浅谈承德武烈河橡胶坝优化设计

李静　赵利

摘 要：随着水利建设事业的发展，橡胶坝作为一种新型水工建筑物广泛的应用在城市河道生态景观治理中，它独特的结构方式不仅资金投入小、造型优美、运营管理灵活方便，还将生态、社会、景观效益等优点集于一身，在我国城市生态景观建设中显示了不可替代的作用。武烈河橡胶坝是承德市区一项集改善生态环境、美化城市景觀、娱乐为一体的社会公益工程。延长橡胶坝工程的使用寿命，使其更好的发挥其生态效益、经济效益及社会效益，这就需要从工程总体布局、具体的结构布置设计上进行优化创新。文章笔者通过多年的橡胶坝规划设计、运行管理，从一些方面对橡胶坝优化设计提出了优化设计思路，供设计等单位借鉴、参考。

关键词：武烈河；橡胶坝群；使用寿命；设计优化

承德市通过武烈河水环境及防洪工程规划，自1989年至2007年在市区段武烈河建成十二道梯级橡胶坝群，现在十二道橡胶坝库区水面及两岸景观工程已成为广大市民生活及休闲的必经之所，是中外游客进出承德市区的第一视野，水环境已日益彰显出“招商引资的品牌”、“城市环境质量的标志”、“拉动社会经济发展的动力”、“城市旅游的窗口”等四大效应。240万平方米的库区水面，12公里长的水景长廊，把承德打造成了东方的“威尼斯”，缔造出“水在城中，城在水中”的塞外美景。本文通过作者20多年橡胶坝运行管理经验，对橡胶坝工程的几个设计改进提出一些自己的看法和设计优化思路。

一、橡胶坝工程概况

承德市武烈河橡胶坝工程从1989年开始建设，至2007年7月20日全部竣工。在武烈河市区段建成的12道橡胶坝，形成12公里长、水面面积240万平方米的全国最大橡胶坝群之一。第一至六道橡胶坝工程从1989年开工，2006年9月竣工，历时17年，完成了安远庙大桥至半壁山段六道梯级橡胶坝工程建设，形成水面120万平方米，总库容100万立方米。武烈河半壁山至武烈河口7至12道橡胶坝工程从2007年4月开工建设，至7月20日全部立坝蓄水。临水两岸建成16万平方米的滨河绿化景观长廊。武烈河橡胶坝群的建成，大大提高了城市品味，其生态、社会、景观效益非常明显，不仅改善了市区环境，而且保障了市区地下水补充，确保了市区企事业单位和居民的用水需要。

二、存在的问题

（一）充排水管道老化现象日益严重

橡胶坝的设计运行年限一般在15-20年，经过正常的安全运行，橡胶坝工程到了设计运行年限，可以根据实际情况对地面以上工程部分进行更新改造，如橡胶坝袋更换、锚固更新、电气系统更新、泵房内机泵及供排管道维护更新等。但是橡胶坝底板以下埋设的供排水管道是无法更新的，也就是说成为了一次性工程。如果这些供排水管道出现问题，将导致投资上千万元的橡胶坝工程无法正常运行。武烈河第二、四道橡胶坝建于80、90年代，至今已运行二十多年。由于多年的连续运行，尤其是冬季运行，底板下的充排水管道经过长期的冻融，冰体的挤压，管道的锈蚀，使得管道出现了破损漏水现象。现在运行的第四道橡胶坝这种现象非常严重，现在左侧浅槽橡胶坝袋8小时下降30厘米，经检查橡胶坝袋、锚固槽、泵房内管路闸阀等都无问题，确定是橡胶坝底板下埋设的供排水管道漏水所致。另外，有些橡胶坝的充排水管道由于自身存在的缺陷，如管道砂眼、接口松动等原因，再有就是回填料中大的砾石、块石对管道挤压造成破损等，也存在着管道漏水的现象。如要检修，就得将上面的橡胶坝袋、底板等拆除，开挖找出破损的充排水管道，其工程量与资金的投入很大，而且对橡胶坝工程的整体性也会产生很大影响。

