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1、橡膠壩在水庫除險加固工程中應(yīng)用 中圖分類號:TV62文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:橡膠壩是用高分子合成材料建造的新型水工建筑物,其主要作用是通過壩袋的充坍以達(dá)到控制流量和調(diào)節(jié)水位,單獨(dú)或與其他水工建筑物組成水利樞紐以完成預(yù)定功能,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于灌溉、發(fā)電、防洪、供水和城市園林景觀等多方面水利工程中?,F(xiàn)結(jié)合城固縣堰溝河水庫除險加固工程實(shí)施情況,就橡膠壩在該水庫中的應(yīng)用作以探討。一、水庫概況陜西省城固縣堰溝河水庫位于漢江南岸一級支流堰溝河下游,距縣城4km,1974年5月建成投運(yùn),是一座以灌溉為主,兼防洪、養(yǎng)殖、發(fā)電等綜合開發(fā)利用的?。á瘢┬凸こ?,水庫壩址以上控制流域面
2、積147km2,總庫容515萬m3,興利庫容180萬m3,設(shè)施灌溉面積1.0萬畝。水庫樞紐由心墻壩,溢洪道和輸水建筑物三部分組成。最大壩高27.1m,壩頂高程530.60m,壩頂長120m;開敞式側(cè)堰溢洪道位于左岸山坡,溢流堰頂高程521.00m,堰寬30m,泄流段由三級陡坡跌水組成,總長度454m,跌差23.1m;輸水建筑物由放水塔和放水涵洞組成,位于大壩右端,設(shè)計(jì)引水流量3m3/s;輸水干渠總長6.5km。6由于工程存在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、施工質(zhì)量差、溢洪道泄洪能力不足、放水塔高度不夠,大壩無安全監(jiān)測設(shè)施、水庫管理與運(yùn)行條件簡陋等問題,2004年4月大壩安全鑒定為三
3、類壩,同時根據(jù)多年灌區(qū)用水實(shí)際和水利計(jì)算分析,水庫供水不能滿足灌區(qū)用水需求,供需矛盾十分突出。二、除險加固工程設(shè)計(jì)根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94),堰溝河水庫屬?。á瘢┬廷舻裙こ?,大壩為4級建筑物,按50一遇洪水設(shè)計(jì),500一遇洪水校核。經(jīng)復(fù)核計(jì)算,50年一遇入庫洪峰流量635m3/s,洪量2281萬m3,溢洪道下泄流量600m3/s;500年一遇入庫洪峰流量1082m3/s,洪量4439萬m3,溢洪道下泄流量950m3/s。6堰溝河水庫灌區(qū)灌溉面積1.0萬畝,糧食作物以水稻為主,稻麥兩熟,灌水
4、方式為淹灌和畦灌,依據(jù)本灌區(qū)農(nóng)作物的灌溉制度與灌溉定額,經(jīng)徑流調(diào)節(jié)計(jì)算,水庫現(xiàn)狀年缺水52萬m3(水庫正常蓄水位抬高2.5m時,興利庫容增加62萬m3,調(diào)節(jié)水量202萬m3);通過調(diào)洪演算,堰溝河水庫壩頂復(fù)核高程為526.99m,現(xiàn)狀高程為530.60m(高出3.6m)。遵照水庫除險加固的同時兼顧工程效益的原則,該水庫有增加興利庫容的空間,且原溢洪道具備溢流堰加高條件,故此,設(shè)計(jì)將水庫正常蓄水位由521.0m提高到523.5m(以滿足灌溉用水要求),經(jīng)復(fù)核,大壩上下游邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。結(jié)合堰溝河水庫大壩安全鑒定論證結(jié)論和水庫復(fù)核計(jì)算成果,提出工程主
5、要除險加固項(xiàng)目為大壩加固、溢洪道加固和輸水建筑物改建;主要工程措施為:1)整修壩坡、迎水坡干砌石護(hù)面、翻修背水坡腳干砌石排水體;采用混凝土防滲墻加高大壩心墻1.5m;2)加高溢洪道進(jìn)口溢流堰2.5m、加高側(cè)槽、泄槽段邊墻,延長一級消力池,對溢洪道全段槽底采用混凝土護(hù)面;3)在原址拆除重建鋼筋混凝土放水塔并配套閘房、閘門、啟閉機(jī)等金屬機(jī)電設(shè)備,原涵洞采用鋼筋混凝土套襯并進(jìn)行回填灌漿;4)硬化防汛道路,健全大壩安全監(jiān)測設(shè)施、完善水庫管理及運(yùn)行設(shè)施。工程計(jì)劃工期一年,設(shè)計(jì)概算總投資740萬元。三、橡膠壩方案的提出堰溝河水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)經(jīng)陜西省水利廳審查并批復(fù),
6、工程于2008年10月開工建設(shè)。受以前亂砍濫伐、6盲目抬田修地等問題的影響,使得流域植被受損、水土流失嚴(yán)重,加之缺乏水保措施,導(dǎo)致水庫庫區(qū)淤積、河道上游河床逐年抬升。由于歷史原因,庫區(qū)淹沒范圍確權(quán)劃界不清、產(chǎn)權(quán)不明,河道兩岸侵耕侵種、河灘非法植樹造林,導(dǎo)致河道過水?dāng)嗝婵s小、行洪不暢、水位抬高,汛期周邊田地易被淹沒;水庫加堰后,淹沒范圍有所增加。因此,在溢洪道進(jìn)口段施工過程中,受到水庫上游村民阻撓,導(dǎo)致工程被迫中止。鑒于以上問題,工程項(xiàng)目業(yè)主聯(lián)合設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理部門單位,變更原設(shè)計(jì)加堰方案,提出新建橡膠壩一座,以期水庫在非汛期調(diào)蓄足夠的水量,而在汛期又降低庫區(qū)水位,
7、杜絕上游淹沒。四、橡膠壩設(shè)計(jì)1、布置方案橡膠壩由以下幾部分組成:1)橡膠壩袋;2)錨固系統(tǒng);3)橡膠壩底板、鋪蓋和邊墻;4)集水池、閘閥井、控制室、供排水管路及機(jī)電設(shè)備。橡膠壩布置于溢洪道進(jìn)口處,軸線與原壩軸線平行,壩底板沿水流方向長7.2m,垂直水流方向長30m;橡膠壩高2.5m;供排水系統(tǒng)布置于上游右岸坡腳,新建豎井一座,內(nèi)置閘閥井,控制室布置于豎井之上,集水池布置于閘閥井附近。安裝潛水泵及配電柜各1臺,閘閥2臺。2、壩袋選用壩袋型號JBD2.5—140—2,膠布型號選用J14070—2,其經(jīng)、緯向強(qiáng)度分別為280KN/m和140KN/m。經(jīng)計(jì)算,壩袋有效周
8、長(不含錨固長度)8.1