液压升降坝在亳清河景观工程中的应用

杨 利

（山西四建集团有限公司）

液压升降坝在亳清河景观工程中的应用

杨 利

（山西四建集团有限公司）

液压升降坝采用新型活动坝技术与智能控制手段相结合，施工质量大幅提升，并可保证工期和节约投资，在垣曲县城段亳清河治理景观工程中应用后效果良好，具有广阔的应用前景。在阐述液压升降坝工程设计与施工技术的基础上，总结了其升降灵活、不卡阻、抗洪水冲击力强、不怕泥沙淤积等技术特点，对同类工程具有较强的指导作用。

液压升降坝 景观工程 设计 施工 亳清河 垣曲县

1 项目概况

亳清河为黄河一级支流，位于垣曲县中西部，流域面积1 185 km2，主河道长56 km，平均纵坡11″。治理河段为亳清河北支流，源于垣曲县北的店子沟，向南流经五龙庙、左家湾、磨凹、县城、下寺等村镇，于西园与东支流汇合后进入亳清河，主河道长13.9 km。治理河段主要为县城段，范围为军民桥下游50 m向南直达历山路桥下游已建5#跌水池处，总长度590m，控制流域面积65.77 km2。河段治理工程共设计2座液压升降坝。

2 液压升降坝工程设计

2.1 设计理念与原则

因治理河段位于县城，在升降坝工程设计上，以生态水利、可持续水利为指导思想，以自然生态、文化休闲为基本设计理念，在保证城市河道防洪安全的前提下，以生态环境再造为先，形成自然和谐的水环境，带动当地社会经济发展。通过亳清河县城段生态环境综合治理一至四期工程的实施，建成集蓄水、防洪、绿化、美化为一体的生态带，完善城市功能，提升城市品质。在具体设计上，遵循防洪兼顾蓄水原则、生态与居民亲水原则、经济合理可行原则、工程与岸边植物相结合原则。

2.2 液压升降坝布置

根据现有河道纵坡，为满足防洪兼顾蓄水的要求，在已建5#跌水池处和桩号Z0+193处各修建1座液压升降坝，形成2个蓄水池，蓄水总长度318m，湿地景观长242 m，水深0-3.2 m。治理段总蓄水面积1.6万m2，绿化面积1.24万m2，湿地景观面积1.26万m2。每座液压坝设置一处控制室。

2.3 液压升降坝设计

液压升降坝沿河横向布置，共设计2座液压坝，分别为1#、2#坝，坝长均为50 m，坝高3.2 m，每座坝共包含8扇门，每扇门由2台绝对独立的液压启闭机掌控，通过油缸控制液压坝的升降。启闭闸门底部采用钢套铰接于底板，闸门与底板间、闸门与闸门间均采用橡胶止水。底板为混凝土，强度等级为C30，抗冻等级为F150，抗渗等级为W6，分段施工。分缝混凝土结构宽30 mm，嵌缝填充材料采用中密度闭孔泡沫防水板；橡胶止水带为B型带支架的止水带，其规格为 300 mm×30 mm×8 mm，密封膏规格为BW2000。在液压坝的上游设置长10 m、厚0.25 m的钢筋混凝土铺盖，铺盖与底板间设置橡胶止水带，用于延长渗径；下游布置消力池和宾格石笼海曼，用于下泄水流消能，以提高河床的抗冲刷能力。

2.4 控制室布置

控制室位于右岸生态景观绿化带内，与生态环境融为一体，成为景观的一部分。控制室里布有控制系统、液压系统及附属设施。

3 液压升降坝工作的基本原理及技术特点

3.1 工作原理

液压升降坝由钢筋混凝土坝体、止水结构、支撑结构及液压系统组成。其基本工作原理：①采用一排液压缸，直顶以最底部为铰链轴的活动拦水坝之后背部，实现升坝拦水，降坝泄洪；②采用一排滑动支撑杆支撑活动坝面之背部，构成稳定的支撑墩坝；③采用小液压缸带动限位机构，挡住（或放开）滑动支撑杆下部的滑轮运动，形成支撑墩坝固定和活动的相互交换，达到固定拦水、活动降坝泄水防洪的目的。

3.2 技术特点

液压升降坝的技术特点：①成本低。活动坝性价比高，总体成本比橡胶坝、翻板坝、钢坝闸等同等规格的拦水坝要低；②寿命长。活动坝坝面采用全钢板或钢筋混凝土结构，液压系统是特殊定制的，使用寿命长；③泄洪强。活动坝坝面放倒后只高出基础20 cm，基本不影响泄洪；④密封好。止水部件密封效果好，经久耐用；⑤自动化。可通过电子感应开关控制，也可通过电脑网络远程控制，实现无人管理自动升降；⑥坝形美。坝体采用弧形设计，坝面可喷彩色文字、图案，人工操作可产生“舞蹈瀑布”。

