文峪河橡膠壩蓄水工程設(shè)計(jì)方案

褚曉偉

(太原市市政工程設(shè)計(jì)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(nèi)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(qū)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(qū)東穿過?，F(xiàn)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(qū)段綜合整治工程范圍北起文峪河規(guī)劃北中環(huán)橋，南至紅旗橋下游900 m處，全長1.96 km。

2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及工程等級

1)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)呂梁地區(qū)水文資源勘測分局提供的《文峪河文水城區(qū)段河道整治工程水文分析報(bào)告》，治理段文峪河防洪標(biāo)準(zhǔn):20年一遇，設(shè)計(jì)流量318 m3/s;50年一遇，設(shè)計(jì)流量360 m3/s。

2)工程等級。依據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，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(shè)計(jì)方案

3.1 總平面布置

根據(jù)文峪河現(xiàn)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(fā)建設(shè)相結(jié)合的原則，蓄水采用復(fù)式河槽全槽方案，即河道內(nèi)布置一條泄洪蓄水渠，泄洪蓄水渠兩側(cè)設(shè)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(shè)計(jì)起點(diǎn)位于北二環(huán)橋上游150 m，蓄水起點(diǎn)上游段至桑村橋僅進(jìn)行河道清淤，蓄水池終點(diǎn)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(shè)計(jì)

本河道綜合治理工程規(guī)劃河道控制總寬為100 m，其中蓄水池寬60 m，兩側(cè)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?xùn)|路、濱河西路，規(guī)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(jù)河道蓄水規(guī)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(jù)現(xiàn)狀地形情況，共布設(shè)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(shè)于規(guī)劃路網(wǎng)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(cè)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(shí)施的關(guān)鍵問題，本工程規(guī)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(xiàn)狀灌渠輸送至蓄水區(qū)，按5 m3/s放水，按沿途滲漏20%計(jì)，需要放水 47.1 萬 m3，共計(jì) 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(shè)計(jì)采用自來水充壩。

3)滲漏、蒸發(fā)損失補(bǔ)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(fā)仍將造成水量損失，據(jù)計(jì)算夏季日蒸發(fā)量為0.148萬m3，因此為滿足河道蓄水正常水位，設(shè)計(jì)采用文峪河水庫定期補(bǔ)水方案。

3.5 建筑物設(shè)計(jì)方案

3.5.1 橡膠壩土建工程

1)橡膠壩底板結(jié)構(gòu)。

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

根據(jù)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(nèi)埋管、穩(wěn)定及防凍等要求，底板設(shè)計(jì)厚度1.0 m，上下游各設(shè)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(qū)間設(shè)置橫向沉降縫，并用橡膠止水帶止水。底板本身設(shè)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(qiáng)度高、平整、光滑，以保證橡膠壩的穩(wěn)定及立壩、塌壩的便利，本次設(shè)計(jì)橡膠壩邊墩結(jié)合兩岸排污涵設(shè)計(jì)在滿足穩(wěn)定與強(qiáng)度的情況下，考慮埋設(shè)超壓溢流管的需要，設(shè)計(jì)將原排污暗涵外側(cè)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(shè)計(jì)

1)橡膠壩袋。

文峪河河道治理工程為復(fù)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(wěn)定性好，運(yùn)行穩(wěn)定，壩頂溢流時，偏流和振動現(xiàn)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(yùn)行可靠及經(jīng)濟(jì)等方面因素考慮，壩袋內(nèi)壓比取1.30。由于河道縱坡比較大、推移質(zhì)多，壩袋抗震等要比一般河道上要求高，因此壩袋安全系數(shù)取12。

2)壩袋錨固設(shè)計(jì)。

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(cè)堵頭的裙腳采用內(nèi)錨固形式。

4 結(jié)語

文峪河是流經(jīng)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(qū)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(biāo)準(zhǔn)，可以有效地避免洪災(zāi)，其次河道綜合整治后，將大大提升兩岸房地產(chǎn)開發(fā)價值，同時也美化了城市環(huán)境，提升了城市品位，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1] SL 227-98，橡膠壩技術(shù)規(guī)范[S].

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