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多功能蓄水壩在城市引水工程中的應用

文檔作者：劉發奎，閻君，張映偉，吳寶閣，段奇剛，袁朝陽文檔來源：中國水電基礎局有限公司		更新日期： 2026年09月03日	點擊數：
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LOW CARBON WORLD 2018/11
多功能蓄水壩在城市引水工程中的應用
劉發奎，閻君，張映偉，吳寶閣，段奇剛，袁朝陽（中國水電基礎局有限公司，天津武清301700）
【摘要】太和縣引水入城工程椿櫻河河道工程在里程K7+450 處與城市污水河道楊溝水平交叉，兩水系在同一高程，該處兩岸為太和縣國家
級濕地公園，為解決水系交叉問題和增加公園范圍內水體面積，通過對比分析倒虹吸方案及景觀壩方案后，增加和設計了椿櫻河3# 蓄水壩（過
流式），壩體內雙孔通過楊溝污水，壩頂通過椿櫻河清水；該工程水系交叉解決了常規水系交叉工程（倒虹吸方式）污泥、沉砂及雜物淤堵、開挖
量大等問題，確保了兩個水系的暢通，增加的河道內水體面積美化了環境，降低了運行成本，獲得了良好的經濟和社會效益，并可為類似工程提
供有益的借鑒。
【關鍵詞】水系交叉；倒虹吸；景觀壩；多功能蓄水壩
【中圖分類號】TV644 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-2066（2018）11-0132-02
1 前言
太和縣引水入城設計施工一體化工程位于安徽省太和縣
境內袁工程內容主要包括河道開挖堯引水工程堯蓄水壩工程堯初
期雨水調蓄工程堯排澇工程堯橋涵工程堯水環境工程和景觀工
程等袁是由水利工程和市政工程組成的設計施工一體化工程遙
椿櫻河河道工程在里程K7+450 處與城市污水河道楊溝水平
交叉袁如果不優化設計方案袁椿櫻河水體將受到楊溝污水的污
染袁進而影響整個引水入城的水系及濕地公園的生態環境遙
河道是現代城市的重要資源和環境承載體袁其不僅在城
市存亡發展中占據重要地位袁同時是影響城市形象袁美化城市
環境的重要因素遙隨著經濟社會的不斷發展和人民生活水平
的提高袁對城市河道的整治不僅限于防洪堯供水等傳統要求袁
還需考慮到凈化環境堯涵養水源堯景觀效益堯休閑娛樂等多方
面的需求遙所以在此處新建一座既能解決水系交叉問題袁又能
美化環境堯增加景觀效果的蓄水壩意義十分重大遙
2 方案優選
淵1冤在常規水系交叉工程問題中袁經常采用倒虹吸方案遙
倒虹吸是應用在水利市政道路工程中的建筑物袁其主要結構
一般由進口段堯涵身段堯出口段構成遙通過現場勘查對比分析袁
倒虹吸方案存在的主要缺點有院
淤施工作業面狹窄袁開挖量大院
與椿櫻河交叉的楊溝東西向長度為70 延米袁東側與新建
的椿櫻大道跨楊溝橋相鄰袁西側為已建的楊溝排澇站曰工程開
挖高程在25.50耀34.00m 之間袁屬于深基坑開挖袁開挖量大袁周
邊濕地公園游客堯居民來往較多袁存在極大的安全隱患遙
于污泥堯沉砂及雜物淤堵嚴重院
倒虹吸的結構特點是進口水位高于出口水位袁且進出口
