金陵河橡膠壩充氣系統存在問題及改造方案比選

梁海宏

（陜西省寶雞市渭河攔河閘工程管理處，陜西 寶雞 721000）

0 前言

金陵河橡膠壩位于寶雞市渭河一級支流金陵河金陵二橋上游60m處。距渭河交匯處535m,距渭河攔河閘約1100m，河道平均比降4.34‰,流域面積427.1 km2，由于工程建設場地限制，金陵河橡膠壩采用充氣式橡膠壩袋，壩高3m，壩頂高程587.40m，壩長170m分兩個壩段,壩袋單寬容積為8.03m3/m，總容積1365.83m3。壩兩端堵頭與壩墩翼墻間止水通過充脹擠壓止水。設計充氣時間為1.6 h，排氣時間為2.5 h。工程建成后可形成寬175 m,長785.5 m，9.38萬m2的景觀水面，回水至寶十橋下，形成庫容15.48萬m3。

工程防洪標準按十年一遇洪水標準設計，相應流量680 m3/s，按 50年一遇洪水標準校核，相應流量1010m3/s。壩址處百年一遇洪峰流量1290m3/s，百年一遇洪水位587.37m。

寶雞市金陵河橡膠壩經過多年的運行情況，存在氣壩塌壩時間延長的問題。本文就金陵河橡膠壩運行過程中存在的問題及改進措施進行探討。

1 金陵河橡膠壩運行現狀

金陵河橡膠壩充氣系統是由兩組羅茨壓力鼓風機并聯供氣，也可單機運行。充氣時，關閉1、2、3、4、號閥門，開啟5號閥門，啟動鼓風機，輸出氣體經過管道到達儲氣筒，形成一定壓力后，開啟1號、2號閥門使氣體傳輸至壩袋內，達到所需壓力時，關閉1、2、5號閥門，停止充氣。排氣時，打開儲氣筒3號或4號排氣閥，使壩袋內氣體通過儲氣筒排氣管道自動排出。見圖1。

2 存在問題

（1）根據塌升壩數據發現，升壩時間可以按照設計時間1.6 h達到壩袋所需壓力，而塌壩時，水頭水壓造成壩段中間出現凹槽，水流從壩段中間下泄，局部流量加大對下游形成集中沖刷，壩袋兩端氣體不能及時排出，自然塌壩需2.5 h。

（2）經過多年運行，充氣管道內存在冷凝水，減小了充排氣管的有效斷面積，自然排氣不暢，塌壩時間大大延長。

（3）上游流域雨情水情預報設施配套不全，預報時間短、不及時，十年一遇洪水從縣功報汛點到達橡膠壩前,洪峰到達時間約1.5 h，而接到汛情，自然塌壩，時間遠不能滿足防汛要求。

圖1 充氣系統示意圖

3 改造方案比選

為了縮短塌壩時間，及時排空壩袋內氣體，提出兩種改進方案，見表1。

方案一：為了解決因管內冷凝水堵塞過氣斷面的問題，需要在充氣管道底部增加側向排空管，排空管與充氣管道連接，在排空管管道上增加鼓風機，開啟鼓風機強制抽排，抽出冷凝水，解決管道內冷凝水堵塞過氣斷面的問題。但這一方案存在兩個問題：一是管道系統埋設于砼壩底板內，在壩地板基礎下，不可能開挖增加排空管；二是機房內沒有預留新增鼓風機位置，場地布置不允許，且這一方案技術上不合理，而且會加大投資，經濟上不可行。

表1 陵河橡膠壩強排系統方案選擇比較表

方案二：利用現有的管道系統，在儲氣筒上加裝管道，管道上安裝6號閥門，使之與鼓風機進氣管相連，連接口與空氣濾清器之間安裝7號閥門，在5號閥門前設一管道安裝8號閥門，抽排時關閉 3、4、5、7 號閥門，開啟 1、2、6、8 號閥門，使原來充排氣系統逆向運行，在不增加排空管和鼓風機的情況下，通過閥門控制的運行操作，解決了氣壩的強排問題。達到了預期的效果。強排系統圖見圖2。

通過對兩種方案的施工條件、施工環境和投資費用比較，方案二施工簡單，技術上合理，費用低，決定按照方案二實施改進，即利用工程現有管道增設排氣管道并加裝閥門。

4 結語

經過運行，利用改進系統塌壩，1.5 h壩袋就可完全塌平。大大提高了塌壩速度，為處置汛情贏得了時間。符合防汛預案的要求，從接到上游汛情，進行塌壩，水頭到達壩前時，全面完成塌壩清庫工作，不阻洪、不礙洪，減少了壩袋所受的沖擊和掛擦磨損，提高了壩袋使用壽命，保證安全行洪。我們把這個由自然排氣技術改進為機械排氣的系統稱為強排系統，此系統節約了投資，縮短了塌壩時間，更便于今后運行管理，是一次較為成功的技術改進。

圖2 強排系統示意圖