浅谈恩施市东门橡胶坝运行管理

伍学殊+尹晓冰+刘亮+胡丛笑

摘 要：笔者对恩施市东门橡胶坝工程的调度管理及运行进行了充分阐述和研究，对在运行管理中发现的常见问题提出了解决方案，给同类工程以参考。

关键词：充水式橡胶坝 调度管理 检查 观测

从结构属性上来说，橡胶坝整体结构属于薄壁柔性结构。此类型的水工建筑，是伴随着高分子合成材料得到迅猛发展而延伸出来的新型建筑。橡胶坝最初在十九世纪五十年代出现于美国洛杉矶，整个建筑坝体高为1.52m，长为6.1m，坝袋胶布厚为3mm，强度为90kN/m。在首座橡胶坝出现之后，全世界范围内相继出现橡胶坝。我国最早是于十九世纪六十年代开展了橡胶坝研制建设工作，花费一年时间兴建了我国首座橡胶坝——北京右安门橡胶坝，整体坝高为3.4m，坝顶长37.6m。这个建筑物，经历了更换坝袋，现在还在正常使用运行当中。通常来说，橡胶坝的运行环境大致与水闸相同，从特点上来对比，可以有几个突出的特点：第一，橡胶坝的造价比水闸成本低，通过多年来的经验总结，可以降低成本25%～60%左右。第二，施工期短。坝袋只需3天～15天即可安装完毕。第三，由于从整体结构来说，整个坝体属性为柔性软壳结构，相应对于地震以及波浪冲击等抗外力影响比较稳定，并且还具有能够美化城市建设园林风景。第四，整个坑体建设好后，维修成本较为低廉，从整体运行来说方便管理。下面笔者根据恩施市东门橡胶坝工程实例浅谈下橡胶坝的运行调度管理。

1.工程概况

恩施市东门橡胶坝工程位于恩施自治州首府恩施市城区东门清江河干流，由长江水利水电勘测设计院设计，坝袋由山东烟台天圣橡胶坝集团公司生产提供，于2004年10月由中国葛州坝水利水电集团有限公司开始修建，2005年8月正式投入充坝蓄水运行，具有发电、旅游开发、城市生态园林美化等功能，整体坝高为6m，整个坝长度为96m、可以进行蓄水过流水，并且整个水位可以达到8m以上，通过整体坝区进行尾水达到4km左右，这也是当胶我国最具有代表性的充水式橡胶坝挡水建筑。坝底基板采用高强度钢筋混凝土浇筑而成，坝袋双向锚固压板及锚固螺栓锚固，坝袋采用三布四胶结构，坝袋总厚度18毫米。充排水系统及电器设备机房布置在电站一侧，橡胶坝边墩锚固槽之下，配备有90 kw每小时1200立方米排水泵三台，55kw每小时1080立方米充水泵二台，自排系统一套，排水塌坝可采用自流排放与机泵强排相结合的排水系统，并设有自动控制及监控系统。

2.调度管理及操作运行

随着高分子含成材料工业的迅速发展，一种新型的水工挡水建筑物——橡胶坝，在我国的大小河流广泛应用，构造简单、节省三材，造价低，建造工期短，自重轻，“以水挡水”可在设计高度范围内根据需要随意调节坝顶高度，不影响汛期行洪。

依照恩施清江河梯级开发的详细情况，再通过与整个城市区域防洪系统的结合，综合考虑了水文、气候、以及地质环境等因素。在进行橡胶坝管理时需要做到以下几个方面的工作：首先，明确工程结构原理及意图，采积雨情水情、水文、气象信息；经常检查、定期检查、特别检查；坝袋观测、压力观测、水情水流形态观测，库区水质观测，确保橡胶坝安全运行。从而才能保证避免工程事故的发生。

其次，在进行管理的工作人员，需要对整体的橡胶坝工程设计意图，以及整个橡胶坝结构和原理做仔细的了解。对整核心管理工作中的橡胶坝袋、控制中心以及锚固结构等方面进行仔细的规划与布署。坝袋作为一种柔性薄壳结构，在充胀时承截着多方面的内压和外压，在这些外力的作用下形状变化自由度较大，当坝顶溢流时对水流脉冲反应灵敏、易于产生振动。特别是坝袋内多种原因产生的气体，尤其是在上下游水位差较大时振动更为强烈。同时对基础底板，上下游防冲防渗设施，边墙边翼护坡、锚固结构、设计范围内坝顶允许最大过流量，每一个操作流程需要进行熟练地掌握，确保安全生产的稳定开展。

再次，管理工作人员，需要对于水文水情资料进行收集整，根据恩施地处武陵山区气相信息进行分类总结。由于此地区的气候形态为亚热带季风天气，在整个坝区范围内，容易出现雷电暴雨现象。从而，极容易造成坝区的洪水陡涨，而且整个坝区中的河水泥沙流量比较大，坝袋受到冲刷后磨损比率也相应增加，而且整个坝区中的飘流杂物也会对整体坝袋进行损坏，从而需要管理工作人员不断地更新与采集最新的信息，提前做好每一项防范工作。