對涵身存在水頭差遙由于倒虹吸的涵身底部較兩端進出口都
低袁涵身內長期積水袁進人倒虹吸內的污泥堯沉砂及雜物很容
易淤堵袁時間越長堵塞越嚴重袁甚至會使整個涵洞淤塞堵死袁
而且一旦發生淤塞袁清淤工作處理起來將非常困難袁所以平時
需投入大量的人力物力和財力袁定期進行檢查清淤遙
盂沉降滲漏風險大院
倒虹吸作為過水通道袁管內在有水時將產生較大壓力袁流
水在本身壓力下將對底部基礎及四周產生較大的沖擊力曰且
該處工程地質條件極差袁根據地勘報告袁河道主要地層淤層淤
泥淵Q4l冤淵27.2耀28.5m冤為灰堯灰黑色袁飽和堯流塑狀態袁含腐殖
質袁具腥臭味袁見少量螺殼曰兩岸主要地層淤層填筑土淵Q4ml冤
淵27.2耀34.00m冤為灰褐堯灰色袁主要有軟塑耀可塑狀的粉質壤
土組成袁見植物根莖袁局部含石子堯磚塊等垃圾袁硬雜質含量
小于10%袁場地普遍分布袁該土層物理力學性質不均勻袁壓縮
性高袁工程性質極差袁存在不均勻沉降的危險袁進而導致滲水
漏水現象遙
淵2冤新型景觀壩的開發與應用現已成為水利行業的重要
發展方向遙目前水利行業所使用的新型景觀壩袁主要有鋼壩堯
液壓升降壩堯橡膠壩堯氣動盾形壩等遙其工程結構有基礎土建
淵包括基礎底板袁邊墩袁中墩袁上下游翼墻堯護坡袁上游防滲鋪
蓋袁下游消力池堯海漫等冤堯壩體淵如鋼壩的鋼板門葉堯液壓升降
壩的混凝土或鋼面板堯橡膠壩的橡膠壩袋堯氣動盾形壩的鋼盾
板冤堯控制及安全觀測系統淵包括鋼壩的液壓裝置堯橡膠壩的充
脹或坍落壩體的充排設備堯安全及檢測裝置等冤構成曰景觀壩
的景觀效果堯泄洪能力堯排沙效果等方面基本能滿足要求遙但
存在的缺點也比較明顯袁鋼壩不適用于跨度大的河道袁造價成
本較高曰液壓升降壩的液壓設備埋設位置較低袁侵泡于水中袁
對防水防腐要求較高袁否則易出現液壓設備故障曰橡膠壩的壩
袋易老化袁易被堅硬和漂浮物堯人為因素等破壞袁且由于塌壩
時間較長袁若遇突發洪水可能造成漫灘堯垮壩曰氣動盾形壩壩
體為組合式結構袁容易在不等甚至相等的水壓力下袁開啟角度
不等袁壩頂高程不同袁發生不均勻溢流遙此類景觀壩壽命周期
相對較短袁一般20 年左右需更換一次袁且在本工程中無法解
決水系交叉問題遙
綜上分析袁倒虹吸或單一的景觀壩方案沒有可行性袁那
么袁怎樣才能解決水系交叉問題袁又能增加景觀效果呢鑰
3 主要設計理念及施工技術方案
淵1冤設計理念院
增加設計椿櫻河3# 蓄水壩+下游400m 重力式混凝土擋
墻遙椿櫻河3# 蓄水壩為鋼筋混凝土固定壩袁雙孔過流式結構袁
壩體內自東向西通過楊溝污水至楊溝排澇站袁壩頂自北向南
通過椿櫻河清水袁這樣既能解決水系交叉問題又增加了公園
范圍內水體面積曰下游段為400 延米重力式混凝土擋墻袁頂高
程與相鄰的濕地公園高程齊平袁這樣既能保證河道護岸的穩定
性和保障周邊游客的安全袁又能增大斷面過水面積袁改善環境遙
淵2冤主要施工技術方案控制院
圖1 椿櫻河3# 蓄水壩平面圖
低碳技術
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LOW CARBON WORLD 2018/11
淤土方開挖工藝流程如下院
準備工作寅測量放線寅表層清理寅開挖作業寅施工排水
