橡胶坝在西福河沙河坊拦河工程中的应用

熊建华

（湖南澧阳平原灌区管理处 常德市 415535）

刘大鹏

（河北省水利水电勘测设计研究院 石家庄市 300250）

1 概 述

西福河位于增城市中部，为东江一级支流，全流域总面积597.71km2，河长56.09km，上游有联安、金坑两座中型水库及白洞一座小型水库，西福河干流在增城境内流经中新镇、朱村街、新塘镇的宁西、仙村、巷头，以及石滩镇等，在新塘镇的巷头汇入东江。

西福河沙河坊拦河坝位于增城市仙村镇岳湖沙河坊村，工程始建于1960年，坝型为活动坡水闸，该水闸总宽90m，采用14孔钢闸门，每孔净宽平均约（5～6）m，总净宽75.75m，闸底板高程2.4m和2.8m。两岸堤防为土堤，堤顶高程左岸为6.64m，右岸为7.47m。经过40多年的运行，活动坡破损严重，主要存在下游消力池部分冲毁、启闭排架混凝土碳化剥落严重、启闭机台数少且老化严重、闸门漏水严重等问题，需拆除重建。

2 枢纽总布置及主要建筑物设计

西福河沙河坊拦河坝工程是以防洪为主，兼顾灌溉、交通、改善水环境的水利工程，参考类似工程经验，拦河坝坝型选用橡胶坝，坝址布置在原工程坡址下游约45m处，两岸取水口分别布置在距坝轴线上游约20m处。

根据《橡胶坝技术规范》（SL227-98），参照已建工程，本工程采用充水式橡胶坝，坝内压比选用1.3。

橡胶坝总宽度为81.0m（包括边墩），底板采用宽顶堰形式。其中上游抛石防冲槽长为4.0m，铺盖长为9.50 m，橡胶坝底板顺水流方向长为11.50m，下游消力池及连接段长为18.00m，海漫长为32.0m，防冲槽为12.40m。

根据两岸灌溉取水高程的要求，确定橡胶坝坝顶高程为5.0m，橡胶坝底板顶高程为1.50m，底板厚为0.90 m，中墩高程为6.0m。共布置3孔，每孔净宽25.0m，中墩和边墩厚1.5m，上、下游墩头采用半圆形。

3 橡胶坝施工

3.1 坝袋、底垫片、垫平片要求

（1）本工程坝袋选用二布三胶坝袋。在工厂加工制作成25m长的坝袋3条成品，运至施工现场后可直接安装。坝袋、底垫片应由按设计文件进行制作，出厂前必须检查其尺寸并画出锚固线和锚固中心线，应在醒目位置标出上、下游标记。

（2）坝袋制作必须严格保证质量要求，出厂时必须检查通过国家计量认证的检测机构出具的有关参数检验报告。

（3）垫平片采用与坝袋相同厚度或稍厚一些的橡胶片。

（4）坝袋及底垫片在搬运过程中应避免发生变形和损伤。

3.2 坝袋安装前检查

（1）楔块、基础底板的强度必须达到设计要求。

（2）坝袋与底板及岸墙接触部位应平整光滑。

（3）充排管理应畅通，无渗漏现象。

（4）预埋螺栓、底板、压板、螺帽进出水（气）口排气孔，超压溢流孔的位置和尺寸应符合设计要求。

（5）坝袋和底垫片运到现场后，应结合就位安装首先复查其尺寸和搬运过程中有无损伤，如有损伤应及时修补或更换。

3.3 坝袋安装程序

坝袋安装的程序如下图所示：

附图 坝袋安装的程序

3.4 安装方法如下

（1）在底板上分别标出坝轴线、中心线。

（2）底垫片就位，在底垫片上分别标出中心线和锚固线。

（3）在伸入坝袋内的充排水（气）管、测压管和超压溢流管等管口四周的底垫片上，宜粘上一层橡胶片作补强处理。

（4）在底垫片上画出水帽、测压管和超压溢流管位置，复测无误后在各管理口处挖孔并固定。

（5）水海绵可粘在底垫片相应位置上。

（6）使坝袋中心线和锚固线与基础底板及底垫片上的对应线重合。

（7）根据工程的特殊情况，先安装上游，从坝袋中心线向两侧同时进行。然后将下游折叠塌落区的坝袋翻向上游，折叠后按需要长度翻向下游，对准坝袋中心线和下游锚固线，上、下游一直安装到边墙水平段以下，为了减少坝袋折皱部分的拉平工作量，采取坝袋内充水的方法。当坝袋充胀到一定的高度后，即将坝袋内的水全部放光，使坝袋按照预定的轨迹自然地平铺在底板和两端岸墙上，然后用葫芦拉平就位挂在墙顶，从上游向下游、由中间向两侧、先中间后两岸端的顺序进行锚固。无论采用何种锚固型式，袋布要拆叠、理顺、垫平、不得用剪口补强处理。

一段坝袋的安装工作全部完成后，可转入下一个坝袋，以同样的方法进行安装。

所有3个坝段的坝袋全部安装完毕后，可组织安装人员和质检人员进行全面质量检查验收。

3.5 充排设备

坝袋充排水控制系统应在坝袋安装前完成，每跨坝袋均可单独充水和排水，并设置备用充排水水泵。如果每跨坝袋充水、排水分别设置1台充水泵、1台排水泵，水泵台数将达到8台（含备用），设备、土建造价高且不利于布置和控制，因此采取每跨坝袋充水和排水共用水泵，只需4台（含备用）水泵即可。

根据规范 “坝袋的充胀与排放所需时间必须与工程的运用要求相适应”，“国内已建橡胶坝工程的统计，其充坝时间为（2～3）h，坍坝时间为（1～2）h”，“对建在行洪河道或溢洪道上的橡胶坝，由于有突发洪水的情况出现，如因排水时间过长，不能及时坍坝，可能造成洪水漫滩或漫坝，由此带来严重后果”，本工程橡胶坝坍坝时间初定为45min；充水工况和排水工况共用水泵，充坝时间同样约45min。运行工况的转换通过水泵、阀门的操作来完成。

根据计算的水力参数，本阶段选择单级双吸中开离心泵KQSN300-M27/223，卧式布置，流量（422～844）m3/h，扬程（7～14）m，功率30kW，汽蚀余量4.3m。泵站总装机功率120kW（含备用）。

3.6 电气安装

增城市西福河沙河坊拦河坝橡胶坝工程，其中设备有双吸离心泵配30kW电动机4台，三用一备；排水泵4kW电动机两台，一用一备；起重设备5kW电动机1台；通风设备1kW电动机两台；10kV高压电源从距原闸站约200 m的10kV专用电源点，用电缆引入控制楼内的高压室。为保证橡胶坝在塌坝时，3台机组供电的可靠性，设1台275 kW柴油发电机组作为本坝3台水泵运行的备用电源。

3.7 充水试验

坝袋安装完成后做充水试验，试验时第一次充水不应充至设计高度，应略低于设计高度0.5m左右。充水完成后停留一段时间，然后仔细对橡胶坝的各个部位进行检查，仔细记录漏水处和不正常现象，随后将坝袋内的水全部放光，处理漏水处和不正常的地方。并对上游的锚固楔块重新敲打一遍，防止其受力后产生松动。然后重复上述工作内容直至橡胶坝充水正常。

4 结 语

本工程已于2010年4月15日通水，经过试运行，能满足设计要求，达到了预期效果。

橡胶坝在本工程中的应用表明，作为低水头的闸坝，该坝型与传统的水闸相比，具有操作灵活，升降自如，造价低廉等优点，且更利于生态环境的保护，可供同类工程参考。