淠河橡胶坝技术改造工程的施工方法

　　摘 要: 安徽省六安市淠河橡胶坝在近期进行了一次大型维修和技术改造工程。针对闸坝所存在的历史遗留和闸坝安 全操作现代化的要求，对本次技术改造的主要内容提出说明和要求，并根据主要建设内容，提出具体的施工方案。然后， 按照施工方案对淠河橡胶坝进行技术改造，取得不错的效果。

　　关键词: 橡胶坝; 技术改造; 工程施工; 施工方法

　　1 工程概况

　　淠河橡胶坝 ( 中坝) 技术改造工程位于安徽 省六安市城区新安大桥下游300 m处，是淠河水域 梯级开发治理规划的重要组成部分。原 工 程 于 2008 年 9 月 28 日开工建设，2009 年 4 月 23 日正 式蓄水。橡胶坝工程设计洪水标准为 20 年一遇， 校核洪水标准为 50 年一遇。 橡胶坝底板高程为31. 50 m，坝袋净高4. 5 m， 设计正常挡水位36. 00 m; 共设 6 跨，单跨长86 m， 中墩厚0. 8 m，全长520 m。坝前水深7 m，回水长度 20 km，蓄水面积 887 万 m3 ，拦蓄水量4 300 万 m3 。

　　2 技术改造原因

　　淠河橡胶中坝于 2009 年 4 月建成投入运行， 至 2016 年 12 月，共计升降坝 648 次，频繁升降坝 致使坝袋表面存在不同程度的磨损和老化，运行期 间进行过多次维修或加固。 本次技术改造工程主要任务是: 更换橡胶坝 袋，恢复工程应有效益，营造景观水域; 新建泄水 闸工程，降低升降坝频次，满足工程检修要求; 配 套自动化控制系统，提高工程运行管理水平[1]。

　　3 主要建设内容

　　3. 1 坝袋更换及中边墩和底板处理工程

　　由于工程长期运行，中墩和边墩的结构表面粗 糙露石，坝袋下游坝底板贴地段粗糙，导致坝袋磨 损严重。为减小摩擦，对墩墙采用外包混凝土和不 锈钢板贴面防护; 对坝底板顶面采用混凝土密封固 化剂抹面处理[2_ 3]。

　　3. 2 左岸泄水闸工程

　　该泄水闸为涵洞式，由引渠段、闸室段、消力 池段及海曼防冲段组成，顺水流方向长136. 2 m。

　　( 1) 引 渠 段 ( 0 - 052. 6 ～ 0 - 02. 4 ) 。总 长 50. 2 m，进口引渠段底板采用 C25 钢筋混凝土，顶 面高程29. 8 m。左岸新建重力式 C20 混凝土挡，混 凝土悬臂式挡墙，右岸新建 C30 钢筋混凝土悬臂 式挡墙。进口段清淤至29. 5 m高程，铺设高尔凡雷 诺护垫，厚度30 cm，铺设范围上游2 500 m2 。

　　( 2 ) 闸 室 段 ( 0 - 02. 4 ～ 0 - 06. 6 ) 。总 长 9. 0 m，采 用 C30 钢 筋 混 凝 土，三 孔 闸 总 宽 度 17. 1 m，孔口尺寸4. 5 m × 3 m。底板厚度1. 2 m，1 m 厚水泥土垫层与新增水泥搅拌桩相连。闸室底板高 30. 0 m，检修平台高35. 5 m，启闭机室高41. 5 m。闸 室内每孔设置闸门 1 扇，共 3 扇，闸门采用潜孔式 平面钢闸门。每扇闸门设置 QP—2 × 160— ( 8— 16) 双吊点集中驱动卷扬式启闭机 1 台。

　　( 3) 消力池段 ( 0 + 006. 6 ～ 0 + 047. 6) 。总长41. 00 m，宽15. 50 m，采用 C25 钢筋混凝土矩形下 挖式消力池。池前斜坡段长20. 0 m，坡度 1 ∶ 20， 池底高程29. 00 m，池深1. 00 m。消力池段左、右岸 新建 C30 钢筋混凝土悬式挡墙，右岸新建 C30 空 箱式鱼嘴挡墙。

