液压坝在莒县生态河道治理中的应用

液压坝在莒县生态河道治理中的应用

王增明1王家利1郭宇2

1.莒县恒盛水利工程养护有限公司山东日照276500

2.日照市水利局山东日照276500

摘要:本文根据液压坝的定义性质原理,在工地实际建设使用情况,分析总结了液压坝的优点和翻板闸的区别,为推广应用提供了思路。

关键词:液压坝;力学杠杆平衡原理;袁公河治理工程;地质河床;翻板闸

1、液压坝的定义

液压升降坝是水利科技的一项革命性成果,是目前世界领先的活动坝技术,是活动坝的一种分类形式。

2、液压坝的类型与结构原理

2.1.1类型:液压坝是一种活动坝,液压坝、合页活动坝、液压升降坝、水利景观活动坝、统称为活动坝,有常规水闸不可比拟的大跨度优势。

2.1.2组成:液压升降坝的构造由弧形(或直线)坝面、液压杆、支撑杆、液压缸和液压泵站组成。

2.2结构原理:液压坝是一种采用自卸汽车力学杠杆平衡原理、结合支墩坝水工结构型式的活动坝,具备挡水和泄水的双重功能。

2.3工作特点

(1)液压升降坝坝体跨度大,结构简单,易于建造。

(2)液压升降坝液压系统操作灵活,可采用手动开关控制。

(3)液压升降坝低水头水力条件优越。该坝可基本保持原河床,可畅泄洪水、上游堆积泥沙、卵石和漂浮物而不阻水。与传统水闸及类似的橡胶坝相比,过流能力大,泄流量大。特别适用于橡胶坝不宜建造的多砂、多石、多树、多竹和地区的河流。可以调节坝高溢流,可控制上游水位和泄流量。

(4)液压升降坝施工简单,施工工期短,和传统水闸相比,减少了闸墩、大量金属结构埋件及闸门启闭设备,但是混凝土工程量复杂,初期投资节约设备资金,后续维护费用较高。

(5)液压升降坝属于低水头挡水建筑物,广泛使用于水利灌溉,城市美化环境等方面可形成宽阔的水面。

3、袁公河上液压坝的使用

莒县袁公河治理工程(上游桑园镇)三期工程上,使用了1处液压坝,即上疃(袁家岭)液压坝,门高1.5米。建设性质是新建、规模是四等小一型。设计防洪标准20年一遇。主要工程内容是:新建钢坝一座,基础高2米、钢坝高3.0米、分12孔、每孔净宽7.5米、总净宽90米、其他配套设施等。包括钢坝、液压系统、下游消力池、防冲槽、上下游翼墙、管理设施等。坝轴线与河道中心线正交,边敦顶高程174.00米、坝底板顺水量长13.0米、后1.8米、C30钢筋砼结构、垂直河道方向设置伸缩缝,间距15米、底板高程170米、底部设c20砼垫层厚1.20米。分缝处设橡胶带止水。消力池采用浆砌石结构,顺水流长16米、分两级,下游连接段包括下游翼墙、消力池、防冲槽、子河护坡段。预算总投资783.29万元。工期3个月。袁家岭液压坝具体指标见下表;

附袁家岭液压坝平面布置图:(另附)

4、液压坝的适用条件范围

4.1压力适用范围

液压坝的高度、宽度必有有一定的工作范围条件,否则在水压力综合作用下,难以平衡或者启闭困难。活动拦水高度变幅一般在3米左右,坝面闸门宽度受液压管路压力损失影响不易超过50m。液压坝门高(H)一般为:1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m、5.5m、6m。闸门只高出原坝顶500毫米。排漂浮物效果较好。单扇宽度:标准为6m,非标另行设计。

4.2地质河床:一般平缓、淤积不严重,沉降小地质条件的河床都行;基本不受漂浮物影响;放坝比较快速。

5、液压坝与原翻板闸的区别

液压升降坝做为新型活动坝,力学结构科学,不怕泥砂淤积;不受漂浮物影响;坝间无须建设支墩,放倒的坝面沉入河底,不阻水;在损失极小水量的情况下,就能很容易地冲掉上游的漂浮物,使河水清澈;放坝快速,不影响防洪安全,特别适合雨量充沛的南方及洪水涨落快速的山区;结构坚固可靠,抗洪水冲击的能力强。液压升降坝在充分考虑传统的活动坝型缺陷基础上,保留了拦水闸、橡胶坝、翻板门坝三种坝型的基本优点:

(1)具有拦水闸坚固耐用的特点。

(2)具有橡胶坝可控、紧贴河床不阻水特点;

(3)具有翻板门坝自控、任意保持水位高度特点;

综上所述,液压升降坝克服了传统活动坝的所有缺点,保留了三种活动坝的所有优点,具有明显优势,是性价比最高的活动坝。

液压升降坝与常规坝闸性能比较表

6、液压坝的优点

6.1投资省

坝面采用钢材或钢筋混凝土结构,基础上部的宽度只要求与活动坝高度相等,同时液压系统较为复杂,因此,工程坝面部分成本较低。总成本只有同等规格的气盾挡水闸约十分之一。

6.2、人造瀑布

坝体弧形设计(坝高5米以下采用钢筋混凝土坝面,5米以上没有工程实践),上游水量较大时形成瀑布景观。

6.3、运行维护管理费用较橡胶坝低。

结语

总之,中小河流生态治理工程中液压坝优势明显,便于施工,工程整体造价相对较低,河床地质适应性高、运行管理费用较低。拦蓄地表水增加局地地下水赋存,改善局地景观和气候,具有推广应用价值。

参考文献:

[1]袁公河治理工程袁家岭液压坝施工图设计,日照市水利勘测设计院有限公司,2018.04

作者简介:王增明(1977.11~),汉族,助理工程师,2018年7月大专学历,山东农业大学水利水电工程专业,现在莒县恒盛水利工程养护有限公司工作。

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