橡膠壩工程控制造價的技術措施

于群

橡膠壩工程控制造價的技術措施

于群

橡膠壩已是一種比較成熟的新型低水頭水工建筑物，除具有跨度大、基礎簡單、工期短、抗震性能好、抗不均勻沉陷性強、水密封性好、運用管理靈活方便等諸多優點外，本身還具有節省三材、造價低的重要特點。

一、總體布置優化

橡膠壩工程的總體規劃布置，按照所在河道的水流條件，地形、地質和施工條件等進行分析，可采用閘壩結合、高低壩結合等優化布置型式，以達到控制工程總體造價的目的。

二、土建工程設計改進

橡膠壩土建部分的造價在工程總投資中所占比重較大，可達50%以上。降低此部分造價，經濟效益十分可觀。

1.地基加固處理

地基加固方法可根據場地實際地質狀況采取碾壓及夯實法、置換法、振密擠密法、拌入法等不同方法。碾壓及夯實法有重錘夯實、機械碾壓、振動壓實、強夯（動力固結），對松散中粗砂地基多采用強夯法。置換法以砂石、素土、灰土和礦渣等強度較高的材料，置換地基表層軟弱土。振密擠密法有振沖擠密、灰土擠密樁、砂樁、石灰樁、爆破擠密，適用于處理松砂、粉土、雜填土及濕陷性黃土。拌入法有深層攪拌樁、高壓噴射灌漿等，適用于粘性土、沖填土、粉砂、細砂等。根據不同地質條件選取不同的加固方法，能達到降低造價的目的。

2.鋪蓋

對鋪蓋在滿足總體布置、防滲、防沖要求的前提下，盡量縮短其順水流方向長度。可以考慮采取加深鋪蓋前齒墻等措施來達到滲透穩定的要求。同時要結合當地情況，就地取材，以降低造價。

3.底板

（1）因《水閘設計規范》中明確說明設計標準適用于1～3級水閘，4～5級水閘可參照使用，即不需嚴格受其約束，有些設計參數和設計要求的取值可適當放寬。橡膠壩工程等級若按照水閘分類，大多為4～5級建筑物。在設計時，可適當降低其抗滑穩定等安全系數允許值。一般比3級建筑物低0.05。

（2）橡膠壩底板厚度按抗裂要求控制是加厚的主要影響因素。根據水閘設計建議，將底板裂縫最大寬度限制在δmax≤0.15mm范圍內，可使底板厚度大為減小。根據有關單位實際觀測經驗，只要裂縫寬不超過0.2mm就不會發生鋼筋銹蝕。所以在設計橡膠壩底板時，控制裂縫寬在0.15mm范圍內，是降低底板厚度一項可行的技術措施。另外，底板可結合齒墻、錨固槽局部加厚。大中型水閘的底板設計厚度一般為1.0～2.0m，最薄的0.6m。而橡膠壩底板厚度明顯低于水閘，一般0.3～0.8m。

4.消能防沖措施

消能防沖設計可參照現行《水閘設計規范》，但又不完全等同于水閘運用工況，應結合工程具體實際，利用合理的控制運行方案，來改善壩下消能條件，達到降低工程造價的目的。提出消能計算優化控制條件，包括汛期限制蓄水位、利用調節閘建立橡膠壩下水位、舍棄單孔破壞工況、利用洪水預報及管理運用措施五個方面。

三、壩袋設計時充分利用壩袋材料性能

橡膠壩建設中，壩袋材料投資占到工程造價的11%～14%，在保證橡膠壩安全的前提下，如何優化壩袋設計，壩袋的內壓比是一個關鍵性控制參數。從運用角度出發，沒有特別要求時，內壓比無需選擇太大。從強度角度講，壩高較小時，強度的選擇基本不受材料限制，內壓比選擇幅度很大，為節省壩袋材料，可選擇較大值。而高壩的強度選擇受材料限制很大，宜選取較小值。根據壩袋作為塑性材料存在伸長變形的實際，充分利用壩袋變形量來設計壩袋周長，對《橡膠壩技術規范》中壩袋設計周長計算公式進行修正，在滿足最優設計內壓的前提下，縮短壩袋周長，達到降低壩袋造價的目的。

四、常規錨固技術改進

常用錨固技術有兩種：一是楔塊錨固，二是螺栓壓板錨固。由于楔塊錨固難以從理論上進行準確計算，發展方向將逐漸被螺栓壓板錨固所代替。螺栓壓板錨固存在四個需處理方面：一是錨固件計算條件與實際工況擬合不好；二是錨固件防銹蝕措施沒有徹底解決；三是錨固件組合及錨固槽混凝土施工需要改進；四是雙錨線的滲漏水需處理。應用錨固技術改進新措施，能達到降低工程造價的目的。

五、充排水系統設計優化

充排系統是調節橡膠壩高度的專用設備，是橡膠壩控制運用的核心，投資占到機電設備造價的45%～50%。

充排水系統的規模容量根據壩袋容積及其要求的充排水時間而定，與工程投資和控制運用具有直接關系。而充排水時間的確定與橡膠壩所在河道的洪水過程密切相關。如臨沂市沂河上的橡膠壩，充壩時間一般為28h，壩袋排水時間一般為4h。另外，動力裝置最好配備電動機和柴油機兩套設備，以便一旦停電時，不影響運行。

充排水共用同一條管道，一條主管道可連接兩壩袋，兩壩袋間設連通管，連通管與超壓溢流管合一的設計方案，可進一步系統地優化橡膠壩常規充排水系統設計方法（一管一袋），在保證壩袋內壓均衡、塌落充脹一致的同時，節省供排水管道。

六、施工組織優化

（1）橡膠壩址所在上游若存有引水河渠，則應盡量改造利用，以減少導流費用。

（2）盡量利用現有的攔河閘壩及低堰作為導流圍堰，并盡可能利用擴寬天然河床已形成子槽。

（3）大跨度多跨橡膠壩所在河段寬度大，施工期流量大，全斷面圍堰法投資大，選定分段（分期）施工導流方法是合理的。同時橡膠壩壩袋安裝按月控制導流流量，實現小流量枯水月份期間的壩袋安裝，達到壩底板土建與壩袋安裝利用不同導流期（流量不同），節約工程投資。

七、結語

橡膠壩應用范圍越來越廣泛，如何從技術上降低橡膠壩工程造價是研究和設計人員的重要課題。本文從六個大方面提出的綜合技術措施，對推廣應用橡膠壩技術有較高的實際應用價值，對橡膠壩工程設計、施工也有一定指導意義。橡膠壩袋、錨固件、充排水設備等定型系列新產品的開發和研制也應配套進行，以滿足我國加快橡膠壩建設的速度和降低其造價的迫切要求

（作者單位：山東省臨沂市水利勘測設計院 276000）