太原汾河景区橡胶坝的运行管理和维护

李 佩 璘

(太原市汾河景区管理委员会，山西 太原 030009)

现在的太原汾河景区在20世纪末开始实施治理美化工程时，就选用了大型水利工程器械橡胶坝。橡胶坝是20世纪50年代高分子合成材料出现后应运而生的建筑工程产物。原材料是先用高强力的合成纤维织物建成受力骨架，再在其内外涂敷上复合橡胶构成黏结保护层，然后把这种特殊的胶布型的织物加工成适合需求的坝袋，按设计所需锚固在混凝土的基础底板上，并使之成为封闭袋形，之后用气或水冲胀形成挡水坝。

1 橡胶坝的性能优势

橡胶坝的优势，在于它在控制水流方面有极大的灵活性、高效性。它可以根据当时需要泄空坝袋内的水或气，恢复河水的过流断面。橡胶坝主要适用作为河道上跨度较大、水头较低的滚水坝或溢流堰，在河道中可用作分水、进水、节制等不同作用闸型。它的坝顶又可以溢流，可按水情需要随时调节坝的高低，方便地蓄水和调节流量、水位。这便于生态蓄水、防汛泄洪、园林景观等广泛应用。它安装有电动控制阀，开启较为迅速，止水不漏水不阻水，不缩小原有河道的过水断面。溢流时不需要取土筑堰而保持河道清洁，这可以节约劳力及成本，缩短工期。这些优势也为对它的管理和维护带来了方便。

2 汾河太原段治理美化工程中橡胶坝的布局和运行

从晋北管涔山发源的汾河，上游流经山区，进入中游太原城北的上兰村，而后出山流入太原盆地，从北向南纵贯了太原城区，形成了汾河太原城区段。无疑，它是太原城区防洪泄洪的主渠道。20世纪50年代末和90年代末，为了防洪防灾，国家先后修建了容量很大的汾河水库和汾河二库。但由于气候的原因，太原是一个严重少雨缺水的城市，所以，在汾河治理美化前数十年间，这段汾河除了暴雨集中频发的雨季洪水咆哮奔腾外，基本上都是呈现着干涸脏污，面目沧夷的自然河道。1998年，太原市政府为了适应腾飞发展的太原，决心蓄水治理美化这段汾河，开始实施这一百年大计工程。

蓄水治理和泄洪排涝是这段工程的两大基本中心任务，围绕景区总体设计规划作了精良的布局。河道中部主河道，为蓄水的主河槽，宽约300 m，主河道东西两侧地下是东西两条暗涵，主要接收边山支沟雨水和城市污水，排入下游污水处理厂净化处理。依据基本中心任务，便选用了最具优势功能的橡胶坝。

现在景区主河道共布建了7条橡胶坝。一期治理工程建有4条坝，蓄水分成3个蓄水池。1号、2号、3号橡胶坝长均为226.8 m，高2.5 m,蓄水池面积均约为44万m2，蓄水量均约为80万m3，4号橡胶坝长为242.8 m，高2.5 m，蓄水面积约为69.8万m2，蓄水量约为141万m3。这4条坝建在胜利桥至南内环桥之间，这段主河道实际是半槽蓄水。因为在这之间主河道的南北向又建筑了一道中隔墙(2018年改建为中隔堤)，把6 km的主河槽分成两条渠：清水渠(宽约220 m)和浑水渠(宽约80 m)。清水渠蓄存清水，由上述4条主坝分段隔开，而浑水渠则是日常小流量的行洪道，首尾是1号、4号主坝旁分别续接的1号、4号副坝，渠中间不设坝，独立成渠，完成自身职能。

二期南延工程又续建了三条橡胶坝，实行了全槽蓄水。依然根据河道宽度，河槽的深度、坡度、实际需要合理设坝， 5号和7号橡胶均为坝长290 m，高3.5 m； 6号橡胶坝长为298 m，坝高4 m。各坝蓄水面积和蓄水量也略有差别。主河道里设了7条坝分槽蓄水，这是一种梯级设坝方式，是因为便于工程运行管理，不但对蓄水泄洪水量水位便于控制，而且对于洪水泄入河道的同时带入的大量泥沙，便于清淤、运淤，减少对景观和市容的不利影响，减少塌坝清淤会造成水体过多的浪费和补水困难。布设7条橡胶坝，将整个主河道分成7个蓄水人工湖，平日立坝蓄水，保持常年有水，干燥缺水的太原，旷世纪地出现的这样一条宽阔而纵贯全城的壮美河流，灌养了园林，润湿了空气，大大改善了生态环境，人们有了难能可贵的亲水机缘和美好的景观享受。

