印江縣城東郊生態壩設計有關問題探討

王永立，袁麗娜 ，李應周

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

0 引 言

近年來，隨著國內城市現代化進程的加快，人民生活水平的不斷提高，“綠水青山就是金山銀山”的科學理念深入人心，人居環境在開發建設過程中提出了更高的要求。

1 壩線選擇

根據工程任務要求，生態壩建設后，在市政規劃橋梁至規劃風雨橋之間形成景觀水面，營造水景觀，且建壩蓄水后，不影響防洪堤的正常使用，壩址位于市政規劃橋梁至其下游415m范圍內，如下圖所示。

圖1 壩址范圍示意圖

在壩址范圍內，壩軸線長度幾乎相同，且為同一地層，壩線的選擇原則：

1)生態景觀要求：壩線須距離市政規劃橋梁有一定的景觀距離和安全距離，不影響以后溫泉新城和市政規劃橋的建設。

2)地形要求：壩線兩岸有足夠空間，施工過程中不影響周邊房屋的安全和主要市政設施的正常使用。

3)投資要求：壩線需盡量靠近上游，減少帷幕線長度，減少壩高，減少投資。

依據實測地形圖，在市政規劃橋梁至下游127m范圍內，左岸為溫泉新城規劃范圍，在這里建壩，將會影響以后溫泉新城的建設和該段溫泉新城的景觀效果。

在市政規劃橋梁下游127m至198m范圍內，左岸防洪堤緊貼著“水岸一號”已建居民樓，建壩時施工開挖將影響“水岸一號”居民樓的安全，此處不適合建壩。

在市政規劃橋梁下游198m至230m范圍內，左岸印江二中教學樓與印江防洪堤之間有一定的安全距離，可供建壩施開挖工使用，右岸也無影響施工開挖的制約性建筑物，且距離市政規劃橋梁和左岸溫泉新城距離適中，不影響其以后建設，且有較好的景觀效果，是較為理想的壩線范圍。

市政規劃橋梁下游220-304m范圍內，右岸居民樓緊靠印江河防洪堤，建壩時施工開挖將影響該棟居民樓的安全；且此段右岸有沖水溝，且據實地調查，在汛期沖水溝流量較大，若選擇在此段建壩，為了保證生態壩和右岸居民樓的安全，則需對沖水溝改遷，但經實地調查，周邊均為居民樓，不存在對沖水溝改遷的條件。所以，此處不適合建壩。

市政規劃橋梁下游304-415m范圍內，兩岸市政綠化較完善，是居民平時休閑小公園，且有居民健身運動等器材設備，依據本工程的布置原則，生態壩壩址的選擇不能影響市政設施的正常使用，在此處建壩，將影響市政設施的正常使用，影響周邊居民正常生活，且帷幕線較長，壩高較高，拆除復建工程量大，投資明顯增加。所以此處不是壩線的理想選擇范圍。

綜上所述，壩線選擇在市政規劃橋梁下游198m至230m范圍內，結合施工開挖作業面，選定壩線為市政規劃橋梁下游204m處，如圖2所示。

圖2 壩線示意圖

2 壩型選擇

本工程以氣動盾形閘門系統、液壓升降閘門系統及底軸轉動液壓控制翻轉閘門系統(液壓鋼壩)三種較新型的閘門系統進行比較。

氣動盾形閘門為目前較為新穎美觀的景觀水閘形式之一，該種閘門形式結合了底軸驅動翻板閘門與橡膠壩的一些優特點，中間不需要設置閘墩及支墩結構河道景觀效果較好，不影響河道的通航過船。分塊門葉之間、閘門底部及氣袋與底部混凝土之間均采用柔性連接，對基礎變形的適應能力較強，可大大的減輕水閘基礎的處理難度，節約基礎處理費用。所以作為本工程設計推薦方案。

液壓升降閘門系統的主要工作原理是利用液壓系統控制活動擋水閘門。液壓升降閘門系統閘門全開后可獲得較大的行洪寬度，液壓桿分別支撐單個門葉，控制較為簡單，但液壓缸部位淹沒，檢修條件不是很好。因活動壩部份寬度較大，為考慮能較好的調節各扇閘門液壓桿的同步性，每只液壓油缸均設置陶瓷活塞桿及配套的行程檢測裝置,采用陶瓷活塞桿及配套的行程檢測裝置，配置要求較高，造價也會相應較高增加。

液壓鋼壩閘門系統是一種較新改進型翻板式閘門。不需要設置較多的閘墩結構，對河道泄水影響較小，對河道景觀效果較好，不影響河道的通航過船。對于大規格底軸驅動翻板閘門，底軸基礎的處理要求相對較高，底軸受基礎不均勻沉降的影響較大。本工程河床太寬，采用液壓鋼壩閘門系統型式需要在河道中部設置較寬的閘墩，影響行洪及景觀效果，且河道太寬，底軸太大，制造安裝精度難以保證，且運行過程中下游水升淹沒油缸底部，檢修條件不是很好。

現對各方案進行綜合比較詳見表1。

表1 方案優缺點比較表

通過表1比較，氣動盾形閘門系統外形美觀、行洪不受影響、對基礎要求不高、環保無污染、檢修條件好等優點，且投資少，經綜合比較，推薦氣動盾形閘門系統為活動壩推薦方案。

3 噪音處理

生態壩左岸有印江二中教學樓和水岸一號居民樓，距離較近，生態景觀壩蓄水后往往需要形成寬體瀑布以增強水景觀效果，但水流過閘后跌落時會產生較大的水聲，會對周遭人們的景觀體會帶來負面效應。為響應城市居民的生活聲環境的要求，在壩線右岸設計岸邊水位調節閘門，當上游河道來水流量較小時，采用水位調節閘門進行水位調節，使得上游水位略低于氣盾壩門頂高程，氣盾壩門頂不產生溢流水簾，避免常年產生較大噪音，將下泄水流產生的噪音降低到最低，造就水利生態景觀與人和諧共生美景[1]。

4 工程總體布置

工程分為氣盾壩壩段和水位調節閘門壩段。氣盾壩總長70m，壩高3.7m。正常蓄水位為462.4m，相應的下游最高水位為459.7m，水庫上游設計洪水位為462.11m，相應的下游設計洪水位為462.06m，水庫上游校核洪水位為462.21m，相應的下游校核洪水位為462.17m，氣盾壩上游最大水深3.4m。右岸設置1扇水位調節閘門，閘門尺寸為3m×2.8m，下游設置長15m的消力池。

圖3 生態壩平面總體布置圖

圖4 生態壩壩軸線剖面圖

5 結 論

通過前述的選擇，處理和布置，可為該工程在日后正常工作環境下的安全運行提供有力技術保證，也能為同類工程提供借鑒。