4 液压升降坝的施工

4.1 施工工艺

施工工艺流程：施工准备→坝基土建施工→预埋件安装→二次浇注→液压坝门扇成型→浇筑→养护→安装→液压系统安装→PLC控制总成安装→运行调试→完成。

4.2 坝基土建施工

坝基总长50 m，宽8.5 m，混凝土强度等级C30，抗冻等级F150，抗渗等级W6。为避免不均匀沉降及温度裂缝的产生，坝基采用分块浇注法施工，即将坝基分成 5 块，先施工 1、3、5 块，后施工 2、4 块，在先浇块安装橡胶止水带。

4.3 预埋件安装

在预埋件安装前，先要清理预留槽中的杂物，将预埋件与混凝土结合面全部凿毛，按设计预埋锚栓位置要精确。为了使预埋件安装准确，液压坝土建基础、预埋件、预留槽及二次浇注各工序相对独立，采用分组独立校核，以减少误差。待土建基础、预埋件、预留槽施工完成后，再次复核定位，以纠正偏差。预埋件安装调试完成后，应将螺栓与锚栓焊牢，确保埋件在后续浇筑混凝土过程中不发生变形或位移。对于埋件工作面对接接头的错位，要进行缓坡处理，过渡面与工作面上的焊疤和焊缝余高，均应铲平磨光，凹坑要补焊磨光。

4.4 混凝土二次浇注

预埋件安装完成并经检查合格后，应在5-7 d内浇筑二期混凝土。浇筑混凝土时，应注意防止跑模，并捣实。拆模后应对预埋件进行复测记录，同时检查混凝土面的浇筑尺寸，并清除好遗留的杂物，以免影响液压坝的升降。二次浇注结构，采取误差消除补偿方式控制误差范围，使其误差满足设计要求。

4.5 液压坝门施工

液压坝坝面采取场内成型，现场浇筑养护，成品采取汽车吊装运输。安装前要进行复查，看其各项尺寸是否符合设计及规范要求。液压升降坝坝面的主支承部件安装调试，在门叶结构拼装焊接完毕，并经过测量校正合格后方能进行。所有主支承面均要调整到同一平面，其误差不得大于施工设计要求。液压升降坝坝面安装完毕，应做静平衡试验，将其坝面自由地向上游摆动15°，然后再向下游摆动15°，如此反复 30°、45°、60°、75°，通过滚轮或铰的中心测量上下游方向与左右方向和倾斜。

4.6 液压系统安装

液压管道安装是液压系统安装的一项主要工程，为使液压坝同步升降，采用管路并联的方式解决。8个门扇均为相对独立的油路管道，每个液压缸由进油管及出油管路组成，控制阀控制油路开度。管道的敷设采用水平或垂直布置，排列和走向要求整齐一致，且层次分明。管道安装完成后，将各液压元件、阀块、阀架、泵站连接起来。液压系统安装完成后，在试运行前必须对管道、流道等进行循环清洗。

4.7 PLC控制总成安装与调试

控制总成采用内嵌PLC控制系统，以形成多门扇同步运行反馈系统。形成控制总成前，需要根据当地的水文条件及行洪要求，编制PLC程序。通过液压坝试运行，发现坝面升降存在的偏差，调整PLC程序，直到满足液压升降坝多扇门升降位移同步为止。

5 实施效果与结论

亳清河垣曲县城段生态环境综合治理工程共四期，其中一至三期蓄水工程均为橡胶坝，第四期工程改为液压升降坝。液压升降坝于2016年11月完工，调试运行后效果良好。项目设计组通过对一个汛期液压升降坝的试运行情况进行调查论证，认为采用带补偿系统的液压升降坝（新型活动坝技术与智能控制手段相结合），施工质量大幅提升，并节约工期15 d，节省投资约90万元，维修费用相应减少，避免了橡胶坝的质量缺陷。实践证明，液压升降坝具有精确度高、管理方便、使用寿命长、维修成本低、止水与景观效果好等优点。该坝型力学结构科学，产品为厂家生产的定型产品，质量稳定，安装方便，运行过程中无任何淤积物，可大大减少清淤费用，值得推广。

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1008-0120（2017）03-0047-02

2017-05-26

杨 利（1984-）：男，工程师，总工程师；通讯地址：太原市体育北街7号，030012