淠河六安城北橡胶坝的设计重点难点与创新

李华伟 赵百营 郭 飞

一、工程概况

淠河六安城北橡胶坝工程位于淠河中游沪蓉高速公路桥下游约600m处，该工程具有改善水生态环境、回补地下水等综合功能。该橡胶坝枢纽工程为Ⅲ等中型工程，包括橡胶坝、充排水泵房、调节闸、上下游引河及左右岸导流堤等部分。

坝基持力层为第②层细砂，厚2.30～5.60m，存在轻度液化问题，下卧层为第③层粗砂、中砂夹砾石层，厚1.50～5.30m；第④层粉质粘土夹砾石层，厚1.50～2.70m；第⑤层砾砂、圆砾，厚6.30～11.40m；第⑥层全、强风化砂岩。

工程建成后，蓄水回水至上游中坝，回水长度9.3km，形成水面面积约5.84km2，蓄水量达2000 万m3，淠河城区段生态环境进一步改善，是创建人水和谐、宜居宜商、生态园林城市的重要基础设施工程。

二、设计重点难点

（1）坝址区河道宽阔，河道主槽偏右岸，如何进行合理的总体布置，既满足工程蓄水要求，减少塌坝频率，又不影响行洪；同时淠河河道为砂质河床，总体布置还要尽可能地避免河道淤积问题。

（2）受采砂影响，坝址区河道河床起伏较大，局部采砂坑深达10m，砂质河床，抗冲能力差，根据调研，许多橡胶坝工程出现险情多因下游防冲措施不足，导致下游河道下切，溯源冲刷防冲槽及海漫，以致威胁消力池及坝体的安全。因此，如何解决河道冲刷问题，保证工程安全，是该工程设计的又一难点。

（3）坝址区河道采砂坑深浅不一，坝底板局部位于回填细砂层，存在轻度液化问题，且地基易产生不均匀沉降，如何科学合理地解决这些问题，是该工程的设计重点。

（4）坝基持力层为细砂，渗透系数大，为强透水层，如何进行防渗处理，是该工程成败的关键。

（5）工程位于六安市淠河城区段，六安市为国家级园林城市，如何将建筑与景观结合起来，是该工程设计的又一重点。

三、技术创新

1.总体布置科学合理，调度运用灵活方便

该工程采用橡胶坝和调节闸结合布置的方案，根据现状主泓偏右岸的特点，调节闸布置在河道右岸主槽部位，根据淠河非汛期流量，结合橡胶坝检修和调度要求，调节闸共布置3 孔，单孔净宽6m，三孔一联总长22.4m；橡胶坝和调节闸之间布置分流岛，水流流态平顺，在分流岛中部布置泵房，节约空间，橡胶坝共6 跨，每跨长88.0m，橡胶坝段总长535.5m；整体布置错落有致，美观大方；同时在运用过程中，中小洪水情况下，可充分利用调节闸下泄上游来水，避免频繁塌坝，并有利于冲砂和方便检修，工程运用灵活方便。

2.复杂河床条件下的混凝土板桩墙防冲技术，解决河道下游溯源冲刷问题

钢筋混凝土防冲墙防冲技术系利用钢筋混凝土板桩支护来防止下游河道冲刷影响海漫及护底安全，该方案具有防冲效果好，施工方便等优点，城北橡胶坝消能防冲条件恶劣，且下游挖砂严重，为防止冲刷对海漫、护底造成破坏，下游防冲设施采用钢筋混凝土板桩墙与抛石防冲槽相结合的防冲方案，板桩墙布置在海漫末端，根据地质情况，结合冲刷计算成果，设计板桩墙厚0.5m，墙深15.5m，墙顶布置帽梁，该方案彻底解决了下游消能防冲和下游河床下切问题。

3.强夯和振冲挤密法联合运用，解决松散坝基稳定及地基承载力问题

针对该工程地基为砂基，地基受河道采砂扰动大、承载力低、地基不均匀等特点，设计采用强夯法和振冲法结合进行地基处理，对河道深泓及采砂深坑等进行振冲处理，其他承载力不满足设计要求部位进行强夯法处理。强夯处理设计有效加固深度7.5m，按先点夯、后满夯的工艺组合进行施工，点夯单击夯击能3000kN·m，满夯单击夯击能1500kN·m；满夯分两遍完成，每遍两击，满夯夯点搭接1/4锤径；施工前先进行现场试夯，确定夯点间距、夯击次数、夯击遍数、夯击沉量及间隔时间等设计参数。振冲桩设计桩径1.0m，桩底高程17.50m，桩间距2.5m×2.5m，振冲桩填料采用粗砂；振冲机械暂采用ZCQ75C 型潜水振冲器，功率为75kW；施工前先进行现场工艺试验，合理确定加密电流、加密段长度、留振时间等有关技术参数，并经检测确认施工质量满足设计要求后，方可进行振冲施工；振冲段属填方段，为确保振冲加固效果，回填时填至建基面以上不小于2.0m。工程处理后，经检测，地基承载力及沉降满足设计要求，轻度液化问题同时也得到解决。

4.混凝土防渗墙处理砂基渗漏技术

该工程砂基渗透系数大，坝基渗漏量大，根据工程特点，采用混凝土防渗墙对坝基进行截渗处理，设计防渗墙厚0.4m，墙体渗透系数不小于2×10-7cm/s，防渗墙顶通过止水与上部结构连接，墙底进入全风化岩层不小于0.5m。工程处理后，经检测，地基渗透稳定及渗流量满足设计和规范要求。

5.建筑风格创新

在建筑风格上，该工程的建筑风格与周围城市环境和谐统一，将六安园林城市建设融入建筑设计风格当中，传承六安地域文化、创新建筑风格，创造具有时代性和民族性的建筑新风格，在建筑外形上及建筑色彩搭配上大胆创新，运用一系列的手段，通过点、线、面及色彩组合等，将城北橡胶坝建成六安市一道具有特色的亮丽风景。

四、结语

淠河六安城北橡胶坝工程因受选址、布置、流态、地质、结构、施工及运用等多种不利因素影响，致使设计难度大。通过采用科学合理的选址和总体布置方案，并根据地质情况，上游采用混凝土防渗墙解决坝基渗漏问题，下游采用钢筋混凝土板桩墙防止下游河道冲刷影响工程安全，对软弱砂基采用强夯法和振冲法结合处理，同时在建筑风格上大胆创新，与周围城市环境和谐统一，取得了显著成效■