氣盾壩在玉龍湖氣盾景觀壩中的應(yīng)用

【摘要】氣盾壩作為一種新型擋水結(jié)構(gòu)，其在具體應(yīng)用過(guò)程中不僅具有鋼閘門(mén)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也具有橡膠壩的優(yōu)點(diǎn)。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在景觀壩工程中，并且從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果，但是還存在一定問(wèn)題，因此要加強(qiáng)對(duì)該方面問(wèn)題的分析與研究。

【關(guān)鍵詞】氣盾壩；景觀工程；應(yīng)用分析

通過(guò)多年工程的建設(shè)實(shí)例可以發(fā)現(xiàn)，不同的壩體在建設(shè)過(guò)程中存在的各自的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。例如，水泥翻板閘經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，將會(huì)導(dǎo)致漂浮物卡掛造和泥沙堆積導(dǎo)致閘門(mén)無(wú)法關(guān)嚴(yán)，啟動(dòng)與關(guān)閉將變得更加困難；鋼板閘的建設(shè)成本較高；橡膠板的安全性較低，并且壽命較短，這些缺點(diǎn)將會(huì)導(dǎo)致氣盾景觀壩的施工面臨較大困難，因此需要一種綜合各種優(yōu)點(diǎn)的壩體，解決原壩體的各種缺點(diǎn)。

1、工程概況

德江縣濕地公園玉龍湖氣盾景觀壩工程總投資0.45億元在城南新區(qū)新建的人工湖，該工程項(xiàng)目是我縣2013年實(shí)施的重點(diǎn)項(xiàng)目工程之一。由景觀壩、堤防、音樂(lè)噴泉、控制中心等組成，縣水務(wù)局組織實(shí)施。該工程自2013年3月1日開(kāi)工建設(shè)，12月31日正式完成，建設(shè)工期6個(gè)月，現(xiàn)已建成河道防洪堤1.49千米，景觀壩7座（其中：重力滾水壩5座、新型氣盾景觀壩1座、迷宮壩1座、新型氣盾壩閘門(mén)中心控制系統(tǒng)）、管理房（音樂(lè)噴泉正在比選方案），通過(guò)防洪堤和景觀壩的建設(shè)，對(duì)城南新區(qū)玉溪河河道治理約2千米，形成人工湖面積約19.8萬(wàn)平方米（主湖區(qū)從虹橋下2#壩至4#壩之間約8.7萬(wàn)平方米）。

2、氣盾壩的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 成本低、工期短

氣盾壩的建設(shè)成本要比混凝土壩、鋼壩閘更低，并且在具體建設(shè)過(guò)程中，不需要建設(shè)大量的工作橋、中墩、支墩等結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，同時(shí)在安裝現(xiàn)場(chǎng)并不需要大量的作業(yè)人員，以及大型的吊裝機(jī)具。安裝周期短，可以有效縮短河道作業(yè)工期，在施工中避開(kāi)降雨危害。

2.2 運(yùn)行安全性高

氣盾壩本身是一種剛?cè)嵯酀?jì)的結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用可以使不確定的水環(huán)境得到緩解。同時(shí)，氣盾壩不需要水橡膠壩強(qiáng)排、鋼壩閘液壓系統(tǒng)等，因此，在具體應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)因?yàn)閿嚯娫驅(qū)е滤洳怀浞只蛘邏误w塌落不下的危險(xiǎn)情況。并且，在結(jié)構(gòu)上設(shè)置了手動(dòng)啟動(dòng)，可以通過(guò)電動(dòng)和手動(dòng)兩種方式將壓縮的空氣排除，從而確保泄洪工作的順利進(jìn)行。

2.3 提高了擋水能力

一般來(lái)說(shuō)，水泥翻板閘設(shè)計(jì)擋水高度小于5m，自動(dòng)開(kāi)啟水位高度小于0.5m；橡膠板的擋水高度都不超過(guò)5m，壩頂逆流作為小于0.5m。而從氣盾的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，其擋水高度已經(jīng)超過(guò)了10m，在具體設(shè)計(jì)上并不會(huì)像翻板閘、橡膠壩一樣受擋水高度限制，這使氣盾壩的擋水高度得到了進(jìn)一步提升。

