城市因水而生，因水而兴,为了适应现代社会的更高要求，河流治理模式从只重视防洪兴利目标，逐步向“生态修复与景观建设一体化”模式转变。实践证明：橡胶坝节蓄工程在平原河流综合治理中作用显著， 其对增加蓄水、节约土地、改善环境、带动相关产业发展等方面都起到了较大作用，平原河流橡胶坝节蓄工程技术方案的创新、比选、优化和应用具有重要的意义。其设计应结合每条河流的具体特点，从尊重河流生态系统的自然属性出发，坚持人与自然和谐为本和可持续发展原则，处理好河道整治与生态环境建设管理的关系，实现水资源优化配置和高效永续利用，实现人口、资源、环境和经济协调发展，真正体现“安全、资源、环境、景观”四位一体的现代治水理念。

 

1.研究方向

        上世纪60 年代后， 橡胶坝节制蓄水工程设计方案开始在我国出现，但因当时坝袋的材料、质量不过关，一直未能得以普遍推广和发展起来； 上世纪80 年代以后，随着科学技术的发展，橡胶坝在我国的平原河流，特别是一些城市河道综合治理中逐渐得到广泛应用和较快的发展。但由于每一条河都有其各自的特点，在推广应用中还有大量的技术工作要做，既要科学合理、又要因河而宜。通过工程的实施，既要发挥河流的多种功能、又要与环境相协调。总体来说，我们以国家现行的设计规范、设计标准、施工规范和规定，从已实施的橡胶坝节制蓄水工程设计方案中选择2～3 个典型设计方案进行分析，通过对工程实施效果的评估总结优选出一个最佳的技术方案，从而使今后平原河流实施综合治理中应用橡胶坝节制蓄水工程有章可循，有成功的成果可借鉴参考。力争通过“平原河道综合治理应用橡胶坝节制蓄水工程技术应用推广项目”的实施创造人水和谐的新空间，创造更大社会效益、经济效益和环境效益，为每一条河流的健康、生态的恢复，做出贡献。

 

2.综合技术措施

2.1 设计阶段
        在设计阶段我们首先要根据河流各项技术参数指标和基本功能等方面的要求，对常规节制闸和新型橡胶坝进行分析、比较，一方面是从两个设计方案的投资进行比较，另一方面是从充分发挥河流多功能的需要考虑，再次就是要综合考虑运行的方便、管理维护费用较低、与周围环境的协调以及对地基的要求等方面。河道上的节制闸是一种低水头水工建筑物，跨度较小，闸门启闭灵活，主要用于农田灌溉、发电引水或改善航运等，以控制闸前水位与过闸流量。橡胶坝则适用于低水头、大跨度的闸坝工程，一般高度在5m 以下，多建于城市河流以及一些河槽开阔的河流之上，且非常利于美化环境。通过从运行管理方便、维护费用较低、对地基条件要求较低、与环境协调等多方面综合考虑，一般倾向选用橡胶坝工程设计方案。橡胶坝设计方案中主要有以下几个技术要点：
        一是坝高的确定，影响确定坝高的因素主要与蓄水深度、要求河道保持的常水位、河道堤防断面、堤顶高度等方面有关。
        二是坝袋长度的确定，影响确定坝长的因素主要是河道的行洪标准、原河道宽度、原河堤及堤外状况等，这其中又涉及最佳流速、最佳河道断面等问题。有时根据河道现状和功能的要求在满足河道行洪标准的前提下还可能刻意地适当加宽或缩短坝长， 如坝长在100m 以内一般采用一段式， 如坝长在100m 以上时一般采取分段式。采用多段式时，每一单段长度一般控制在80～90m 之间，并按均等分段。
        三是下部工程的设计。下部工程是指安装坝袋的底板、上游铺盖、底板下游的消力池、海漫、消力坎（墩）、防冲槽等。下部工程主要满足承受蓄水后坝袋的水压力和稳定要求； 满足渗流绕渗，渗径有足够的长度要求，底板顺水流方向的长度除满足上述要求外还要满足河道行洪塌坝、坝袋不出底板的要求；
        另外必须满足下游消能防冲的要求。根据蓄水高程确定的坝袋宽度、长度，经过结构计算确定安装坝袋底板的结构尺寸和配筋量。通过水利渗流计算确定上游铺盖的结构尺寸和所用材料，通过渗流计算、防冲消能要求确定底板下游消力池、海漫段的结构尺寸和消能形式以及材料。

