橡膠壩工程控制造價(jià)的技術(shù)措施

于群

橡膠壩工程控制造價(jià)的技術(shù)措施

于群

橡膠壩已是一種比較成熟的新型低水頭水工建筑物，除具有跨度大、基礎(chǔ)簡(jiǎn)單、工期短、抗震性能好、抗不均勻沉陷性強(qiáng)、水密封性好、運(yùn)用管理靈活方便等諸多優(yōu)點(diǎn)外，本身還具有節(jié)省三材、造價(jià)低的重要特點(diǎn)。

一、總體布置優(yōu)化

橡膠壩工程的總體規(guī)劃布置，按照所在河道的水流條件，地形、地質(zhì)和施工條件等進(jìn)行分析，可采用閘壩結(jié)合、高低壩結(jié)合等優(yōu)化布置型式，以達(dá)到控制工程總體造價(jià)的目的。

二、土建工程設(shè)計(jì)改進(jìn)

橡膠壩土建部分的造價(jià)在工程總投資中所占比重較大，可達(dá)50%以上。降低此部分造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

1.地基加固處理

地基加固方法可根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際地質(zhì)狀況采取碾壓及夯實(shí)法、置換法、振密擠密法、拌入法等不同方法。碾壓及夯實(shí)法有重錘夯實(shí)、機(jī)械碾壓、振動(dòng)壓實(shí)、強(qiáng)夯（動(dòng)力固結(jié)），對(duì)松散中粗砂地基多采用強(qiáng)夯法。置換法以砂石、素土、灰土和礦渣等強(qiáng)度較高的材料，置換地基表層軟弱土。振密擠密法有振沖擠密、灰土擠密樁、砂樁、石灰樁、爆破擠密，適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。拌入法有深層攪拌樁、高壓噴射灌漿等，適用于粘性土、沖填土、粉砂、細(xì)砂等。根據(jù)不同地質(zhì)條件選取不同的加固方法，能達(dá)到降低造價(jià)的目的。

2.鋪蓋

對(duì)鋪蓋在滿足總體布置、防滲、防沖要求的前提下，盡量縮短其順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度。可以考慮采取加深鋪蓋前齒墻等措施來(lái)達(dá)到滲透穩(wěn)定的要求。同時(shí)要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，就地取材，以降低造價(jià)。

3.底板

（1）因《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確說(shuō)明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)適用于1～3級(jí)水閘，4～5級(jí)水閘可參照使用，即不需嚴(yán)格受其約束，有些設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求的取值可適當(dāng)放寬。橡膠壩工程等級(jí)若按照水閘分類，大多為4～5級(jí)建筑物。在設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)降低其抗滑穩(wěn)定等安全系數(shù)允許值。一般比3級(jí)建筑物低0.05。

（2）橡膠壩底板厚度按抗裂要求控制是加厚的主要影響因素。根據(jù)水閘設(shè)計(jì)建議，將底板裂縫最大寬度限制在δmax≤0.15mm范圍內(nèi)，可使底板厚度大為減小。根據(jù)有關(guān)單位實(shí)際觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，只要裂縫寬不超過(guò)0.2mm就不會(huì)發(fā)生鋼筋銹蝕。所以在設(shè)計(jì)橡膠壩底板時(shí)，控制裂縫寬在0.15mm范圍內(nèi)，是降低底板厚度一項(xiàng)可行的技術(shù)措施。另外，底板可結(jié)合齒墻、錨固槽局部加厚。大中型水閘的底板設(shè)計(jì)厚度一般為1.0～2.0m，最薄的0.6m。而橡膠壩底板厚度明顯低于水閘，一般0.3～0.8m。

4.消能防沖措施

消能防沖設(shè)計(jì)可參照現(xiàn)行《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，但又不完全等同于水閘運(yùn)用工況，應(yīng)結(jié)合工程具體實(shí)際，利用合理的控制運(yùn)行方案，來(lái)改善壩下消能條件，達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。提出消能計(jì)算優(yōu)化控制條件，包括汛期限制蓄水位、利用調(diào)節(jié)閘建立橡膠壩下水位、舍棄單孔破壞工況、利用洪水預(yù)報(bào)及管理運(yùn)用措施五個(gè)方面。

