合頁(yè)活動(dòng)壩技術(shù)在蓄水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳文熙,齊 奇,郭瑞鵬

（遼寧省江河流域管理局，遼寧 沈陽(yáng)110003）

1 概 況

小凌河是遼寧省西部較大河流之一，小凌河西臨六股河，南臨興城河、連山河，北部和東部與大凌河毗鄰。該河發(fā)源于朝陽(yáng)縣的助安喀喇山，自西北向東南流經(jīng)朝陽(yáng)、連山、凌海、錦州等市、縣（區(qū)），于凌海市娘娘宮鄉(xiāng)南注入遼東灣，干流河長(zhǎng)206 km，流域面積 5153 km2。

為改善小凌河第一灣處的水土流失和土壤沙化問(wèn)題擬建該工程，主要建設(shè)內(nèi)容是在小凌河第一灣處建設(shè)一座攔河壩，以保證上游湖區(qū)水面。

2 攔河建筑物型式選擇

2.1 溢流堰

此種型式的攔河建筑物非常常見(jiàn)，造價(jià)低廉使用年限較長(zhǎng)，在不影響行洪的情況下是國(guó)內(nèi)采用較多的，且施工技術(shù)較為簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是無(wú)法調(diào)節(jié)水面高度，且必須滿足以下三種情況：

1）攔河設(shè)障后對(duì)行洪影響不大，出現(xiàn)超標(biāo)洪水時(shí)漫灘淹地?fù)p失較小。

2）洪水期推移質(zhì)流沙量少，不存在壩前嚴(yán)重淤積，影響正常引水。

3）河床平坦，以礫石、卵石為主，河床和岸灘都比較穩(wěn)定，不易出現(xiàn)河流改道。

2.2 攔河閘

也就是通過(guò)閘門(mén)來(lái)控制，一般也分為全閘型式與堰閘結(jié)合型式。

首先全閘型式的適用條件如下：

1）壩址處灘地寬闊，洪水期易造成漫灘淹地，甚至河主流改道。

2）洪水期漂浮物、枝柴較多，推移質(zhì)泥沙量大。

該建筑物缺點(diǎn)是景觀效果一般，投資較大。

第二堰閘結(jié)合的攔河建筑物具有較強(qiáng)的泄洪排沙能力，洪水期不易出現(xiàn)河水漫灘和主流改道現(xiàn)象，枯水期又有一定的調(diào)蓄水量的功能，由于其造價(jià)低于全閘型攔河工程，又可解決灌溉和防洪問(wèn)題，具有較為廣闊的發(fā)展前景。其缺點(diǎn)是景觀效果不太理想，且可能影響行洪安全。

2.3 液壓類(lèi)翻板壩

合頁(yè)活動(dòng)壩與液壓壩結(jié)合，底軸式與中軸式結(jié)合。

這類(lèi)型式的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）考慮到這類(lèi)建筑物可以通過(guò)調(diào)度管理使壩體在洪水來(lái)臨時(shí)完全翻到，對(duì)行洪影響極低。

2）活動(dòng)壩比其他液壓類(lèi)壩型升降時(shí)間短便于控制。

3）景觀效果比常規(guī)水閘要好。

4）該壩型比其他液壓類(lèi)壩型所需要的閘墩少。

5）設(shè)置一孔底軸式液壓壩便于沖砂。

這種壩型價(jià)格較高但是控制靈活，同時(shí)后期運(yùn)行管理維護(hù)方便。

2.4 橡膠壩

橡膠壩，屬薄壁柔性結(jié)構(gòu)，是隨著高分子合成材料的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型水工建筑物。是用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷橡膠作保護(hù)層，加工成膠布，再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過(guò)充排管路用水（氣）將其充脹形成的袋式擋水壩。

橡膠壩景觀效果較好，但造價(jià)較高，且山區(qū)河道多泥沙與漂浮物不利于橡膠壩運(yùn)行管理。

工程建筑物方案比較見(jiàn)表1。

表1 建筑物方案比較表

經(jīng)綜合比較分析，結(jié)合工程區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)選用合頁(yè)活動(dòng)壩和液壓升降壩組合應(yīng)用的方案。

3 建筑物設(shè)計(jì)

為保證上游湖區(qū)水面，該工程采用合頁(yè)活動(dòng)壩+液壓壩型式，壩長(zhǎng)共計(jì)49 m（其中活動(dòng)壩42 m，1 m中墩，液壓壩6 m）。該工程建完后，回水長(zhǎng)度為1.25 km，庫(kù)容可達(dá)10萬(wàn)m3，水面面積76500 m2。

依據(jù)國(guó)家頒布的《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，小凌河該河段人口約為6000人，所以該工程防洪標(biāo)準(zhǔn)確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇?？紤]該工程攔河壩汛期塌壩運(yùn)行，無(wú)防洪作用，所以該工程建筑物級(jí)別為5級(jí)。該工程選取活動(dòng)壩與液壓壩結(jié)合的型式。

該工程合頁(yè)壩底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)7.0 m，閘前底板頂高程為159.3 m，閘后底板頂高程為158.726 m。底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30F250W4，下設(shè)C10素混凝土墊層0.1 m。

壩體上游鋪蓋采用10 m長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與4 m長(zhǎng)拋石防沖槽。鋪蓋厚度0.5 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25F250W4。下設(shè)C10素混凝土墊層0.1 m。

消力池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10.0 m，與合頁(yè)壩與翻板閘底板采用1∶4斜坡連接，底板頂高程為158.22 m，尾坎頂高程為158.726 m，底板厚0.5 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25F250W4。

下設(shè)0.1 m厚的C10素混凝土墊層、0.1 m厚的砂礫墊層及一層排水孔反濾土工布。

海漫采用雙絞格網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10.0 m，海漫頂高程為158.726 m，厚0.4 m，下設(shè)0.1 m厚的砂礫墊層和一層反濾土工布。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)山區(qū)河道的特點(diǎn)的分析，攔河建筑物的選取要考慮以下幾點(diǎn)：

首先要考慮行洪安全，選取可以完全翻到的壩型對(duì)行洪是最有利的。

其次考慮沖砂結(jié)構(gòu)，淤積問(wèn)題是山區(qū)河流的重要問(wèn)題,可以通過(guò)經(jīng)常調(diào)節(jié)多板面的翻板壩中的一扇來(lái)實(shí)現(xiàn)。

然后考慮景觀性，既然是生態(tài)蓄水景觀性也相對(duì)重要，翻板類(lèi)的壩體比之傳統(tǒng)的閘壩型式具有更好的景觀效果。

所以對(duì)于這種生態(tài)蓄水的建筑物，山區(qū)河道中泥沙量較大盡量不采取橡膠壩，液壓類(lèi)壩型是比較合適的。這類(lèi)壩型的組合在運(yùn)用上應(yīng)該可以用一塊板進(jìn)行經(jīng)常性水位流量調(diào)節(jié)以及沖砂，在汛期來(lái)臨之前全部翻到行洪。

［1］陳國(guó)輝.翻板閘門(mén)在山區(qū)河流應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)建議［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2011（6）.

［2］王富強(qiáng).水力自控翻板閘門(mén)的應(yīng)用發(fā)展及運(yùn)行中存在的問(wèn)題［J］.黑龍江水利科技，2008（6）.

［3］劉宇.山區(qū)河流上小型攔河閘壩設(shè)計(jì)的探索［J］.水利建設(shè)管理，2013（6）.

［4］武漢大學(xué)水利水電學(xué)院水力學(xué)流體力學(xué)研究室.水力學(xué)計(jì)算手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.