浅谈台儿庄区河道拦蓄橡胶坝工程设计

潘卫兵

山东省枣庄市台儿庄区行政审批服务局 山东 枣庄 277400

【摘要】 主要介绍台儿庄区河道拦蓄工程大沙河分洪道橡胶坝工程设计的主要内容。文章中介绍了大沙河分洪道现状及建设橡胶坝的必要性和可行性，简短介绍了大沙河分洪道橡胶坝工程的泄洪能力校核、防渗计算、基底应力及稳定计算和消能防冲计算等。

【关键词】大沙河分洪道橡胶坝工程；泄洪能力校核；防渗计算；基底应力；稳定计算；消能防冲计算；

峄城大沙河位于韩庄运河左（北）侧，是韩庄运河最大的一条支流，也是枣庄市最大的一条内河。要控制拦蓄分洪道水位，拦蓄水位以不淹没农田为原则，最大程度的拦蓄河水，确定新建拦河蓄水橡胶坝，设计坝长100m，挡水深4.3m，橡胶坝坝高4.0m，采用内压比H0/H1=1.35。分洪道拦蓄橡胶坝主要指标见下表。

分洪道坝子橡胶坝设计指标表

一、水力计算

1．橡胶坝泄洪能力校核

以坝袋完全坍平时，核算河槽设计标准行洪能力，采用宽顶堰公式：

式中：Q —过坝流量，m3/s；

H0 —计入行进流速的堰上水头（m）；      

m —流量系数，取m=0.356（计算得出）；

δ—淹没系数；

ε—侧收缩系数,取ε=0.994（计算得出）；

B—堰顶宽度，B=100m。

分洪道二十年一遇防洪流量Q=2043m3/s，上游水位为32.09m，下游水位为31.99m，（按水面线推求）底板高程25.30m。

堰上水头H=32.09-26.00=6.09m

下游水面超过堰顶的高度，hs=31.95-26.00=5.95m， 

为淹没出流。查表得淹没系数σ=0.65,

将以上各值代入流量计算公式得过堰流量：

Q=0.994×0.65×0.356×100××6.093/2=1470m3/s

2．滩地泄洪能力复核

采用明渠均匀流公式，公式如下：

通过计算，Q=905 m3/s

河槽及滩地过流量合计为2375 m3/s>1970m3/s

所以此橡胶坝能够顺利通过二十年一遇的设计洪水。

二、结构计算

包括橡胶坝防渗计算、基底应力及稳定计算和消能防冲计算等。

1、防渗计算校核

    采用勃来法计算

    L=CH

式中：L--防渗长度(m)； H—坝上水头（m）,H=4.3m；C—勃来渗径系数（取C=7）。

L=7×4.3=30.10（m）

    建筑物实际防渗长度为：

    L实=1.2+10+0.8+0.4+13.5+1.6+0.8+2.5=30.8m>L=30.10m

2、基础底板的应力和稳定计算

   （1）、荷载及其组合

3、消能防冲设计

橡胶坝塌坝过流，经试算当上游水位为30.00m，塌坝0.3m时下游水位为26.35m时的工况，以此设计消力池。

其它上游水深计算结果经计算，如下表

消力池工况计算成果表

故消力池深度取0.5m,长度取12m,底板厚度0.6m,消力池末端接海漫及防冲槽。

三、主要结构形式、尺寸

底板：基础底板为C20钢筋混凝土平底板，厚度0.8m，顺水流方向长度为13.5m，基础底板顶高程为25.30m。

边墩：边墩采用直墙型式、M10浆砌块石重力式墩墙。

坝袋锚固：锚固结构型式采用双压板锚固，坝袋两锚线间的距离为7.170m，倒坝过流时，压占锚线后的长度为3.40m。

上游铺盖：铺盖顺水流方向长度为10.0m，采用C20钢筋混凝土，厚度40cm，上游设齿坎深120cm，为了防止和减少由于地基不均匀沉降、温度变化而引起的裂缝，顺水流方向设置沉陷缝。

消能防冲：为防止对下游的冲刷,采用消力池作为消能防冲设施。

海漫：消力池下游接海漫,中间设沉陷缝。

检修底孔：为方便施工过程或检修坝袋过程中的施工导流，设计在坝中心底板下设1.0×1.0m见方的底孔。

四、结语

该橡胶坝建成后能够有效改善大沙河分洪道拦蓄水能力，为该区域工农业生产生活提供安全可靠的水资源保障。

参考文献

【1】水利部 《橡胶坝技术规范》（SL227-98）；1998

【2】水利部《灌溉与排水工程设计规范》GB50288－99；1999

【3】水利部 《江河流域规划编制规范》（SL201－97）；1997