        四是上部工程。

         第一边墩和中墩设计主要满足坝袋最大充水时的高度要求、并以0.5m 以上为安全超高。满足承受坝袋最大蓄水时横向水压力的稳定要求。另外墩内壁的光滑程度要满足坝袋上下起落自如的要求。

        第二左右两岸上下游翼墙设计主要满足水压力和土压力的稳定要求，另外要满足与上下游岸坡平顺衔接的要求。

        第三坝袋设计。首先是坝袋的选择，其次是坝袋的安装结构形式。坝袋的选择主要是材料、厚度和颜色，坝袋的安装结构形式目前多采用两种，一种是用预制钢纤维混凝土楔块锚固，另一种是预埋螺栓铁夹板锚固。实践证明，优先采用预制楔块锚固的结构形式较好。

        第四泵房设计。泵房下部主要满足防渗、设备安装、运行、维护维修等要求，泵房上部主要满足管理使用、美观与周边环境协调的要求。

        第五上下游堤岸配套设计，节制蓄水工程在河道综合治理中属于重要的节点工程，一定要与今后的河道综合治理统筹考虑，因此在节制蓄水工程设计时对工程上下游堤岸考虑50～100m 的堤岸配套设计。堤岸设计上下游因常水位不同护坡的结构形式、所用材料、甚至是河道横断面形式都有所不同。条件允许的情况下我们优先采用复式河床混合式的护岸形式。

2.2 施工阶段
        施工阶段控制的主要技术要点如下：

        一是基槽开挖工程。基槽开挖一般是先机械后人工，开挖线要准确，开挖的尺寸要满足基础结构和施工操作的要求。机械开挖到设计基础底高程之前要预留30～50cm 厚的原状土层， 改人工进行开挖， 清理到设计基底高程，确保基底土保持原状土不受扰动为准。

         二是施工导流和基坑排水。根据河流实际情况做好施工导流和基坑排水系统的合理布置，如全断面施工需另开导流渠， 而半段面施工可借助河道导流。根据现场实际需要选择导流路径和方式，排水和降水的方式，（明导、明排、暗导、井点降水等）确保河流不断流、基槽内不积水，满足基础工程施工干场作业标准。

        三是下部工程。底板一般是钢筋混凝土结构，其结构尺寸根据结构计算而定， 一般为双层钢筋布置， 厚度在1m以上。锚固槽浇筑一般不采用二期混凝土，与底板浇筑一次完成最好，但对锚固槽模板制作的结构尺寸和安装位置以及支护要求非常严格。上游防渗铺盖多采用钢筋混凝土或浆砌石混凝土封面，其技术关键点就是与底板连接线的橡胶止水的安装质量要确保。底板下游消力池优先选用钢筋混凝土结构，工程规模较小时也可采用浆砌石混凝土面层结构形式，关键要注意消力池与底板段连接多采用斜坡式混凝土结构连接，并确保平顺与光滑。海漫多采用浆砌石结构， 一般海漫段下要铺设反滤层，反滤层可采用级配良好的沙石反滤层或无纺土工布反滤层。海漫段下游一般要设干砌石防冲槽或直接抛石，并设消力墩或消力坎。若是浆砌石结构必须保证第一皮块石采用座浆法进行砌筑，如是钢筋混凝土结构， 必须先做10cm 厚较主体混凝土低一等级的混凝土垫层，再进行钢筋的安装和模板的安装。在混凝土浇筑时要保证清仓彻底、钢筋位置准确、保护层厚度足够、模板的牢靠稳定性、浇筑的连续性、符合规范的入仓高度等技术问题。