（二）附属设施制约安全运行管理

承德市区和各县区以及周边的地区所修建的橡胶坝，在泵房设计上到目前为止还是千篇一律的采用楼梯上下（形式上武烈河第二道橡胶坝采用的是圆形铁质楼梯，第三、四、五道橡胶坝采用的是直上式铁质楼梯，第六至十二道橡胶坝采用的是直上式钢筋混凝土），吊物孔吊运物品的形式，20多年来没有优化设计更新，在实际运行使用上存在很多问题。一是占用空间很大；二是景观性较差；三是运行中存在一定的危险。

（三）充水水源不足，给正常立坝蓄水带来困难

承德市由于城市人口的增加，企事业单位用水量的增大，造成地下水的开采量增大，使得城区的地下水位下降。另外，由于武烈河橡胶坝供水井的设计和施工等原因，造成现在运行的橡胶坝供水井出水量远远达不到使用要求。使得按设计要求本应该3-4小时充满的一道橡胶坝，由于以上原因，就需要10小时甚至20小时才能充满一道橡胶坝的三个坝袋。这就使得遇紧急指令时不能按时完成蓄水任务，也给正常升坝蓄水工作带来困难。

三、优化设计思路

通过这些年来的运行管理，对上述问题提出自己的一些思路和想法。

（一）充排水管道检修廊道的设置

在橡胶坝底板下原充排水管道位置改为充排水检修廊道，将充排水管道置于廊道内，廊道进口设在泵房内并设置密封舱门。其优点：一是便于管道的维护维修及破损管件的更换。二是检修廊道可为过河管线提供路由。三是检修廊道可与橡胶坝底板一体设计，起到防渗墙的作用，并增大橡胶坝工程的稳定性。

对于有深浅槽设置的橡胶坝，廊道在深槽坝段向下游连接设置一排水井，安装排水泵，一是可用于检修时排除廊道内积水，以利于充排水管道的维护维修和更换；二是也可用于深槽坝段底板、橡胶坝袋等检修时施工排水。

（二）优化设计思路，改进泵房内部设计

对于现在建成运行的武烈河橡胶坝，外部设计漂亮了，有品味了。内部的运行操作系统也实现了自动化。但是泵房的内部设计还需要进一步优化，优化方案是取缔吊物孔和楼梯的原始设计，改为升降电梯和设置紧急情况检修爬梯。其优点：一是有利于工作人员上下操作检修、运送工具管泵件等，使得人员运行操作、维护维修器材运送更加快捷便利。二是减少占用空间，使得泵房内部设计更加合理、美观。三是有效保障操作和检修人员上下泵房的安全。

（三）对于武烈河橡胶坝供水井出水量不足的问题

通过运行管理的实践经验，在橡胶坝立坝蓄水时，都要首先把几段坝袋均匀立起一定的高度，使得库区蓄水位升高，供水井集水能力加大，从而保证供水井出水量达到使用要求。但是要保证初始立坝的出水量也是一个难题，通过借鉴水利展览中的节水措施，可以通过加装充坝备用水池，以补充地下水位过低集水井水量不足。其优点：一是在供水井出水量不足时给予补充，首先保障初始立坝的用水量；二是顺应节水理念，在落坝时通过管路将橡胶坝袋内的水存储在备用水池中，循环利用水资源；三是利用过滤装置收集雨水，充分利用水资源。

四、结语

采用合理、科学、实用的设计思想，才能确保橡胶坝工程具有先进性、实用性，才能方便工程运行管理的需要，尽量延长橡胶坝工程的使用寿命，最大程度的发挥橡胶坝工程的综合效益，做好橡胶坝工程的优化设计，对于推广橡胶坝新技术，确保工程美观、安全运行，非常必要。