河道景观橡胶坝和钢坝的优选

2010-04-14宋宝生武爱玲

水科学与工程技术 2010年3期

关键词：延米坝袋橡胶坝

宋宝生，武爱玲

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

河道景观橡胶坝和钢坝的优选

宋宝生，武爱玲

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

提出了景观橡胶坝和钢坝各自的适用范围，从景观效果、管理运用、投资、基础要求、坝长、运用年限等方面，阐述了两者各自的优势和存在问题，得出了橡胶坝存在管理运用不便、使用寿命短等诸多不足，钢坝克服了橡胶坝等诸多缺点，但与橡胶坝相比也有投资高、对基础条件要求较高等缺陷。

橡胶坝；钢坝；景观；投资

橡胶坝在我国已运用40多年，具有较成熟设计、施工和管理经验。橡胶坝是用胶布按设计要求的尺寸，锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过连接坝袋和充胀介质的管道及控制设备，用水（气）将其充胀形成的袋式挡水坝。钢坝是近年来新兴的景观蓄水建筑物。钢坝为底横轴旋转闸门，它是由带固定底轴的钢性闸门、两端驱动装置设备、支撑钢轴的底板组成的新型挡水建筑物。

1 景观瀑布效果与单宽流量对比

钢坝流量系数大于0.403，橡胶坝流量系数在0.385以下，所以同样堰上水头的钢坝的单宽泄量大于橡胶坝。

2 管理运用对比

在北方行洪河道上，绝大多数源短流急，洪水暴涨暴落，钢坝启闭时间短，一般1～2min完成启闭，运用灵活，对行洪和截流有时间保证。

橡胶坝充排水时间比钢坝长得多，根据国内橡胶坝工程统计，其充坝时间为2～3h，坍坝时间为1～2h，对建在行洪河道或溢流坝上的橡胶坝，遇突发洪水若排水时间过长，可能造成漫滩或漫坝，会带来严重后果。

钢坝建成基本上一劳永逸，橡胶坝坝袋坚固性差，易受沙石磨损、漂浮物刺伤，在运输、安装和运行管理等方面要倍加小心。

3 投资对比

一般地质条件下，以目前价格来计算，在坝高3m左右橡胶坝，每延米投资5万元，坝袋工程一般不超过总投资的15%，即每延米0.75万元。

钢坝目前还处在推广阶段，尤其是底轴设计，还有进一步优化的潜力。北方某钢坝，坝高2.8m，坝长45m，仅就钢坝（不含土建工程）厂家每延米报价为9～15万元，考虑土建工程，钢坝延米投资为25万元，是橡胶坝投资的5倍。

4 基础要求对比

橡胶坝因坝袋结构决定了其对地基的适应性较强，一般能满足地质条件稳定和地基应力、抗滑稳定要求即可。通常沿垂直水流向对底板进行分块，即设置若干道垂直水流向的永久缝，钢筋混凝土底板垂直水流方向永久缝缝距不宜大于岩基20m或土基35m。

钢坝底轴对底板要求比较苛刻，底轴一般相隔几米设置支座，从理论上讲，相邻支座间不允许变位。北方某钢坝底轴相邻支座间距7m，变位2mm，底轴剪力达300t，而对于土建工程，相邻支座间不均匀沉降控制在2mm以内是相当困难的，基础处理工程量会有大幅度的增加。另外为了确保受力安全，底轴长度范围内混凝土底板不宜设置永久伸缩缝，对跨长超过35m的钢坝，土建设计有较大困难，工程量相对橡胶坝而言要增加较多。

5 坝长要求对比

我国行业标准《橡胶坝技术规范》规定，“坝长应与河（渠）宽度相适应，坍坝时应能满足河道设计行洪要求，单跨坝长度应能满足坝袋制造、运输、安装、检修以及管理要求。”坝长的确定综合考虑坝袋运输、安装、检修方便以及运行管理要求，单跨最大长度在100m以内为宜。

钢坝就目前钢坝底轴要求，底板不宜设置永久缝，混凝土底板的极限尺寸可作为钢坝的设计宽度。根据《水工混凝土结构设计规范》（SL 191—2008），水闸底板岩基20m，土基35m。所以一般钢坝适应在河宽30m以内修建。若分跨设置，由于启闭机室设在河道中央，对运行管理、行洪都有影响，因此一般情况不易超过30m。