某县七星河橡胶坝工程设计

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策略,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
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,所以在坝底板前设某县七星河橡胶坝工程设计由优秀论文网站www.shuoshilunwen.com提供,助您写好论文.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,考虑到稳定理由,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制约操作,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理由。
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,需采用就地制约,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)

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