鋼壩閘在大連市馬欄河綜合治理工程中的應用
工程技術
作者：付娜
【摘要】季節性河流夏季及秋季河水對河床的覆蓋較大，冬季及春季幹枯，不能形成水體景觀，嚴重製約著城市的協調發展。鋼壩閘作為一種新型的可調控溢流閘門，克服了橡膠壩堅固性差、易老化、耐久性低、管理維修比較困難、升壩充塌壩時間長等不利條件，它啟閉簡單，使用維護便利，非常適用於北方多泥沙河流的擋水蓄水工程，近年來得到了較多的應用。本文分析比較兩者工作原理及特點，結合大連市馬欄河綜合治理工程實例，討論鋼壩閘在河道治理中的應用。
【關鍵詞】鋼壩閘；橡膠壩；馬欄河；河道治理
1、前言
水是美化環境的重要因素，隨著城市快速的發展，生活水平的提高，人民群眾的居住品味也隨之提高，對水體環境的依賴越來越大。季節性河流夏季及秋季河水對河床的覆蓋較大，冬季及春季幹枯，不能形成水體景觀，嚴重製約著城市的協調發展。水閘是一種低水頭的擋水和泄水建築物，橡膠壩作為水閘的一種形式，以高強力合成纖維為受力骨架，用合成橡膠粘合製成壩袋，錨固於閘底板上，充水或充氣形成的擋水壩，經濟實用、抗震性能好，得到了廣泛的應用，但景觀效果不夠理想。鋼壩閘是一種新型的可調控溢流閘門，它的組成包括土建結構、帶固定軸的鋼性壩體、驅動裝置設備等。適合於10米-100米寬的河道，水位差在1-6米的工況，不僅結構簡單，而且在閘門的不同位置可以實現蓄水、排澇，還可以利用壩頂過水，形成人工瀑布的景觀效果。鋼壩閘啟閉簡單，使用維護便利，非常適用於北方多泥沙河流的擋水蓄水工程，近年來得到了較多的應用。
馬欄河發源於老座山，流經市區西南部主要工業區和居民區，自西向東於南大亭入海，是大連市中南部地區主要的泄洪通道。河道全長23.3km，流域麵積92km2，平均坡降6.4‰。馬欄河是一條季節性河流，雨季為泄洪渠道，旱季為幹涸狀態。馬欄河下遊濱海橋至電車道橋原本設兩道橡膠壩，一號橡膠壩位於濱海橋上遊，淹沒長度為1900m，最大蓄水體積為20.8萬m3，最大水深為3.5m，水體水質為海水和中水。二號橡膠壩起點位於中山路橋南側，淹沒長度為615m，最大水深為2.0m，總蓄水量為5.7萬m3，水體水質為中水。2013年對馬欄河進行綜合治理，更換原有橡膠壩為鋼壩閘，並增加一座鋼壩閘。
2、鋼壩閘與橡膠壩的比較
2.1、使用壽命
鋼壩閘的設計使用壽命可達50-60年，一般的橡膠壩為10-15年，一次鋼壩閘的投資等於四次橡膠壩的投資。
2.2、損壞及維修
橡膠壩容易受到尖利和有角物體的損壞，火也許是對橡膠壩最為不利的潛在危害因素，微小處的漏氣容易修複，如果漏氣麵積較大，修複起來比較困難。鋼壩閘運轉件采用特殊複合材料，不易損壞，該種材料在水下進行若幹年無需加潤滑油，也不會鏽蝕。
2.3、運行情況
橡膠壩是通過充氣或充水達到升壩的目的，正常需要4-5小時才能完全升或塌壩，時間較長。而鋼壩閘采用啟閉機啟閉，運行速度可達4-5m/分鍾，一般工程不超過5分鍾即可完成升壩和塌壩。鋼壩閘可配機械鎖定，當閘門開啟關閉或調節水位時，任意角度都可以鎖定，不會發生移動。橡膠壩設計規範中明確規定溢流不能超過50cm。否則將易出現垮壩事件，而鋼壩閘可有效的克服這一缺陷，可以長時間的大流量的從壩頂溢流形成瀑布效果。
2.4、安全可靠性分析
橡膠壩一般須建一座供氣站或水泵房，管路多且複雜。衝水式壩體升降係統包擴水源、蓄水池、提水設備，控製閥門及管線等充水方式用水泵抽水至蓄水池，向壩袋充水，充水壩袋的安全設備包括：1）溢流管活虹吸管：保證壩袋不超壓。2）浮球閥自動補水裝置：保證內壓不低於設計內壓。3）排氣孔：排除壩內可能出現的空氣。而鋼壩閘僅僅配套兩台驅動裝置，該種驅動裝置結構簡單，操作方便無須油管、泵站等附屬設施，安全性極高。