        四是上部主体工程。浇筑钢筋混凝土边墩或中墩时要严格遵守混凝土施工规范要求，浇筑钢筋混凝土墩墙和上下游混凝土翼墙时要特别注意控制好保护层的厚度和内表面的光洁度，要严格检验模板的坚固性、稳定性和结构尺寸的准确性。浇筑时要严格检查舱面的清理、入料的高度和振捣密度与时间的控制。上下游连接段坡面工程不论是干砌石还是浆砌石都要达到规范要求的平整度，干砌石特别要注意石块之间的咬合松紧度，避免浮石或浮塞。浆砌石要特别注意石块之间不重缝、拉接石的设置、纵横缝的宽度。常水位以下多采用硬化工程措施，常水位以上多采用植物护坡措施。在条件允许的情况下常水位分界线处设计2m 左右宽的马道或较大的亲水平台。泵房下部一般采用钢筋混凝土结构形式，并采取有效的防渗措施。结构尺寸以满足设备布置安装、维修维护为准；泵房上部多采用轻型结构，在满足管理运行要求前提下以美观协调为主。
        五是两岸附属配套工程。护岸工程的堤顶一般要设计护栏和人行道，护栏以外一般都设计巡河路和排水沟，排水沟以外规划绿化带。护栏内设计修建0.8～1.5m 的人行通道， 巡河路一般设计为4～6m 即可。路面不宜做纯硬化处理，一般设计为铺设透水砖或铺设混凝土预制宾格砖，中间填土植草皮。岸坡一般考虑坝上下游50～100m，坝头两岸的附属工程设计与上下游堤岸工程统筹考虑。
2.3 运行管理阶段
        橡胶坝冬季一般在高水位运行，应注意对坝前5～10m 范围内及时采取破冰、除冰措施。在非结冰期间高水位运行时，要注意对坝前较大漂浮物的清理和打捞工作。如需要塌坝运行，尽量以自排的方式提前放水塌坝；在紧急情况下，才采取强排放水的形式塌坝。

 

3.实际应用

        平原河道橡胶坝节制蓄水工程技术方案和模式，可为平原河流治理中的节制蓄水工程提供可借鉴的经验和可利用的成果，具有极大的应用价值。它既是一个研究过程， 更是一个实践过程。
        一是滦河迁西城区段橡胶坝，滦河迁西城区段综合治理工程治理河段长度5km， 修建的橡胶坝坝长4×90m=360m，坝高2.5m，蓄水深度2.2m，则1
次可增加蓄水量为360×2.2m×5000m=396 万m3。治理工程实施后增地量上下游按100m 计算，两岸整理废地平均宽度各为50m，因距城中心较远，可考虑

栽植经济林效益。增地量为200m×100m=20000m2=30 亩。

        二是还乡河丰润城区段橡胶坝，还乡河丰润城区段河道生态治理工程治理河段长度2km，橡胶坝坝高2.5m。治理工程实施后， 河道通过扩挖成人工

湖，平均宽度按150m 计算，则可1 次增加蓄水量为2.5×150×2000=75 万m3。增地量按上下游各100m 计算，两岸平均宽度各50m，增地为30 亩，该橡胶坝位于城区中心，按绿化生态用地产生生态效益考虑。
        三是陡河市区段河茵桥橡胶坝，该橡胶坝位于陡河市区段河茵桥下，橡胶坝上下游的陡河河道已经治理。橡胶坝坝高3.0m，坝长50m。橡胶坝回水长度为5km，考虑河道坡降，取平均水深2.5m， 则1 次可增加蓄水量为2.5×50×5000=62.5 万m3。市区增地量按绿化用地产生生态效益考虑， 不计算增地量。