3、氣盾壩在玉龍湖氣盾景觀中應(yīng)用的先進(jìn)性

3.1 超前設(shè)計(jì)理念，先進(jìn)科技手段

通過(guò)采用超前的設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)的科技手段，不僅為城鎮(zhèn)河道景觀氣盾壩建設(shè)作好準(zhǔn)備，也為城鎮(zhèn)化建設(shè)需求提供了服務(wù)，取締傳統(tǒng)的橡膠壩、混凝土壩，改善以往橡膠壩、混凝土壩中的缺陷、運(yùn)行等不足。其中鋼閘門(mén)采用美國(guó)的設(shè)計(jì)理念，在我國(guó)長(zhǎng)沙市進(jìn)行指導(dǎo)生產(chǎn)、加工完成后運(yùn)用于本項(xiàng)目；氣囊采用先進(jìn)科技成果，從美國(guó)進(jìn)口，氣囊由內(nèi)、中、外三層組合而成，內(nèi)層為聚酯纖維強(qiáng)化的合成橡膠，中層橡膠為單體合成橡膠，外層為抗臭氧及紫外線的混合物橡膠。通過(guò)研究對(duì)比，無(wú)論是材料組成還是物理機(jī)械性能均存在較大差異，均比傳統(tǒng)的橡膠壩氣囊要耐用，因此橡膠壩的壩袋無(wú)法替代氣盾閘門(mén)的氣囊。

3.2 自動(dòng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、干燥機(jī)、前后濾清器、儲(chǔ)氣罐、控制閥件、控制傳感器、管道、附件等。我們對(duì)這些設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的可行性進(jìn)行了深入研究。經(jīng)比較，空壓機(jī)、干燥機(jī)、前、后濾清器、儲(chǔ)氣罐均可采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)英格索蘭公司的產(chǎn)品，不但能保證質(zhì)量，而且還能大幅度降低投資?？刂崎y件、控制傳感器等，目前國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量還無(wú)法滿(mǎn)足工程要求，因此采用進(jìn)口產(chǎn)品。

3.3 氣動(dòng)閘維持河道凈寬，過(guò)流能力強(qiáng)，確保汛期安全度汛

氣動(dòng)閘不需要中間閘墩連接，對(duì)河道寬度不受限制，組合式的結(jié)構(gòu)可任意延長(zhǎng)，適用于不同跨度的河道。氣動(dòng)閘在整個(gè)河道寬度范圍內(nèi)可完全倒伏，可實(shí)現(xiàn)大流量高效泄水。氣動(dòng)閘翼形門(mén)體和閘底膠鏈的設(shè)計(jì)亦使得泥沙、樹(shù)枝、冰塊、浮木及其它雜物容易流過(guò)，不會(huì)造成阻塞。氣動(dòng)閘的門(mén)體加筋板兼導(dǎo)流功能，可平順?biāo)鞑p少?zèng)_刷。

3.4 安全性能高

設(shè)備安全：埋件及充氣管路為不銹鋼材料，氣袋壽命50年以上高分子材料，閘門(mén)熱噴鋅加封閉漆，空氣壓縮站系統(tǒng)為優(yōu)質(zhì)知名品牌產(chǎn)品。充分考慮的安全系數(shù)，保證了設(shè)備安全。氣動(dòng)閘優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)，其整體材料制造要求質(zhì)量高。氣動(dòng)閘完全倒伏不影響泄洪，特別對(duì)因洪水泛濫時(shí)引發(fā)的斷電，仍可通過(guò)手動(dòng)緊急排放氣袋內(nèi)空氣實(shí)現(xiàn)安全泄洪。泄洪后，即使閘門(mén)上沉積污泥等雜物，仍不影響其正常運(yùn)行。

4、玉龍湖氣盾壩施工

4.1 管理總則

為有效控制氣動(dòng)盾形閘門(mén)安裝過(guò)程中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保工程質(zhì)量，結(jié)合工程實(shí)際，按照相關(guān)安裝規(guī)范進(jìn)行氣動(dòng)盾形閘門(mén)安裝。

4.2 氣動(dòng)盾形閘門(mén)系統(tǒng)安裝技術(shù)要求

4.2.1 安裝范圍及內(nèi)容

氣動(dòng)盾形閘門(mén)系統(tǒng)安裝包含埋件、鋼閘門(mén)、氣袋、電氣設(shè)備及試運(yùn)轉(zhuǎn)等全部分為5個(gè)單元安裝目錄。工作內(nèi)容包括設(shè)備的運(yùn)行、卸車(chē)、開(kāi)箱檢查驗(yàn)收、出庫(kù)、保管、組裝、安裝、清場(chǎng)以及為完成安裝、試運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的各種臨時(shí)設(shè)施的制作、安裝。

