(jí)水電站橡膠壩是以縣城生態(tài)景觀和發(fā)電為主，兼顧下游灌溉及生態(tài)用水的重要工程。為了充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，必須加強(qiáng)科學(xué)管理，制定完善的規(guī)章制度，建立崗位責(zé)任制，做到責(zé)、權(quán)、利相結(jié)合，積累資料，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高管理水平。

加強(qiáng)宣傳力度，向附近居民及游覽群眾做好保護(hù)水電站橡膠壩的宣傳工作，引導(dǎo)市民在休閑游覽中加強(qiáng)生態(tài)和環(huán)保意識(shí)，自覺維護(hù)水電站橡膠壩景觀區(qū)的生態(tài)環(huán)境。在水電站橡膠壩工程周圍劃定管理范圍和安全區(qū)域，禁止建窯、打井、爆破等危害橡膠壩安全的活動(dòng)。

加強(qiáng)對(duì)水電站橡膠壩工程的定期檢查和養(yǎng)護(hù)維修，做好氣象、水情檢測(cè)和防汛、防凌工作，根據(jù)上游的洪水預(yù)報(bào)及時(shí)進(jìn)行塌壩調(diào)度。

加強(qiáng)對(duì)河道沖淤規(guī)律、河水流勢(shì)、河流變遷、防護(hù)工程、生物工程以及設(shè)施材料老化情況的觀測(cè)、研究和技術(shù)處理，確保水電站橡膠壩安全運(yùn)行。

[1]SL227-1998 橡膠壩技術(shù)規(guī)范[S].

[2]SL176-2007 水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程[S].

[3]程遠(yuǎn)楚. 中小型水電站運(yùn)行與管理技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2006.