淺議液壓升降壩工程建設(shè)

江 華 （青陽縣水務(wù)局，安徽 池州 242800）

0 前 言

液壓升降壩作為一種新形壩體，具有外形美觀、安全可靠、耐久性好、操作方便靈活、水力條件優(yōu)等特點，近幾年廣泛運用于農(nóng)田水利、河道景觀等工程。

作為一項專利產(chǎn)品，液壓升降壩于2006年發(fā)明，2007年正式投入建設(shè)，經(jīng)過約8年時間的發(fā)展，技術(shù)上已日趨成熟、更加完善。與其他傳統(tǒng)壩型相比，仍是一種較為新型的壩體結(jié)構(gòu)，很多方面還處于不斷優(yōu)化、摸索階段，會有很多新問題、新情況，值得我們?nèi)パ芯刻剿鳌１疚慕Y(jié)合青陽縣青通河雨洪調(diào)蓄區(qū)液壓升降壩工程建設(shè)談幾點經(jīng)驗建議。

圖1 試試運行期間的青通河雨洪調(diào)蓄區(qū)液壓升降壩

1 工程概況與特點

青陽縣青通河雨洪調(diào)蓄區(qū)液壓升降壩工程地處青陽縣城南部新城核心區(qū)，位于青通河干流九子橋上游160m處，為青通河雨洪調(diào)蓄區(qū)五大樞紐工程之一，主要起著截水成湖、調(diào)節(jié)洪水的作用。

青通河為我縣主要河流之一，流域面積388.7km2，壩體以上控制面積114.0km2，區(qū)間設(shè)計20年一遇洪峰流量408 m3/s、50年一遇洪峰流量505 m3/s，液壓升降壩工程防洪設(shè)計標準為50年一遇，設(shè)計過流能力578.9 m3/s。

液壓升降壩壩體結(jié)構(gòu)主要由混凝土重力壩底板、消力池、海漫、岸墻、壩面及液壓系統(tǒng)等組成,壩體長80m、高4m。其中，閘室由14扇5.7m寬的鋼筋混凝土閘門組成，壩底板高程12.0m（黃海高程，下同），閘門高度4m。閘室順水流方向長15.0m，垂直水流方向?qū)?0m,由6塊底板組成，邊板寬5.8m，與扶臂式岸墻連成整體；中間四塊底板寬均為17.1 m，底板為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚1.8m，板端頭采用楔頭形式搭接，內(nèi)設(shè)橡膠止水。

泄流消能采用跌流結(jié)合底流消能型式，在下游護坦末端修建消能坎形成消力池，消力池總長13m，采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括5m長的泄洪槽和8m長的消能池，池深0.7m，池底高程10.3m，池底板厚0.7m。消力池底板與壩底板采用兩道止水銜接。消力池底板設(shè)排水孔φ50，并在消力池底板下部設(shè)置反濾設(shè)施。消力池下游設(shè)海漫段，海漫總長5m，為0.3m厚C20混凝土。海漫下游段以縱坡與原河床順接。上游采用長7 m、厚0.3m的素混凝土鋪蓋,用橡皮止水與壩底板銜接。

液壓升降壩左、右岸墻及上下游翼墻均采用鋼筋混凝土扶壁式擋土墻，C25鋼筋混凝土，墻厚0.5m，每隔3m左右設(shè)一道扶壁，扶壁厚0.4 m。岸墻高4.3m，順水流方向長同壩底板15m，上下游翼墻高4.3m～6.0m，為圓弧形結(jié)構(gòu)，長度同主體結(jié)構(gòu)。

液壓壩設(shè)備控制室設(shè)在右側(cè)岸墻附近，室內(nèi)高程17.0m，高于岸墻頂0.7m。控制室上設(shè)觀景亭，用于和調(diào)蓄區(qū)景觀協(xié)調(diào)一致。

2 建設(shè)過程

青通河液壓升降壩工程于2012年12月份開工建設(shè)，2013年12月份全部完工。

2.1 分期導(dǎo)流

施工中采用分段導(dǎo)流施工的方式，一期擴挖左側(cè)河道形成導(dǎo)流明渠，在右側(cè)河道內(nèi)填筑施工圍堰，形成長寬各約80m的施工區(qū)域；二期利用一期已完成的壩底板導(dǎo)流，封閉左側(cè)河道施工。

