浅析橡胶坝在河道治理中的应用

胡皎月

科技创新

浅析橡胶坝在河道治理中的应用

胡皎月

橡胶坝在河道治理中应用广泛，现通过对橡胶坝工程质量、成本、施工及管理、坝型对比优势和工程应用实例等进行分析，以期对相关河道治理提供参考。

橡胶坝；拦河坝；合页坝

随着经济社会持续发展，各地逐渐重视水环境改善，纷纷依托城市周围现有水系，打造生态环境综合治理区域，全面改善提升生态环境。河道治理是城市生态环境治理的重要组成部分，通过河道局部蓄水，打造相应水面景观，改善周边生态环境，发展区域旅游与经济。橡胶坝主要的受力骨架材料为高浓度人工合成纤维织物，具有投入成本较少、浇筑时间较短、承载能力强和防洪抗震效果好等优势，同时坝高能够根据实际需要进行调整，坝顶还能发挥溢流堰功能，在实际应用中十分灵活，不仅可以保障河道防洪安全，还能改善当地水生态环境，在河道治理中得到广泛运用。

1.工程质量优势

橡胶坝相较其他普通闸坝，具有结构稳定性较好、施工简易快捷、运行灵活方便等优势特点，在安装过程中保证所有零件材料、整个装配过程以及施工工艺的选用，均达到设计技术要求、符合现场施工需要，加强对坝袋、底板、底垫木件的品质管理，严格规范螺栓连接拧紧范围及使用方法。确定坝中心线、坝轴线、锚固线等部位,并进行橡胶坝安装、锚固性能检测、充水排水试验等，不但实现优异的阻水效果，而且能够最大程度发挥橡胶坝材料的技术优势，并保证坝袋与底板牢固连接，合理节省工程空间，有效保障河道防洪安全。

2.工程成本优势

一般而言，橡胶坝的应用能够明显减少传统闸坝建设使用钢铁、木材、混凝土等原料的数量，能够节省钢铁30%～50%，砂浆20%～50%，木材60%，与其他同等规格钢结构闸门造价相较，能够减少总投资30%～70%。既可以从根本上减少水利工程建设造价成本，又可保障周围生态环境有序维护。随着科技的高速发展，橡胶坝坝袋材料已实行厂家统一化、标准化、规模定制化生产,不但能大幅度降低传统闸坝板材生产成本，而且还能因坝袋型号统一而减少整个建设周期，这不但满足当今建设节约型社会需要，而且更能有效贯彻绿色发展理念，以此推进建设资源合理使用，从而达到人与自然和谐相处目的。

3.施工及管理优势

工程建设中橡胶坝坝袋施工期一般为3～15天，主体工程施工期为3～6个月，当年施工完毕即可投入使用，具有施工简便、时间较短和对周围生态影响较小等优点。橡胶坝操作较为简单，管理所需人员较少，汛期根据防汛部门要求，在规定时间内塌坝，使河道洪水安全下泄。橡胶坝几乎不需要维修，仅在坝体上游河水中漂浮物及污染物较多时，仅需对坝袋上游面进行清洗即可。

4.坝型对比优势

河道生态治理工程在满足行洪安全的前提下，再进行生态治理建筑物的选型。在现阶段，河道蓄水建筑物多为拦河坝、橡胶坝和合页坝。

橡胶坝汛期塌坝基本上不影响河道行洪，在枯水期坝袋充水或充气后成为挡水坝，除了满足生态用水需求，还可以美化河道及周边环境，具有过水能力强、阻水程度小、冲刷下游轻、结构比较简单、自重轻抗震性能好、施工周期短、造价比较低和美化环境效果好等优点，在城市河道生态治理工程中广泛应用。

一般拦河坝在行洪时严重阻水，为了保证河道正常行洪，会结合泄洪需求设置水闸，水闸单孔跨度小，多孔闸墩多，存在一定程度的阻水，同时金属结构及土建工程量较大，上部启闭设备的布置影响整体外观效果，而且运行需专人管理，运行维护费用高，拦河坝工程建设与运行和自然环境存在着不和谐的因素。