三、壩袋設(shè)計(jì)時(shí)充分利用壩袋材料性能

橡膠壩建設(shè)中，壩袋材料投資占到工程造價(jià)的11%～14%，在保證橡膠壩安全的前提下，如何優(yōu)化壩袋設(shè)計(jì)，壩袋的內(nèi)壓比是一個(gè)關(guān)鍵性控制參數(shù)。從運(yùn)用角度出發(fā)，沒(méi)有特別要求時(shí)，內(nèi)壓比無(wú)需選擇太大。從強(qiáng)度角度講，壩高較小時(shí)，強(qiáng)度的選擇基本不受材料限制，內(nèi)壓比選擇幅度很大，為節(jié)省壩袋材料，可選擇較大值。而高壩的強(qiáng)度選擇受材料限制很大，宜選取較小值。根據(jù)壩袋作為塑性材料存在伸長(zhǎng)變形的實(shí)際，充分利用壩袋變形量來(lái)設(shè)計(jì)壩袋周長(zhǎng)，對(duì)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》中壩袋設(shè)計(jì)周長(zhǎng)計(jì)算公式進(jìn)行修正，在滿足最優(yōu)設(shè)計(jì)內(nèi)壓的前提下，縮短壩袋周長(zhǎng)，達(dá)到降低壩袋造價(jià)的目的。

四、常規(guī)錨固技術(shù)改進(jìn)

常用錨固技術(shù)有兩種：一是楔塊錨固，二是螺栓壓板錨固。由于楔塊錨固難以從理論上進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，發(fā)展方向?qū)⒅饾u被螺栓壓板錨固所代替。螺栓壓板錨固存在四個(gè)需處理方面：一是錨固件計(jì)算條件與實(shí)際工況擬合不好；二是錨固件防銹蝕措施沒(méi)有徹底解決；三是錨固件組合及錨固槽混凝土施工需要改進(jìn)；四是雙錨線的滲漏水需處理。應(yīng)用錨固技術(shù)改進(jìn)新措施，能達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

五、充排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

充排系統(tǒng)是調(diào)節(jié)橡膠壩高度的專用設(shè)備，是橡膠壩控制運(yùn)用的核心，投資占到機(jī)電設(shè)備造價(jià)的45%～50%。

充排水系統(tǒng)的規(guī)模容量根據(jù)壩袋容積及其要求的充排水時(shí)間而定，與工程投資和控制運(yùn)用具有直接關(guān)系。而充排水時(shí)間的確定與橡膠壩所在河道的洪水過(guò)程密切相關(guān)。如臨沂市沂河上的橡膠壩，充壩時(shí)間一般為28h，壩袋排水時(shí)間一般為4h。另外，動(dòng)力裝置最好配備電動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)兩套設(shè)備，以便一旦停電時(shí)，不影響運(yùn)行。

充排水共用同一條管道，一條主管道可連接兩壩袋，兩壩袋間設(shè)連通管，連通管與超壓溢流管合一的設(shè)計(jì)方案，可進(jìn)一步系統(tǒng)地優(yōu)化橡膠壩常規(guī)充排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法（一管一袋），在保證壩袋內(nèi)壓均衡、塌落充脹一致的同時(shí)，節(jié)省供排水管道。

六、施工組織優(yōu)化

（1）橡膠壩址所在上游若存有引水河渠，則應(yīng)盡量改造利用，以減少導(dǎo)流費(fèi)用。

（2）盡量利用現(xiàn)有的攔河閘壩及低堰作為導(dǎo)流圍堰，并盡可能利用擴(kuò)寬天然河床已形成子槽。

（3）大跨度多跨橡膠壩所在河段寬度大，施工期流量大，全斷面圍堰法投資大，選定分段（分期）施工導(dǎo)流方法是合理的。同時(shí)橡膠壩壩袋安裝按月控制導(dǎo)流流量，實(shí)現(xiàn)小流量枯水月份期間的壩袋安裝，達(dá)到壩底板土建與壩袋安裝利用不同導(dǎo)流期（流量不同），節(jié)約工程投資。

七、結(jié)語(yǔ)

橡膠壩應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，如何從技術(shù)上降低橡膠壩工程造價(jià)是研究和設(shè)計(jì)人員的重要課題。本文從六個(gè)大方面提出的綜合技術(shù)措施，對(duì)推廣應(yīng)用橡膠壩技術(shù)有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)橡膠壩工程設(shè)計(jì)、施工也有一定指導(dǎo)意義。橡膠壩袋、錨固件、充排水設(shè)備等定型系列新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制也應(yīng)配套進(jìn)行，以滿足我國(guó)加快橡膠壩建設(shè)的速度和降低其造價(jià)的迫切要求

（作者單位：山東省臨沂市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 276000）