2.2 基礎(chǔ)處理

在完成基坑圍堰及降排水工作后，進行壩底板基礎(chǔ)處理。根據(jù)初步設(shè)計，基礎(chǔ)防滲采用多頭小直徑防滲墻，經(jīng)開挖后發(fā)現(xiàn)實際地質(zhì)條件和設(shè)計不相符，河床上部存在2m～3m厚淤泥層，下臥砂層，再到強風(fēng)化巖石，不適合采用多頭小直徑防滲墻。經(jīng)設(shè)計和地質(zhì)勘測單位現(xiàn)場察看，確定將防滲形式改為明挖防滲槽，粘土回填的方式處理基礎(chǔ)。因河床中淤泥開挖難度大，又遇雨雪天氣和春節(jié)假期，直至2013年3月份才完成基礎(chǔ)處理工作。

2.3 主體結(jié)構(gòu)

首先進行閘室段施工，完成混凝土墊層后，先進行右側(cè)邊板和第三塊中間底板施工。鋼筋制安、立模，止水橡膠就位，再進行混凝土澆筑前準備，本工程壩底板采用一次分層連續(xù)混凝土澆筑法。在右側(cè)四塊閘室底板完成后，進行下游消能設(shè)施和壩體岸墻施工，再進行上下游圓弧翼墻和直立墻以及上游鋪蓋和下游海漫施工。待右側(cè)工程完成，調(diào)整圍堰，由右側(cè)已完底板進行導(dǎo)流，進行左側(cè)基礎(chǔ)處理及結(jié)構(gòu)施工。

3 度汛工程

受氣候影響，我縣汛期強降雨主要由6～7月份的梅雨季節(jié)和8～9月的強臺風(fēng)形成，液壓升降壩工程建設(shè)在青通河干流上，上游集水面積約100km2。據(jù)水文資料統(tǒng)計，歷史最大洪峰流量450 m3/s，最高洪水位16.55m，發(fā)生在1983年7月4日。遠大于施工期間實際行洪能力，工程度汛壓力非常大。

為做好工程的安全度汛工作，汛前，建設(shè)單位組織參建單位制定專項度汛預(yù)案報縣防汛抗旱指揮部審批，成立了應(yīng)急度汛領(lǐng)導(dǎo)小組，由分管副縣長任組長，工程所在地蓉城鎮(zhèn)鎮(zhèn)長、縣水務(wù)局局長和住建委主任任副組長，由建設(shè)、施工、監(jiān)理等工程參建單位和當?shù)卣嚓P(guān)人員為成員。明確組成人員的各自職責(zé)，現(xiàn)場儲備了足夠數(shù)量的搶險物料，準備了搶險機械設(shè)備和內(nèi)澇抽排設(shè)施；組建了防汛搶險隊伍應(yīng)急，制定了汛期值班制度和險情報告處理制度；提出應(yīng)對洪水措施，擬定了從下游圍堰預(yù)埋的涵管倒灌洪水，平衡水壓的方式減小災(zāi)害損失的方法。按照“以防為主，防抗結(jié)合，確保人員安全，全力以赴搶險”的要求做好工程度汛工作。

防汛期間，施工單位根據(jù)河道水勢發(fā)展對施工圍堰進行多次加高加厚，及時加固修復(fù)水毀部分。由于準備充分，2013年7月5日至6日，我縣普降大暴雨，最大24h降雨量達274.7mm，縣城降雨達218.9mm，河道上游16km朱備鎮(zhèn)降雨100mm，強降雨造成河水暴漲，7月6日凌晨2時壩址段最高洪水位15.0m，低于施工圍堰0.5m，工程經(jīng)歷住了洪水考驗，平穩(wěn)度汛。

4 控制要點總結(jié)

4.1 大體積混凝土施工

本工程閘室共有6塊底板組成，其中，邊板2塊，中板4塊，邊板體積約250 m3，中板體積460m3，達到大體積混凝土的標準，是質(zhì)量控制的重點。為避免出現(xiàn)大體積混凝土通病，施工單位制定了大體積混凝土專項施工方案，報總監(jiān)理工程師審核后執(zhí)行，施工中采用商品混凝土保證供給量和澆筑的連續(xù)性，并合理安排混凝土分層澆筑順序，避開高溫，減少水化熱，采取夜間澆筑的方式保證混凝土質(zhì)量。

