金陵河橡胶坝充气系统存在问题及改造方案比选

梁海宏

（陕西省宝鸡市渭河拦河闸工程管理处，陕西 宝鸡 721000）

0 前言

金陵河橡胶坝位于宝鸡市渭河一级支流金陵河金陵二桥上游60m处。距渭河交汇处535m,距渭河拦河闸约1100m，河道平均比降4.34‰,流域面积427.1 km2，由于工程建设场地限制，金陵河橡胶坝采用充气式橡胶坝袋，坝高3m，坝顶高程587.40m，坝长170m分两个坝段,坝袋单宽容积为8.03m3/m，总容积1365.83m3。坝两端堵头与坝墩翼墙间止水通过充胀挤压止水。设计充气时间为1.6 h，排气时间为2.5 h。工程建成后可形成宽175 m,长785.5 m，9.38万m2的景观水面，回水至宝十桥下，形成库容15.48万m3。

工程防洪标准按十年一遇洪水标准设计，相应流量680 m3/s，按 50年一遇洪水标准校核，相应流量1010m3/s。坝址处百年一遇洪峰流量1290m3/s，百年一遇洪水位587.37m。

宝鸡市金陵河橡胶坝经过多年的运行情况，存在气坝塌坝时间延长的问题。本文就金陵河橡胶坝运行过程中存在的问题及改进措施进行探讨。

1 金陵河橡胶坝运行现状

金陵河橡胶坝充气系统是由两组罗茨压力鼓风机并联供气，也可单机运行。充气时，关闭1、2、3、4、号阀门，开启5号阀门，启动鼓风机，输出气体经过管道到达储气筒，形成一定压力后，开启1号、2号阀门使气体传输至坝袋内，达到所需压力时，关闭1、2、5号阀门，停止充气。排气时，打开储气筒3号或4号排气阀，使坝袋内气体通过储气筒排气管道自动排出。见图1。

2 存在问题

（1）根据塌升坝数据发现，升坝时间可以按照设计时间1.6 h达到坝袋所需压力，而塌坝时，水头水压造成坝段中间出现凹槽，水流从坝段中间下泄，局部流量加大对下游形成集中冲刷，坝袋两端气体不能及时排出，自然塌坝需2.5 h。

（2）经过多年运行，充气管道内存在冷凝水，减小了充排气管的有效断面积，自然排气不畅，塌坝时间大大延长。

（3）上游流域雨情水情预报设施配套不全，预报时间短、不及时，十年一遇洪水从县功报汛点到达橡胶坝前,洪峰到达时间约1.5 h，而接到汛情，自然塌坝，时间远不能满足防汛要求。

图1 充气系统示意图

3 改造方案比选

为了缩短塌坝时间，及时排空坝袋内气体，提出两种改进方案，见表1。

方案一：为了解决因管内冷凝水堵塞过气断面的问题，需要在充气管道底部增加侧向排空管，排空管与充气管道连接，在排空管管道上增加鼓风机，开启鼓风机强制抽排，抽出冷凝水，解决管道内冷凝水堵塞过气断面的问题。但这一方案存在两个问题：一是管道系统埋设于砼坝底板内，在坝地板基础下，不可能开挖增加排空管；二是机房内没有预留新增鼓风机位置，场地布置不允许，且这一方案技术上不合理，而且会加大投资，经济上不可行。

表1 陵河橡胶坝强排系统方案选择比较表

方案二：利用现有的管道系统，在储气筒上加装管道，管道上安装6号阀门，使之与鼓风机进气管相连，连接口与空气滤清器之间安装7号阀门，在5号阀门前设一管道安装8号阀门，抽排时关闭 3、4、5、7 号阀门，开启 1、2、6、8 号阀门，使原来充排气系统逆向运行，在不增加排空管和鼓风机的情况下，通过阀门控制的运行操作，解决了气坝的强排问题。达到了预期的效果。强排系统图见图2。

通过对两种方案的施工条件、施工环境和投资费用比较，方案二施工简单，技术上合理，费用低，决定按照方案二实施改进，即利用工程现有管道增设排气管道并加装阀门。

4 结语

经过运行，利用改进系统塌坝，1.5 h坝袋就可完全塌平。大大提高了塌坝速度，为处置汛情赢得了时间。符合防汛预案的要求，从接到上游汛情，进行塌坝，水头到达坝前时，全面完成塌坝清库工作，不阻洪、不碍洪，减少了坝袋所受的冲击和挂擦磨损，提高了坝袋使用寿命，保证安全行洪。我们把这个由自然排气技术改进为机械排气的系统称为强排系统，此系统节约了投资，缩短了塌坝时间，更便于今后运行管理，是一次较为成功的技术改进。

图2 强排系统示意图