某县七星河橡胶坝工程设计分析

摘要：橡胶坝工程是实现河流安全度汛和生态文明建设双赢的重要载体。文章结合扶风县七星河橡胶坝工程实际，分析了工程主要结构、供排水系统、电气设计等，提出了工程科学管理运用的具体条件和方法，以供借鉴。

关键词：橡胶坝工程；构造；供排水；电气设计；科学运用

中图分类号：TV644 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0062-02

1 七星河流域概况

七星河属渭河左岸支流——漆水河的二级支流，它发源于扶风县西北乔山南部杨家沟一带。流域总面积176.2km2，主河长度24km，河道平均比降2.2%，历史上最大洪水流量870m3/s。流域上游为黄土低山丘陵区，下游为渭北山前洪积扇裙，内植被较差，水土流失严重。径流主要由降水形成，其次地下水也有少量补给，降水的特性决定着径流具有年际变化大、年内分布不均的特点。橡胶坝坝址位于扶风县城北部，白家窑水库下游2km处，白家窑水库——橡胶坝坝址区间流域面积6.3km2，河道平均比降3.5%，主河槽长3.4km。

2 橡胶坝设计

根据河道宽度以及自然地形比较，确定橡胶坝底板高程为514.5m。橡胶坝设计长度50m，根据可能最大回水范围取坝高为3.5m，坝顶高程为518m。结合工程条件橡胶坝选用充水结构，坝袋用螺栓固定压板双锚固。

2.1 坝基防渗

考虑到底板及消力地下均布置砂砾石垫层渗流系数较大，所以在坝底板前设置防渗墙。防渗墙采用钢筋混凝土结构，深3.5m，厚0.5m，底端高程为509.5m。

2.2 坝底板结构

由于地基较弱，考虑到稳定问题，坝底板厚度取0.8m，并布置1.3m厚的3∶7灰土垫层和10cm厚的C15混凝土垫层。同时底板配筋取u=0.5%，钢筋采用Φ12的Ⅱ级钢。消力地厚度取0.5m，钢筋采用Φ10。由于在二类环境下坝底板与消力池冲刷严重，坝底板与消力池采用C20钢筋混凝土，铺盖采用C20钢筋砼，护坦采用M7.5浆砌石。

3 副坝设计

基槽开挖：对表层腐植土及杂物进行清理，在河槽及两岸坡设结合槽，底宽4m，边坡比1∶1，深3m，采用黏土回填，压实度不小于0.95。

坝体：河道宽度为85m，橡胶坝段为50m，左右岸均设计副坝，左副坝长26m，右副坝长20m，坝体为均质土坝，压实度大于0.95，坝顶高程为519.2m，宽5m，坝顶设置0.8m高浆砌石防浪墙。

上下游坝坡：上游边坡比为1∶2.5，干砌石护面防冲，底部铺设300g/cm2的土工布，其上设砂石过渡层；下游边坡底部设1.5m高的贴坡排水体。

4 供排水系统设计

根据本工程的实际，在左岸建一眼机井，安装1台潜水泵对坝袋进行充水控制操作，从而达到开坝蓄水的目的。塌坝首先利用自排功能，并安装ISG80-125J型立式管道泵

1台。

4.1 供水水源

本橡胶坝工程仅有1个橡胶坝段，长度为50m，坝高3.5m，计算坝袋总容积为1100m3，鉴于工程区附近地下水位较高，开采难度小，可利用新建机井1眼，专门用于坝袋充水。井深根据同类地质状况类比，在井深达到50m以上时，工程区地形地貌机井出水量可达25～30m3/h。同时解决了橡胶坝管理人员的办公、生活用水以及绿化苗木的灌溉用水问题。

经与利用县城自来水充坝方案进行比较，具有明显的优势。如果利用县域自来水供水作为坝体充水水源，其管道铺设管径需要增大，管道铺设长度约为1000多m，工程投资明显增加5万多元，同时每年还要浪费不少当地纯净水资源，故利用县城自来水充坝方案不可取。

4.2 供排水系统

当坝袋升高至设计高程时，坝袋充水量为1100m3，根据规范标准，橡胶坝的塌坝排水时间以2～4小时为宜，鉴于本橡胶坝为单段，长度规模较小，为确保顺利行洪，经计算，本设计选用水泵充排水时间按1.5～2.5小时计算，实际充水开坝时间根据供水量大小可适当缩短或延长。

4.3 橡胶坝的操作运用

橡胶坝工程是县域社会经济发展的重要产物，也是确保县城安全防汛度汛的重要工具。日常管理运用由县水利局下属专门单位负责。开坝操作需关闭橡胶坝闸阀，利用机井潜水泵直接充水，当机井出水量在20～30m3/h时开坝时间需要36～44小时。根据洪水预报及调度指令，提前检查设备的完好情况和进出水阀门的关闭情况，及时做好塌坝前的准备工作。塌坝时先利用自排塌坝；当自排不能满足塌坝时间要求或排水不畅通时，关闭自排阀门，打开管道泵，启动水泵抽排。

5 电气设计

橡胶坝供电可在城区变电网10kV输电线路上，T形引出一条专用10kV架空线路供电。机井安装1台200QJ20-75/Z型潜水泵，装机容量11kW。排水管道泵安装ISG80-125J型管道泵1台，装机0.75kW。

水源泵站的潜水泵电机为11kW，需采用就地控制，并安装电流表，降压启动保护。降压启动选择STRA011-3交流电动机软起动柜；导线选择VV2-3×16（防水型）聚氯乙烯绝缘钢带铠装护套电缆。管道泵电机抽率为0.75kW以下，直接启动，导线选择VV1-3×10型聚氯乙烯绝缘保护套电力电缆。

根据当地土壤电阻率，选用Φ50×2500mm钢管（3根）做接地极，40×4mm扁钢（30m）做接地干线，40×4mm扁钢10m做接地支线，Φ50镀锌钢管2m，使其达到规范要求的接地电阻小于4?。

6 绿化及附属工程

为了达到整体美化效果，根据现场条件，在七星河城区段两岸统一新修宽1.5m的绿化带和长度2000多m的环岸道路，供游人游玩，起到综合治理、美化环境的作用。绿化按照县域绿化统一要求，栽植风景树木、种植草皮。

7 结语

扶风县七星河橡胶坝工程，充分借鉴国内已成橡胶坝工程设计管理经验，通过利用县城有利自然地形，修筑低坝蓄水，建造生态水面，有效净化县城空气，提高环境质量，增加县城景观设施，改善了城区水质气候，具有确保河流、城镇安全防汛、美化居住生活环境、加强生态文明等多重功用。在工程建设中，坚持科学设计、严把施工质量，2008年底已经完成交付使用。今后应切实加强日常科学管理运用，确保工程建设管理效能充分发挥，造福一方民众生活。

作者简介：常博（1981—），男，陕西礼泉人，陕西省鑫联监理有限公司助理工程师，研究方向：水利工程建设监理。

（责任编辑：秦逊玉）