滦河二级水电站橡胶坝的设计施工与管理

史瑞金

（承德县水务局，河北 承德 067400）

滦河干流二级水电站坐落在承德县城，是“十一五”电气化县建设项目中的一座水电站。水电站装机容量为2500kW，设计水头为5m，设计发电量为851.6万kWh。在讨论设计与施工方案时考虑到传统重力式混凝土坝具有建设费用高、影响县城美观等问题，最终方案确定采用技术简单、施工方便、费用较低的橡胶坝进行设计和施工。

1 橡胶坝结构

橡胶坝（拦河坝）由水工部分、充排水系统、泵房、机井等组成。橡胶坝分为三孔，总长286m，其中中孔宽62m，两侧边孔各宽110m，坝高2.5m。顺水流方向自上游至下游铺盖长10m，橡胶坝地板长12m，消力池长10m、深1m，海漫长25m。铺盖、底板、消力池采用钢筋混凝土结构，厚度分别为0.4 m、0.8m、0.5m，海漫前15m采用浆砌石结构，后10m采用高镀锌钢丝网石笼防护，厚0.5m。

2 橡胶坝坝袋的锚固

2.1 坝袋

橡胶坝坝袋沿轴线方向分为3孔，各坝袋间用混凝土中墩隔开，坝袋采用枕式直墙连接形式。为使两段坝袋不产生塌肩现象，将底板端部（靠隔墩边墙部位）抬高25～30cm，以1:10的坡度与底板连接。

采用充水式坝袋，内压比为1:1.3。坝袋两端顶部设排气阀以排除坝内空气。

2.2 锚固形式及锚固槽施工

锚固是橡胶坝工程的重要组成部分。根据承德县的使用条件、坝高和坝型（充水式）等因素，坝袋锚固形式采用螺栓压板，且为单线锚固。在底板上游侧布置一条锚固线，即节约了工期，也节省了锚固件。压板采用铸钢压板，压板截面形式采用曲线形。螺栓采用锚栓，螺栓和压板的材质为Q235钢，螺栓为粗制，螺纹为粗牙。在锚固部位补强坝袋，以增强锚固部分胶布强度。

锚固槽采用一次成型施工工艺，施工时先在锚固槽模板两侧对称设置一排角铁，将角铁生根固定，在角铁上焊接钢筋支架，固定锚固槽模板，使锚固槽模板和支架自成体系，然后浇筑混凝土一次成形。橡胶坝锚固槽一次浇筑成形的施工工艺，减少了工序，缩短了工期，劳动力投入少，而且经实践证明一次浇筑成形的混凝土整体性能良好。

2.3 坝袋安装工艺

橡胶坝坝袋安装前，应对坝区内的地板混凝土、边墩、中墩以及与坝袋接触区进行检查，用砂轮对锚固槽内的裸石、尖角、毛刺等进行打磨，确保槽立面保持光滑平整。还应检查供排水管，清除管内杂物。

在坝袋安装时，将底垫片固定在锚固槽内，按照设计位置开挖进出水管孔口和安装水帽，在坝袋、底垫片上画出中心线、锚固线，与坝中心线、锚固槽相对应，在坝袋锚固处按螺栓位置打孔，铺上补强胶片，然后进行锚固。沿上下游中心线开始先下游后上游向左右两侧对称安放压板，在压板下边放置2根Φ12钢筋用于压紧坝袋，然后用连接件紧固，完成坝袋安装。

2.4 坝袋充水试验

充水试验分2次进行，第一次充至坝高的50%，观察2个小时，要求坝袋平整，无打折、漏水等异常情况。第二次充水充至坝高的90%，观察5小时，要求无渗漏等异常情况。两次充水试验完成后，将袋内水放空，逐一检查紧固件，然后封锚。

3 橡胶坝供排水系统

橡胶坝的充坝水源取自泵房附近的深井，利用深井泵向坝袋充水，坍坝采取自流和水泵强排两种方式。供排水系统设备包括坝袋供水泵、排水泵、渗漏排水泵、阀门、监控仪表、空压机以及供排水管道等。

坝袋供水泵选择为深水泵。井深20m，动水深15m，单井出水量200m3/h,设计扬程30m，电机功率30kW。

排水泵根据坝袋容积、坍坝时间、计算扬程及水泵台数等参数进行选择。设置3台水泵，坍坝时同时运行。水泵选型为立式单级单吸离心泵。

渗漏排水泵主要排出泵房渗漏水、水泵及管路闸门的漏水等。泵房内设置集水井，渗漏水经排水管和排水沟汇流至集水井，然后由渗漏排水泵排至橡胶坝下游。排水泵选型为50QW20-7-0.75。泵的启停根据集水井内水位变化自动控制。

阀门主要用于管路的接通、断开、切换以及设备的检修。工作阀门为自动控制，检修阀门采用手动控制。均选用对夹蝶型阀门。在水泵的出口为防止水的倒流，设置止回阀。

供排水管道采用钢管。管道直径根据坍坝所需的时间和管中的经济流速等参数计算确定。供排水管道沿坝袋底板敷设。每个坝袋靠下游布置2个供排水口，并装设水帽装置。

供排水管在泵房外为暗敷，在泵房内为明敷。室外管路埋在冻土层以下，局部加强保温措施。所有管道均进行防腐处理。

泵房布置在左堤外侧，尺寸14.4m×7.9m，由两层组成，地下一层为钢筋混凝土泵房，地上一层为砖混结构的控制室、值班室及柴油发电机室。地上控制室和地下水泵阀门室由钢梯连接。排水泵、渗漏排水泵、阀门、止回阀等设备布置在泵房内，其中渗漏排水泵安装在集水井中。

4 橡胶坝的运行管理及维护

滦河干流二级水电站橡胶坝是以县城生态景观和发电为主，兼顾下游灌溉及生态用水的重要工程。为了充分发挥其经济效益和社会效益，必须加强科学管理，制定完善的规章制度，建立岗位责任制，做到责、权、利相结合，积累资料，总结经验，不断提高管理水平。

加强宣传力度，向附近居民及游览群众做好保护水电站橡胶坝的宣传工作，引导市民在休闲游览中加强生态和环保意识，自觉维护水电站橡胶坝景观区的生态环境。在水电站橡胶坝工程周围划定管理范围和安全区域，禁止建窑、打井、爆破等危害橡胶坝安全的活动。

加强对水电站橡胶坝工程的定期检查和养护维修，做好气象、水情检测和防汛、防凌工作，根据上游的洪水预报及时进行塌坝调度。

加强对河道冲淤规律、河水流势、河流变迁、防护工程、生物工程以及设施材料老化情况的观测、研究和技术处理，确保水电站橡胶坝安全运行。

[1]SL227-1998 橡胶坝技术规范[S].

[2]SL176-2007 水利水电工程施工质量检验与评定规程[S].

[3]程远楚. 中小型水电站运行与管理技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2006.