4.2 高岸墻工程

本工程岸墻和翼墻高度較高，在4.3m～6.0m之間，均為鋼筋混凝土扶壁式結(jié)構(gòu)。此部分結(jié)構(gòu)施工的難點是模板安裝支撐和墻體上部鋼筋就位及保護層的控制。特別是圓弧段翼墻部分，在鋼筋擺力和半圓形分布筋的作用下，上部鋼筋出現(xiàn)很大的離心現(xiàn)象，不采取措施很難滿足保護層要求，降低岸墻實際承壓能力。具體操作中，施工單位采用栓接固定的方法矯正鋼筋位置，減小上部鋼筋位置的偏移。為減小混凝土澆筑對模板的側(cè)壓力，加固模板支撐的同時，采用分斷間隙澆筑的方式，待最下部混凝土稍有凝固后，再澆筑此段上部混凝土，減小模板側(cè)壓力，避免發(fā)生跑模現(xiàn)象。

4.3 止水橡皮安裝

本工程止水橡皮將閘室、岸墻、上游鋪蓋、下游消力池銜接形成由一個立體完整的防滲體。止水橡皮耗用量較大，達530m，止水橡皮的施工質(zhì)量非常重要，關(guān)系到工程的整體安全，但也經(jīng)常容易被施工單位輕視和疏忽，以往一些缺乏經(jīng)驗的施工班組常出現(xiàn)橡皮跑邊、搭接不符合要求等現(xiàn)象，影響防滲效果，危及工程安全。因此在控制原料質(zhì)量的同時，務(wù)必嚴格橡皮安裝質(zhì)量驗收程序，不合格部位要及時返工整改。

4.4 壩面及液壓設(shè)備安裝調(diào)試

本工程壩面及液壓設(shè)備為單獨設(shè)備招標采購，為專利產(chǎn)品，由池州百川液壓壩水利建安工程有限公司制造，本工程由14塊高4m、總長80m的壩面組成，中間無閘墩，壩面安裝質(zhì)量要求高，否則會出現(xiàn)壩面連接不嚴合、壩間漏水等問題，本工程安裝調(diào)試工作歷時2個月。

5 結(jié)論與建議

液壓升降壩作為一種實用美觀的新型壩體，在小型水利建設(shè)中被廣泛利用，取得了良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。同時，工程建設(shè)中也存在較多技術(shù)難題。例如大體積混凝土施工、高岸墻等分項，需要通過加強技術(shù)攻克、技術(shù)改進和建設(shè)管理工作來進一步優(yōu)化。

一是避免跨汛期實施。對建設(shè)周期較短的涉河涉水工程，應(yīng)力避跨汛期施工。本工程跨2013年汛期實施，其中，2013年“7.6”強降雨主要集中在我縣另一條主要河流七星河流域，流域最大降雨達274.7mm，青通河流域壩址上游降雨較小，上游朱備鎮(zhèn)降雨約100mm，流域整體災(zāi)情較輕。據(jù)青陽水文站觀測，青通河縣城段干流最大洪峰流量為75.5m3/s，為歷年洪峰較小值，遠低于設(shè)計流量和歷史最大洪量450 m3/s。在此情況下，工程才能僥幸安全度汛，若遇較大洪水，將會受到很大威脅，也將影響上下游相鄰區(qū)域的防汛安全。因此，建設(shè)單位應(yīng)從前期工作著手，計劃安排好建設(shè)時間，力爭在10月份少雨季節(jié)時工程進入主體建設(shè)環(huán)節(jié)，確保來年主汛期前完成主體部位建設(shè)任務(wù)。

二是優(yōu)化壩間止水。本工程壩面較高達4m，壩面下部水壓大，14塊總長80m的活動壩間止水全部由壩端止水橡皮相互擠壓形成，止水處理是壩面設(shè)備的重點和難點，經(jīng)過試蓄水后發(fā)現(xiàn)，當蓄水達到設(shè)計水位16.0m時壩間漏水較大，止水效果不甚理想，后經(jīng)壩體設(shè)備單位進行壩端止水橡皮充填處理，漏水情況改善，但活動壩體的壩間止水仍是個值得研究、應(yīng)進一步優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)。

[1]陳業(yè)銀，任華春，朱水生.液壓升降壩工作原理及結(jié)構(gòu)性態(tài)分析[J].水電能源科學(xué),2012(7).

[2]丁峰,劉月剛,邱象玉.液壓升降壩在城市河道中的選型設(shè)計[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2013(3).