太原市属于暖温带干旱大陆性气候区，除雨季几场集中的暴雨外，一年四季最显著的就是干燥。太原年平均蒸发量1 822 mm。建国后，平均降水量为467.1 mm/年，人均水资源为173 m3，仅占全国平均水平的8.4%。所以除雨季外，补水是景区蓄水池一项长期常态化的管理任务。景区制定了良好的监测水流、水位和补水制度，橡胶坝良好的运作保证了池水的适当蓄水量。

太原雨季在6月份～9月份，降水量约占全年的70%。平常少雨干旱，暴雨常常集中在此时袭来。太原市区是盆地形，三面环山，河沟短，坡度大，硬化面积越来越大，汛期暴雨来临，雨水迅速从边山支沟汇集滚滚而来，这也是汾河景区关系到太原几百万人民生命财产安全的首要任务。这时景区在市防汛办、景区指挥部统一领导下，严格、紧急实施抗洪抢险预案，统一指挥，有计划进行塌坝运行，先依据暴雨时间、雨水量决定塌坝高度和时间，确保泄洪通畅；当特大暴雨来临，预测流量大于400 m3/s，7条橡胶坝全部塌坝运行，并接受上级指示，组织全体员工抢险排洪，确保泄洪畅通和城市安全。

3 太原汾河景区对橡胶坝的管理和维护

橡胶坝是景区水利工程的核心。景区橡胶坝工程建成之后，管理和维护就成为常态化的重任。管理人员经常对橡胶坝工程的坝体、坝袋、供电设施、主要机泵设备、供排水管道、充放水电动闸阀、排水闸阀、河床冲淤变化等进行检查。检查坝袋表面有无破损；将锚固件定期紧固，管道、闸阀等易锈件定期进行除锈保养。

汾河河道是多泥沙的河道。当汛期洪水进入蓄水池，会带来大量的泥沙造成淤积，边山支沟及市区初期的小洪水中也会携带有大量的漂浮物(树枝杂物、污秽垃圾等)、泥沙等进入河道。这些都会对橡胶坝的运行带来淤积和破损的威胁。 泄洪采取塌坝运行时，河水就会把大量泥砂和漂浮物带到坝前，引起坝前淤积。景区在洪水过后，再次冲坝前，都要进行大量的清淤工作(包括其他出水河道)，把坝袋底板的异物、坝袋上存有的淤泥、坝体上下游漂浮物、坝袋和墩面夹缝中淤积的砂石清理干净，消除这些造成坝袋破损的安全隐患。

冬季，还必须做好对橡胶坝冰冻损坏的防护。为使橡胶坝在严寒的冬季能正常运行，景区入冬前就把坝袋的高度调整合适。如果结冰后，景区则对橡胶坝前破冰提出明确要求：为了防止冻胀的橡胶坝前冰面对橡胶坝坝袋造成破坏，施工要在橡胶坝前约10 m～20 m之间范围内与坝袋平行的东西向破冰，破冰宽度要保证1 m以上；而破冰长度必须按照7条橡胶坝长度，包括两条副坝的起止点外全部破通。施工严格做到了这一要求。

4 旧坝更新

汾河景区在2000年治理美化工程始建时安装运行的1号～4号橡胶坝，为景区蓄水、防汛、泄洪立下的汗马功劳。但经历过18年的日夜运行，风吹日晒，洪水搏击，杂物磨毁，冰冻凝损，加之橡胶老化严重，坝袋出现了多处破烂渗漏。2017年经市政府批准，进行了旧坝更新。

更新施工于2017年11月开始。这次工程的橡坝坝袋是螺栓锚固。景区领导带领相关人员现场协调，督导，监理，施工人员战胜严寒， 拆除了旧坝，难度很大地破除了原有的混凝土基底，然后将螺栓固定在钢筋上，重新进行混凝土浇筑，螺栓锚固一条线，标高符合要求。时值严冬酷寒时节，浇筑的混凝土需要采取保温防冻措施，以达到良好的固化效果。施工人员每日三班轮流检查温度变化，必要时给予加温，以保证质量。然后安装坝袋。由于在严冬施工，又在河道内，工程环节又较繁杂，历时三个月的艰苦奋战，4条坝在2018年的春节前更新完毕。2018年初，随着上游汾河水库春浇水的释放，4条新橡胶坝进行了充水、塌坝、蓄水等的严格调试，经检测，安装牢固、严密，质量完全符合更新设计要求。

5 结语

20年的实践证明，太原汾河景区治理美化工程选择了橡胶坝，并以良好的布局、运行、管理和维护，充分发挥了橡胶坝的性能优势；橡胶坝也展现出优良的功能和高效的成果，回馈了汾河景区，回馈了社会和人民。新时代新的科技成果，与新时代的思想和精神，意志和动力结合起来，就会产生出改造自然的丰硕果实。太原汾河景区的经验和范例，对全国城市景观水利工程建设应该是一份借鉴的财富吧。