　　( 4) 防冲段 ( 0 + 047. 6 ～ 0 + 083. 6) 。总长 36 m，采用 C25 钢筋混凝土格梗与 C20 混凝土底 板，顺水流方向格梗与底板高程相同，垂直水流方 向格梗高出底板高程 0. 1 m。防冲段起点高程 30. 00 m，自第三板起，底部坡降 1∶ 15。

　　3. 3 机电设备更新及自动化控制系统

　　对落后淘汰的机电设备进行更新并增设自动控 制系统[4]。

　　( 1) 机电设备更新 机电设备更新改造主要是对左、右岸控制室内 各 2 台水泵 ( 配套电机、控制柜等) 及 1 台潜水 泵进行更新改造。水泵为单级单吸立式离心泵，型 号分 别 为 G350—200A/6 /45 和 G350—200 /6 /55， 配套电机更换为 Ye 系列; 更换水泵与管道的柔性 连接部位共 9 套，更换左、右岸控制室 1、2 号水 泵管道上电动法兰式蝶阀共 4 台。

　　( 2) 自动化控制系统 共分 6 个部分: 水位压力自动测量系统、水泵 及蝶阀自动控制系统、水闸自动控制系统、视频监 视系统、网络与传输系统和计算机监控系统。

　　4 施工过程

　　( 1) 土方工程为泄水闸土方开挖及土方回填

　　施工，主要工程量为进口清淤5 748. 75 m3 ，土方开 挖29 993. 71 m3 。施工中开挖机械为1 m3 反铲挖土 机挖装，采用装载机配合自卸汽车的挖运方式。 100 m以内运距采用装载机运输，100 m以外运距 采用挖掘机装车、自卸汽车运输的方式。在分层挖 土方的同时，及时按设计坡比修整边坡，进行土方 边坡的防护，做好施工排水和坡面排水。土方开挖 施工中，根据施工实际情况布置临时排水系统，开 挖面向外做成一定的坡度以利排水，避免边坡稳定 范围形成积水，保证边坡稳定[5_ 6]。

　　( 2) 填筑工程

　　主要包括左右岸砂砾料回填及 泄水闸左右岸黏土回填以及上下游翼墙基础水泥土回填。配备履带式拖拉机 2 台，其他设备与开挖设 备共用。回填前，先进行回填试验，各种填筑料在 施工前进行碾压试验，以确定施工碾压机械设备、 铺土厚度、最优含水量、碾压遍数等参数。砂砾石 回填经碾压试验确定的参数是虚铺厚度为 50 cm， 采用装载机碾压变数为 4 遍，最优含水量 6% 左 右。泄水闸左右岸粘土回填经碾压试验确定的参数 是虚铺厚度为 30 cm，碾压变数为 6 遍，碾压设备 为履带式挖掘机错辙碾压，最优含水量 17% 左右。

　　上下游翼墙基础及泄水闸基础水泥土经碾压试验确 定的参数是虚铺厚度为 27 cm，碾压变数为 6 遍， 碾压设备为 18 t 振动压路机，水泥含量 8% ，最优 含水率为 17% 。

　　( 3) 水泥搅拌桩施工。桩位放样→钻机就位 →检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开 高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准 面以下 0. 5 m→重复搅拌下钻喷水泥浆至设计深度 →反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。

　　( 4) 深层搅拌桩机及相应的辅助设备 ( 灌浆 泵、灰浆搅拌机等) 按设计确定的配合比拌制水 泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗; 待搅拌机的 冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机 钢丝绳，使搅拌机沿导架搅拌切土下沉; 下沉的速 度可由电机的电流监测表控制，工作电流不大于 40 A。

　　搅拌机下沉时开启灰浆泵将水泥浆压入地基 中，边喷边旋转，提升喷浆搅拌。搅拌机下沉到达 设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边 喷边旋转; 同时严格按照设计确定的提升速度提升 搅拌机，重复上、下搅拌。搅拌机提升至设计加固 深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆正好排空。

　　为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转 边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出 地面清洗。向集料斗注入适量热水，开启灰浆泵、 清洗全部管线中的残存水泥浆，直到基本干净，并 将粘附在搅拌头上的杂物清洗干净。成桩后 20 d 内，采用钻机取芯描述芯样的完整性、均匀性，检 验水泥土的单轴抗压强度、渗透系数。钻孔用水泥 砂浆回填密实。