合页坝是近年来推广应用的新坝型，是将三铰点变幅运动机构原理与传统水闸的优化结合，特点是坝体长度不受限制，结构简单，支撑可靠，施工比拦河坝简单，启闭采用液压系统控制，塌坝时间短，满足汛期应急降坝需求，钢结构面板和驱动结构受力条件好，坚固稳定，但是工程造价较高，材料生态环保性略差。

5.工程应用实例

清漳河自北向南贯穿涉县，自山西入境后流经贾家庄、刘家庄、东辽城、石门、索堡、弹音、北源、涉县城、固新、匡门口、西达等乡镇，在合漳村与浊漳河汇合后称漳河，以下入岳城水库。清漳河匡门口以上流域面积5070km2，台庄以上流域面积5331km2，涉县境内长度61km，河道平均纵坡4.5%，控制流域面积1216.9km2。清漳河涉县段设有赤水湾等8座橡胶坝，通过橡胶坝建设，使河道在枯水期保持常水位，形成连续的水面景观，使水环境得到显著改善，初步实现河畅、水清、岸绿、景美、人和的综合治理目标。

2021年7月11日和7月21日，涉县境内经历两次特大暴雨，持续强降雨引发山洪和泥石流，全县受灾情况比较严重。因持续强降雨，造成1号橡胶坝上下游河道淤积砂石等；3、4、6号橡胶坝坝体损坏严重无法正常运行；2、5、8号橡胶坝和赤水湾橡胶坝局部损坏，下游冲刷严重，河床出现冲坑，橡胶坝及河道护岸基础裸露。

橡胶坝均分布在涉县县城段，根据橡胶坝损坏程度、现状地形和上下游左右岸情况，对原有橡胶坝设计进行复核。在有限空间内、对周围生态影响小、工期短的前提下，通过对橡胶坝维修加固，使其恢复原有功能。

采取的主要措施是，对冲毁铺盖段拆除重建；损毁坝袋进行更换；拆除斜坡防冲段，增设钢筋混凝土消力池、格宾网石笼海曼；结合两岸地形及空间，恢复损坏护岸，采用素混凝土护脚、钢筋混凝土挡墙、钢筋混凝土护坡。

在橡胶坝维修加固过程中，要做好施工前期准备工作，充分考虑现场水流状况，开展橡胶坝底板浇筑、坝袋装配、坝袋锚固性能检测和坝袋充水排水试验等,并注意后期检测和维修作业开展，确保橡胶坝施工质量达到规范要求，以使工程建筑用料配比实现最优，从而最大程度降低橡胶坝施工风险，充分发挥橡胶坝功能优势，以满足河道行洪安全。

根据涉县主汛期时间和清漳河流域暴雨特点，橡胶坝应在河道行洪前提前坍平，以免对行洪产生影响。冬季运行时，可在坝前人工布置草捆等措施，防止水面冰冻对橡胶坝造成损害。工程实施后，橡胶坝运行还要服从防汛指挥部门统一调度。管理过程中，塌坝顺序应先下游后上游，蓄水后应注意观察上游两岸建筑物及地下设施的浸没影响。汛期应与上下游水利管理单位保持联系，根据气象和水文预报及时掌握水情，提前采取安全保护措施，加大巡查力度，保障泄洪安全。塌坝前应事先通知有关单位和部门，并以各种有效信号对相关区域发出警告。

通过对8座橡胶坝进行维修加固，有效恢复涉县生态环境，保护建筑物及堤防，恢复清漳河良好水环境。同时，有力促进农业灌溉蓄水、城镇防洪、景观建设，推动全县经济社会持续发展，改善当地群众生产生活条件，提升水利经济社会保障能力和公共服务能力。

2022-05-06

胡皎月，女，汉族，河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司，高级工程师。