穆棱河橡膠壩壩袋長度及底板厚度計算

侯云鵬

穆棱河橡膠壩壩袋長度及底板厚度計算

侯云鵬

橡膠壩是20世紀50年代末隨著高分子材料工業發展而出現的一種新型的水工建筑物。在橡膠壩工程設計與施工中，橡膠壩壩袋長度及底板厚度設計對整個工程起著舉足輕重的作用。通過對穆棱河水幾十年漲落情況進行分析，利用水工建筑物理論來設計和計算穆棱河橡膠壩壩袋長度及底板厚度。

流量；長度；底板；設計

雞西市位于黑龍江省東南部烏蘇里江一級支流穆棱河的中上游，地處東經131°51′，北緯45°20′，控制流域面積8375平方公里。隨著近幾年雞西市工農業飛速發展，地下水資源逐年減少，河道缺少攔蓄設施，地表徑流利用率很低，水利基礎設施發展滯后，已經影響了工農業的發展。穆棱河橫穿雞西市區，上游地區幾條骨干排水河道都匯入穆棱河，采取工程措施，攔蓄河道，對解決枯水期城市供水，補充地下水，美化凈化城市，改善城市的投資環境具有重要意義。

1 主要工程內容與技術指標

(1)主要工程內容。

新建攔河橡膠壩1座，設計排澇流量650立方米/秒，防洪流量960立方米/秒，設計壩高5.2米，壩袋長度96米。

(2)主要技術指標。

擬建雞西市橡膠壩距上游柳毛閘16公里，柳毛閘至擬建橡膠壩址處河道比降1/12500。詳見穆棱河河道設計指標表1-1-1。

1-1-1 穆棱河(柳毛閘～雞冠區)設計指標表

此設計參考牤牛河1978～1993年水位資料和滴道河1984～1995年水位資料。見表2-1-1、2-1-2。

2-1-1 團結站1978～1993年水位特征值統計表 單位：米

2-1-2 王家村站1984～1995年水位特征值統計表 單位：米

2 水力計算(橡膠壩過流能力驗算)

穆棱河雞冠區處河道設計指標為：河道防洪流量960m3/s,防洪水位4.09m；排澇流量650 m3/s，排澇水位2.0m；河道設計底寬83m，設計河底高程-4.0m，主槽邊坡1：5，堤坡1：3，堤頂高程6.05m，堤寬6m，堤距300m。

擬建橡膠壩設計指標為：壩袋底板頂高程-2.70m，設計蓄水位2.50m，壩高5.20m，壩袋垂直水流方向共分2節，每節長48m,總長96m。

式中：σs—寬頂堰淹沒系數； ε—寬頂堰側收縮系數；

m—寬頂堰的流量系數；B—寬頂堰過流斷面凈寬；(m)

H0—寬頂堰堰上總水頭(m，含行近流速水頭)，塌壩后壩頂高程=壩底板頂高程+0.10米(即塌頂高程-2.60米)

Q——寬頂堰(橡膠壩排空塌壩)過流能力，m3/s。

防洪驗算：上、下游水位差取0.05米

排澇驗算：上、下游水位差取0.07米

根據上述計算結果，所定斷面其過流能力均能滿足防洪和排澇要求。故確定壩底板頂高程-2.70m，蓄水位2.50m，壩高5.2m，壩袋總長96m。

3 橡膠壩壩袋底板順水流方向長度及底板厚度確定

根據《橡膠壩技術規范》(SL227—98)及橡膠壩袋相關定型產品，按照充水后壩高5.2米，壩袋充水內壓比1.25，計算壩袋外型參數，確定壩袋塌落寬度，考慮壩袋上下游安裝、檢修通道寬度要求后，再確定基礎底板長度。

雙線錨固基礎底板長度計算公式：

l1—上游安裝、檢修通道寬度(l1=0.5米)；

l2—下游安裝、檢修通道寬度(l2=1.0米)；

L2—雙錨固時底板長度(米)；

L02—雙錨固時壩袋有效周長(L02=19.08米)；

L03—雙錨固時壩袋貼地長度(L03=10.31米)；

經計算L2=16.4米，基礎底板順水流方向長度實際采用值17米。

根據《橡膠壩工程技術指南》(ISBN7-5084-2413-1)壩袋基礎底板厚度可按以下公式估算：

式中：d—底板估算厚度(米)，

Mmax—可能出現的最大彎矩(Mmax=881千牛.米)，

K—安全系數，取K=1.8，

σs—鋼筋的屈服強度(σs=2.4×105千牛/米2)

經計算基礎底板厚度為1.2米，采用C25鋼筋砼結構。

1.祁慶和:水工建筑物[M].北京:中國水利水電出版社,1996年

2.周克己 魯志勇：水利工程施工[M].北京:中央廣播電視大學出版社,2001年

CalculationforLengthofRubberDamBagandTheThicknessofFlooroftheMulingRiver

Hou Yunpeng

Rubber dam is a new type of hydraulic constructing material developed in the late 50th of 20th century, emerging with the development of polymer materials industry . In the rubber dam engineering design and the construction project , the length of rubber dam bag and the thickness of floor design plays an important role . With the analysis of Muling River for decades , using the theory of hydraulic structures ,the paper is to design and calculate the length of rubber dam bag and the substrate thickness of the Muling River

flow; length; floor; design

ClassNo.:O29DocumentMark:A

王 軍 鄭英玲)

侯云鵬，工程師，雞西市水務局河道管理處，黑龍江·雞西。郵政編碼：158100

1672-6758(2010)01-0061-2

O29

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