然后，在进行日常管理工作过程中，需要对整体橡胶坝工程系统进行常规检查，制度好检查流程与检查周期。对于重要的组成部分，比如：水泵、电器等设备、充排水管道、超压溢流管阀门、充排水电机、电动阀门、压力监视器、河床淤积、上下游护坦、通讯设施需要一个月进行多次检查，保证整体系统的运行正常。在每一次汛期前后，需要针对整体橡胶坝进行全面检查，检查的同时对机组设备要进行保养。保证每一次汛期到来之前，每一个工程组成部分都能满足防汛要求。在汛期过后，重点要对坝袋磨损情况进行检查与统计，重点针对锚固系统以及沙塌压游积坝袋等方面进行巡查。在进行巡查过程中，还需要及时更换被磨损以及塌压坝袋，对于河面漂浮物进行及时清理。如果遇到特大洪水等特殊情况时，还需要对整体橡胶坝工作进行全面检查，如果出现工程主体损坏情况，要如实像有关部门进行及时通报。

最后，通过几种观测形式，来增强橡胶坝管理工作的开展。第一，需要针对整体坝袋进行观测，对于出现变形老化的情况要进行及时调整。坝区进行泄洪时，要及时对坝区河流漂浮物进行观测与清理，避免对坝袋建成损坏。同时，如果坝顶溢流时出现过大振动情况的发展，要及时采取相应的措施，避免对坝袋造成拉伤。第二，当坝袋进行充胀蓄水时，水位的不断变化，会增大坝袋的承载压力，如果超过了设计范围内的压力，需要及时采取相应措施进行降压调节。第三，对于水位、水质也需要进行进行观测，这是保证橡胶坝受控制的重要手段，坝顶流流量要严格进行调节与控制，如果发现一些不良流态时，需要通过相应的处理措施来进行调节，保证整个坝区的安全运行。endprint

3.橡胶坝运行过程常问题及应对措施

通过对恩施市东门橡胶坝工程进行管理工作多年经验来看，取得并积累了较多的成功经验，但也存在一些对整体工程运行有影响的问题。

第一，由于整个橡胶坝是当前最高的橡胶坝工程，据资料显示，在亚州也是绝无仅有，整个坝区能够拦截水量达到200多万m3，但是如果上游水电站开动发电时，会影响到坝顶溢流流量变化，从而对整本坝袋受力异常，容易对坝袋造成损坏。

第二，在橡胶坝运行过程中，如果出现紧急塌坝时，为了在短时间内满足河道行洪要求，多数都是采用机泵强排与自流排放相结合的方式进行排流。这样的排流形式，会造成有一定水量无法排出，严重地影响到了坝袋的使用寿命。

第三，冲水式橡胶坝泵房的布置出存在一定的问题。由于这些机房多数建于坝肩护坡河床之下，整个机房中存在着湿度大、通风差的问题。这样会造成电机和控制设备受潮，很大程度上降低了整个设备的灵敏度，如果出现紧急情况，严重地威胁到了坝袋与防洪工作的顺利开展。

对于在橡胶坝运行过程所暴露出的这些问题，管理工作人员需要针对这些问题进行经常性的保养维护。尤其是对于电动闸阀以及电机设备的防潮处理与调试。定期做好机组同心度的核校工作，与此同时，还需要对于机泵设备及时进行加注黄油与清洗工作，保证机泵设备的正常工作。如果出现上游水量较大时，要采用自流旁通管将烟斗内余水向机房集水井缓慢自流排放，再利用集水井深井泵进行坝外排水。有效地减轻了自流对坝袋的吸附力，也可以消除烟斗现象。从而有效地消除振动，减少了磨损，延长了整体橡胶坝的使用寿命。

从十九世纪以来，我国橡胶坝的推广与应用可谓是一波三折。通过这些年的发展与研究，突破了诸多的技术难题，已经在整套橡胶坝科研设计、以及施工管理等方面得到了相应的发展。并且已经具备了相当成熟的制造与防护技术，同时也具备了推广应用的条件 。

橡胶坝虽然很少维修，不像常规钢闸门那样需要定期涂刷油漆防锈，为了保证橡胶坝的使用寿命，要制定出相应的运行管理制度，做到定期进行巡查。汛前要进行观测分析，汛后要检查河流漂浮物对坝袋造成的损害程度。依照当地的不同气候、水文特征，收集整理出相应的数据以确保在防洪工作的顺利开展。笔者对恩施市东门橡胶坝工程的调度管理及运行进行了充分阐述和研究，对在运行管理中发现的常见问题提出了解决方案，给同类工程以参考。恩施东门橡胶坝通过近几年运行，情况良好。endprint