　　( 5) 混凝土施工项目。

　　泄水闸闸底板混凝土、 闸墩混凝土、进口底板混凝土、消力池底板混凝土、防冲段海漫混凝土、挡土墙混凝土、混凝土恢 复、橡胶坝混凝土回填等。 混凝土采用商品混凝土，由搅拌车水平运输。 根据施工计划，先进行闸室段混凝土浇筑，然后进 行消力池、进口段、防冲段等混凝土浇筑。浇筑 时，采用汽车泵入仓，人工平仓，插入式振捣棒振 捣，电动磨光机收面。

　　( 6) 坝袋安装施工。

　　螺栓、垫板安装→坝面 及锚固槽清理→底垫片安装→坝袋安装→压板安装 →充水试→锚固槽浇注混凝土。 坝袋、底垫片出厂前必须检查其尺寸及画出锚 固线和锚固中心线是否在醒目位置标出上下游标 记。坝袋安装前应检查坝袋与底板及岸墙接触部位 是否平整光滑。坝袋安装检查工序是否按照端部为 固定式的，按先下游，后上游，最后岸墙的顺序 进行。 坝袋安装后，必须进行全面检查，在无挡水的 条件下，做坝袋充坝试验。整个过程应进行下列项 目的检查: 坝袋及安装处的密封性，锚固构件的状 况，坝袋外观观察及变形观测，充排、观测系统情 况，充气坝袋内的压力下降情况。

　　( 7) 橡胶止水带混凝土止水形式、结构尺寸 及材料的品种规格符合设计要求。止水带间的连 接，橡胶止水搭接长度不小于10 cm，止水带接头采 用热压硫化胶合，接头外观平整光洁; 止水带安装 时采用模板嵌固，不得在止水带上穿孔架立; 安装 好的止水加以固定和保护。对止水附近的混凝土要 确保浇筑质量，防止形成渗漏通道。

　　( 8) 楼地面工程采用800 mm × 800 mm陶瓷地 砖，结合层为30 mm砂浆。铺贴前先将基面清理、 冲洗干净。配制砂浆调制后在 2 h 内用完，找平层 采用 1∶ 3 干硬性水泥砂浆，结合层采用 1∶ 2 水泥 砂浆。采用紧密铺贴法，缝隙宽度不大于1 mm，分 段顺序铺贴，按标准拉线，严格控制方正，随时做 好铺砖、砸平、拨缝、修整等各道工序，以保证铺 贴面层质量。 启闭机安装调试后，对闸门进行调整，在无水 情况下作全行启闭试验。启闭时在止水橡皮处浇肥皂水润滑，检查是否开关自如，在全关位置时，封水是否严密。

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　　5 工程初期运行及效益

　　5. 1 工程初期运行情况 淠河橡胶坝技术改造工程完工后，经过汛期的 运行，一切正常，未发生任何影响工程正常运行的 不良状况。

　　5. 2 工程初期运行效益 该改造工程实施后，恢复工程应有效益，提高 了防洪能力，营造了景观水域。工程完工后通过升 坝蓄水先后在老淠河水域及景观带举办了龙舟赛和 2018 六安国际马拉松比赛，并在汛期通过适时升 降坝调节水位，为打造滨水城市发挥了作用; 工程 的社会效益、经济效益和生态效益显著。

　　参考文献:

　　[1] 张 隨，魏安义. 陆水水利枢纽工程除险加固回顾与 思考[J]. 人民长江，2013，44( 18) : 6_10.

　　[2] 吴根仙，严汝霖. 浅谈橡胶坝运行中的维修和技术改 造[J]. 小水电，2014( 1) : 39_42.

　　[3] 代 军. 珠海十八水闸拆除重建工程设计[J]. 江西建材，2014( 15) : 116_117.

　　[4] 廖 群. 水利工程机电设备安装中常见问题分析[J]. 安徽水利水电职业技术学院报，2017，17( 3) : 56_58.

　　[5] 佟广东. 浅析水闸设计在水库除险加固中的作用[J]. 科技经济导刊，2019，27( 13) : 84.

　　[6] 杨小宸. 城市河道橡胶坝修复改造技术[J]. 东北水利 水电，2016，34( 2) : 14_16.

　　作者：陶 辉1 ，余启杨2

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