某縣七星河橡膠壩工程設計分析

摘要：橡膠壩工程是實現河流安全度汛和生態文明建設雙贏的重要載體。文章結合扶風縣七星河橡膠壩工程實際，分析了工程主要結構、供排水系統、電氣設計等，提出了工程科學管理運用的具體條件和方法，以供借鑒。

關鍵詞：橡膠壩工程；構造；供排水；電氣設計；科學運用

中圖分類號：TV644 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0062-02

1 七星河流域概況

七星河屬渭河左岸支流——漆水河的二級支流，它發源于扶風縣西北喬山南部楊家溝一帶。流域總面積176.2km2，主河長度24km，河道平均比降2.2%，歷史上最大洪水流量870m3/s。流域上游為黃土低山丘陵區，下游為渭北山前洪積扇裙，內植被較差，水土流失嚴重。徑流主要由降水形成，其次地下水也有少量補給，降水的特性決定著徑流具有年際變化大、年內分布不均的特點。橡膠壩壩址位于扶風縣城北部，白家窯水庫下游2km處，白家窯水庫——橡膠壩壩址區間流域面積6.3km2，河道平均比降3.5%，主河槽長3.4km。

2 橡膠壩設計

根據河道寬度以及自然地形比較，確定橡膠壩底板高程為514.5m。橡膠壩設計長度50m，根據可能最大回水范圍取壩高為3.5m，壩頂高程為518m。結合工程條件橡膠壩選用充水結構，壩袋用螺栓固定壓板雙錨固。

2.1 壩基防滲

考慮到底板及消力地下均布置砂礫石墊層滲流系數較大，所以在壩底板前設置防滲墻。防滲墻采用鋼筋混凝土結構，深3.5m，厚0.5m，底端高程為509.5m。

2.2 壩底板結構

由于地基較弱，考慮到穩定問題，壩底板厚度取0.8m，并布置1.3m厚的3∶7灰土墊層和10cm厚的C15混凝土墊層。同時底板配筋取u=0.5%，鋼筋采用Φ12的Ⅱ級鋼。消力地厚度取0.5m，鋼筋采用Φ10。由于在二類環境下壩底板與消力池沖刷嚴重，壩底板與消力池采用C20鋼筋混凝土，鋪蓋采用C20鋼筋砼，護坦采用M7.5漿砌石。

3 副壩設計

基槽開挖：對表層腐植土及雜物進行清理，在河槽及兩岸坡設結合槽，底寬4m，邊坡比1∶1，深3m，采用黏土回填，壓實度不小于0.95。

壩體：河道寬度為85m，橡膠壩段為50m，左右岸均設計副壩，左副壩長26m，右副壩長20m，壩體為均質土壩，壓實度大于0.95，壩頂高程為519.2m，寬5m，壩頂設置0.8m高漿砌石防浪墻。

上下游壩坡：上游邊坡比為1∶2.5，干砌石護面防沖，底部鋪設300g/cm2的土工布，其上設砂石過渡層；下游邊坡底部設1.5m高的貼坡排水體。

4 供排水系統設計

根據本工程的實際，在左岸建一眼機井，安裝1臺潛水泵對壩袋進行充水控制操作，從而達到開壩蓄水的目的。塌壩首先利用自排功能，并安裝ISG80-125J型立式管道泵

1臺。

4.1 供水水源

本橡膠壩工程僅有1個橡膠壩段，長度為50m，壩高3.5m，計算壩袋總容積為1100m3，鑒于工程區附近地下水位較高，開采難度小，可利用新建機井1眼，專門用于壩袋充水。井深根據同類地質狀況類比，在井深達到50m以上時，工程區地形地貌機井出水量可達25～30m3/h。同時解決了橡膠壩管理人員的辦公、生活用水以及綠化苗木的灌溉用水問題。

經與利用縣城自來水充壩方案進行比較，具有明顯的優勢。如果利用縣域自來水供水作為壩體充水水源，其管道鋪設管徑需要增大，管道鋪設長度約為1000多m，工程投資明顯增加5萬多元，同時每年還要浪費不少當地純凈水資源，故利用縣城自來水充壩方案不可取。

4.2 供排水系統

當壩袋升高至設計高程時，壩袋充水量為1100m3，根據規范標準，橡膠壩的塌壩排水時間以2～4小時為宜，鑒于本橡膠壩為單段，長度規模較小，為確保順利行洪，經計算，本設計選用水泵充排水時間按1.5～2.5小時計算，實際充水開壩時間根據供水量大小可適當縮短或延長。

4.3 橡膠壩的操作運用

橡膠壩工程是縣域社會經濟發展的重要產物，也是確?？h城安全防汛度汛的重要工具。日常管理運用由縣水利局下屬專門單位負責。開壩操作需關閉橡膠壩閘閥，利用機井潛水泵直接充水，當機井出水量在20～30m3/h時開壩時間需要36～44小時。根據洪水預報及調度指令，提前檢查設備的完好情況和進出水閥門的關閉情況，及時做好塌壩前的準備工作。塌壩時先利用自排塌壩；當自排不能滿足塌壩時間要求或排水不暢通時，關閉自排閥門，打開管道泵，啟動水泵抽排。

5 電氣設計

橡膠壩供電可在城區變電網10kV輸電線路上，T形引出一條專用10kV架空線路供電。機井安裝1臺200QJ20-75/Z型潛水泵，裝機容量11kW。排水管道泵安裝ISG80-125J型管道泵1臺，裝機0.75kW。

水源泵站的潛水泵電機為11kW，需采用就地控制，并安裝電流表，降壓啟動保護。降壓啟動選擇STRA011-3交流電動機軟起動柜；導線選擇VV2-3×16（防水型）聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝護套電纜。管道泵電機抽率為0.75kW以下，直接啟動，導線選擇VV1-3×10型聚氯乙烯絕緣保護套電力電纜。

根據當地土壤電阻率，選用Φ50×2500mm鋼管（3根）做接地極，40×4mm扁鋼（30m）做接地干線，40×4mm扁鋼10m做接地支線，Φ50鍍鋅鋼管2m，使其達到規范要求的接地電阻小于4?。

6 綠化及附屬工程

為了達到整體美化效果，根據現場條件，在七星河城區段兩岸統一新修寬1.5m的綠化帶和長度2000多m的環岸道路，供游人游玩，起到綜合治理、美化環境的作用。綠化按照縣域綠化統一要求，栽植風景樹木、種植草皮。

7 結語

扶風縣七星河橡膠壩工程，充分借鑒國內已成橡膠壩工程設計管理經驗，通過利用縣城有利自然地形，修筑低壩蓄水，建造生態水面，有效凈化縣城空氣，提高環境質量，增加縣城景觀設施，改善了城區水質氣候，具有確保河流、城鎮安全防汛、美化居住生活環境、加強生態文明等多重功用。在工程建設中，堅持科學設計、嚴把施工質量，2008年底已經完成交付使用。今后應切實加強日?？茖W管理運用，確保工程建設管理效能充分發揮，造福一方民眾生活。

作者簡介：常博（1981—），男，陜西禮泉人，陜西省鑫聯監理有限公司助理工程師，研究方向：水利工程建設監理。

（責任編輯：秦遜玉）