海林市双桥橡胶坝工程设计应用和探究

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1、海林市双桥橡胶坝工程设计应用和探究　　【摘要】文章概述了海林市双桥电站渠首橡胶坝的工程设计，工程布置、运行管理，为梯级电站开发，下一级电站渠首引水型式提供了一个范例。【关键词】电站；渠首橡胶坝；设计0.工程简介双桥水电站位于牡丹江一级支流三道河中下游，海林市三道镇工农村，坝址以上集水面积670平方公里，最大坝高23米，坝长481米，坝型为堆石坝，库容为400万立方米，电站装机容量为6500千瓦，年发电量2680万度，工程全部完成后预计总投资9800多万元，是海林市在建和已建小水电项目中的最大一个。电站工程主要由拦河坝、引水隧洞、发电厂房和机电设备安装及送出工程组成。双桥水电站为V等工程，主要

2、建筑物为5级建筑物。10年一遇洪水设计，30年一遇洪水校核。设计洪水流量471m3/s，相应设计洪水位248.50m；校核洪水流量780m3/s，相应校核洪水位249.10m。10双桥水电站工程特点：电站引用流量有两部分组成。一是由双桥发电尾水流量直接进入双桥水电站引水隧洞中，流量为15m3/s；二是双桥水电站大坝溢流堰的弃水，渗流以及大坝至双桥水电站坝址间的区间流量，引用流量6.43m3/s，进入双桥电站隧洞的流量为21.43m3/s。由于将区间的流量引入双桥电站引水隧洞中，故需在双桥引水隧洞进口处建2.2m高的坝。1.坝型比较坝型比较考虑两种坝型。一是橡胶坝；二是浆砌石溢流坝。由于两个原

3、因，选择了橡胶坝。第一个原因，坝高仅2.2m，建橡胶坝是可行的。正常水位247.20m，因坝较低，没有泥砂淤积的库容，所以冲砂是建坝所要考虑的主要问题。橡胶坝可在洪水期将坝袋放空，恢复原河道行洪断面，不改变原河床面貌，这样就不存在洪水期在坝上游有淤砂的问题。如采用浆砌石溢流坝，因坝前水深较浅，很快被泥砂淤满，多余的泥砂将被水带入引水隧洞。经计算泥砂淤积至堰顶247.2m高程约4年时间，如果在浆砌石坝上设冲砂闸，冲砂效果不理想，只能在坝前冲刷一个漏斗，来大洪水时能冲一个条带状泥砂。远离坝处的泥砂，因流速较小，冲不走泥砂，在冲砂效果上，橡胶坝明显优越于浆砌石溢流坝。第二个原因，修建浆砌石溢流坝，

4、泄洪时，坝上游壅水，不淹地。因此不存在因建坝所产生的防洪问题，这是橡胶坝优越于浆砌石溢流坝的第二个原因。橡胶坝本身比浆砌石溢流坝建设投资又少3.47万元。在运行上，橡胶坝优越于浆砌石溢流坝，故选择橡胶坝。两坝型的工程量及投资比较见表一。表一橡胶坝与浆砌石溢流坝工程量及投资比较表102.橡胶坝的设计与布置2.1坝轴线的确定橡胶坝坝轴线是根据双桥水电站尾水暗渠轴线确定的。尾水暗渠在桩号0-088.22m转20o角，转变半径R=25m。转角后中心线与原尾水渠轴线交点为k3点，k3点坐标：X=7166.4216，Y=8754.361。转弯后的轴线垂直河道，该轴线即为双桥电站的坝轴线，坝轴线方位角90

5、o。坝长62.80m，右岸坝端桩号：0-066.30；左岸端桩号：0-003.50。2.2橡胶坝布置橡胶坝由右边墙、左边墙、坝体（含下游消力池、海漫）及右岸泵房组成。橡胶坝的作用，一是挡水，形成水库，水库与压力前池相通，作为前池的调节容积，二是橡胶坝抬高河水位至前池正常水位247.20m，该水位也是水库正常水位。将区间6.43m3/s引用流量通过进水池、前池引入双桥水电站的引水隧洞中。2.2.1橡胶坝坝高的确定10双桥水电站正常水位是由双桥水电站尾水暗渠在桩号0+586.20m，新桩号0-131.22m处，通过引用流量15m3/s时的水位确定的，水位为247.20m，双桥电站水库正常水位为2

6、47.20m，双桥电站坝址处河高程245.00m，正常水位247.20m，则河底以上坝高为2.2m。橡胶坝的钢筋砼底板即下部暗渠的顶板。暗渠为钢筋砼结构，矩形断面，暗渠净宽4m，高3.5m，砼壁厚0.6m，由于橡胶坝砼底板需布置充水管路及锚固结构等，要求底板厚为0.8m，因此，在橡胶坝范围内，暗渠顶板厚度由0.6m改为0.8m。包括砼壁厚，暗渠宽5.2m，高4.9m，规范要求橡胶坝底板高程高于河底0.2～0.4m，本设计橡胶坝底板高程高出河底0.2m，为245.20m，坝袋挡水高为2.0m，因橡胶坝与暗渠成正体布置，因此，橡胶坝高为6.9m，（含暗渠）。其中河底以上为2.2m，河底以下为4.

7、7m，坝高6.9m。2.2.2橡胶坝顺水流方向底板长度Ld=L+L1+L2+L3式中：Ld—底板顺流方向长度，m；L—坝袋底垫片有效长度，m；L1、L2—上、下游安装、检修通道，m；L3—坝袋坍落贴地长度，m。计算结果，Ld=6.82m。2.2.3左、右边墙高程确定边墙高度应满足坝袋锚固的布置要求，同时要求高于坝顶溢流时的水位，考虑以上的要求，边墙高程248.50m，于原设计洪水位齐平。由于洪水时，坝袋放空，