4.2.2 安裝前的檢查和清理

（1）安裝前的檢查

在進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)備及氣袋安裝前，應(yīng)按施工圖紙規(guī)定的內(nèi)容，全面檢查安裝部位的情況，設(shè)備構(gòu)件以及零部件的完整性和完好性。對(duì)重要構(gòu)件和部件必須進(jìn)行預(yù)拼裝進(jìn)行檢查。

①埋件埋設(shè)部位一、二期混凝土結(jié)合面必須進(jìn)行鑿毛處理并沖洗干凈；預(yù)留插筋的位置、數(shù)量必須符合施工圖紙要求。

②按施工圖紙逐項(xiàng)檢查個(gè)安裝設(shè)備的完整性。

③逐項(xiàng)檢查設(shè)備的構(gòu)件、零部件的損壞和變形情況如因外界原因造成個(gè)別部件變形或損壞的，要及時(shí)更壞其部件材料。

5、氣動(dòng)盾形閘門(mén)系統(tǒng)的安裝要求

5.1 埋件安裝

氣動(dòng)盾形閘門(mén)埋件主要包括主錨栓、

安全控制帶錨栓、楔形角鋼和跟不角鋼安裝，安裝過(guò)程中必須滿(mǎn)足以下要求；

（1）閘墩板面與水平面垂直，保證表面平整，誤差應(yīng)控制在2mm之內(nèi)，兩側(cè)閘墩板安裝距離偏差應(yīng)控制在5mm之內(nèi)；

（2）錨定螺栓應(yīng)垂直定位，偏斜大于3mm；

（3）埋件就位調(diào)整完畢，必須與一期混凝土中的預(yù)留錨栓或錨栓板焊牢，主錨栓之間間距誤差不得超過(guò)2mm。同時(shí)，嚴(yán)禁將加固材料直接焊接埋件的工作面；

（4）埋件安裝完畢后，應(yīng)對(duì)所有的工作面進(jìn)行清理，門(mén)槽范圍內(nèi)影響閘門(mén)安全運(yùn)行的外露物必須清除干凈，同時(shí)對(duì)埋件的最終安裝精度進(jìn)行復(fù)測(cè)。圖2為預(yù)埋件的反復(fù)測(cè)量校正。

5.2 鋼閘門(mén)的安裝

鋼閘門(mén)必須按照施工圖紙要求進(jìn)行安裝，采用吊車(chē)進(jìn)行對(duì)門(mén)體單一進(jìn)行吊裝；閘門(mén)安裝完畢后，應(yīng)及時(shí)清除埋件表面和門(mén)葉上的所有雜物，然后進(jìn)行擰緊螺栓，對(duì)主錨栓擰緊單次必須由一組人統(tǒng)一完成，確保每次擰緊的力度、位置等均衡，依次反復(fù)進(jìn)行擰緊加固后再對(duì)閘門(mén)升起、降下，反復(fù)數(shù)次，同時(shí)閘門(mén)倒伏平穩(wěn)后再對(duì)螺帽進(jìn)行擰緊。

此外，工程建設(shè)中應(yīng)用氣動(dòng)閘，其施工周期短，通常在2-3月內(nèi)就可以完成工程施工。并且自身不需要啟動(dòng)和關(guān)閉設(shè)備，土建的地基簡(jiǎn)單，成本低。氣動(dòng)閘模塊花錢(qián)設(shè)計(jì)，不僅制造方便，而且在具體安裝過(guò)程中省時(shí)省力，縮縮短了氣動(dòng)閘建設(shè)周期，這也是氣盾壩在玉龍湖氣盾景觀中得到應(yīng)用的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。

結(jié)束語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)水利工程中的大跨度閘門(mén)實(shí)例較少，氣動(dòng)盾形閘門(mén)即可用于河道、水庫(kù)，又可用于海堤、人工景觀、引水灌溉、防旱排澇和已有的大壩加高、加寬等水利工程中，對(duì)其的合理應(yīng)用，為大跨度水利閘門(mén)建設(shè)提供了新思路，并且取得了不錯(cuò)的成績(jī)，得到了人們的認(rèn)可。

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作者簡(jiǎn)介：全偉（1964-）男，本科，貴州德江人，苗族，高級(jí)工程師，主要從事水利工程建設(shè)管理。