和防護寅邊坡修整寅基礎開挖寅基礎驗收遙
壩體基礎底高程為25.50m袁且臨近淮河最大的支流沙潁
河袁施工作業面地下水比較豐富袁為保證邊坡穩定和干地作業
條件袁需采取措施降低地下水位至基礎開挖面0.50m以下遙經
過現場實地勘察及根據地質勘探報告計算得出滲水量袁決定
采用在壩體南北側各打兩眼降水井袁井深為25m袁每個井配備
4 寸水泵1 臺套袁在水面降低到25.50m 以下時袁開始開挖擋墻
基礎遙
于混凝土工程院
椿櫻河3# 蓄水壩分為上游側堯壩體段及下游側三個分部
工程遙混凝土施工主要集中在蓄水壩主體段淵包括鋼筋混凝土
自溢式壩體和兩側擋墻組成冤及翼墻淵包括壩體上游鋪蓋段堯
壩體下游消力池段堯壩體箱涵進口段鋪蓋堯壩體箱涵出口段鋪
蓋堯干砌石段和預制塊護坡段六部分組成冤袁屬于大體積混凝
土澆筑遙澆筑時選擇整體分層由低往高處澆筑袁保證結構的整
體性遙
盂施工縫處理院
椿櫻河3# 壩澆筑的混凝土體積方量較大袁不同部位混凝
土標號不同遙根據施工方案袁采取分倉澆筑遙為有效防止施工
縫的滲水堯漏水等影響袁采用具有良好的彈性袁耐磨性堯耐老化
性和抗撕裂性能袁適應變形能力強堯防水性能好的WB4-300-
10 橋型橡皮止水遙根據澆筑塊施工縫的位置袁止水有水平橡
皮止水與垂直橡皮止水遙
4 城市多功能蓄水壩的特點
在城市河道治理中袁多功能蓄水壩以其自身的多種功能
性質袁在水利工程中占有重要的地位袁是位于人群密集區的重
要水利工程措施袁工程具備以下特點院
淵1冤多功能蓄水壩能形成良好的水面景觀袁增加濕地公園
范圍內水體面積袁改善水生態環境和人居環境曰
淵2冤工程區椿櫻河河道平緩袁所需抬水高度為3.0m袁工程
等級為4級袁造價低且易于施工曰
淵3冤河道及兩岸為已建交通橋堯排澇站及國家級濕地公
園袁蓄水壩建成后能保證河道的行洪安全袁最大程度地減小對
原有建筑物的影響曰
淵4冤蓄水壩布置緊湊袁景觀效果較好袁能滿足引水入城水
系的供水堯排澇堯排沙等多種功能曰
淵5冤蓄水壩位于居民堯游客密集區袁有著廣泛的社會影響袁
對其外觀質量堯運行管理有更高的要求遙
根據以上特點我們不難看出袁椿櫻河3# 蓄水壩袁以其新
穎獨特的設計袁合理緊湊的布置袁建成后發揮出了良好的作用
及景觀效果袁使得在引水入城工程中具有重要的意義遙
5 工程效果
椿櫻河3# 壩施工前期項目部提前策劃袁結合施工現場編
寫施工技術方案袁合理安排施工順序袁施工過程中嚴格管理袁
最終該工程被評為優良工程遙
該工程順利完工并通水袁成功解決了常規水系交叉工程
淵倒虹吸方式冤污泥堯沉砂及雜物淤堵堯開挖量大等問題袁確保
了兩個水系的暢通袁增加了河道內水體面積袁美化了環境袁降
低了運行成本袁獲得了良好的經濟和社會效益遙
該工程增加合同外投資三百萬元袁同時解決了污水污染
水體問題袁總體社會經濟效益提高袁節約資金約兩百萬元遙
6 小結
水利工程是國民經濟社會發展的重要基礎設施袁不僅直
接關系防洪安全堯供水安全堯糧食安全袁而且關系到經濟安全堯
生態安全堯國家安全遙隨著經濟社會快速發展和氣候變化影響
加劇袁在水資源時空發布不均堯水旱災害頻發等老問題仍未根
本解決的同時袁水資源短缺堯水生態損害堯水環境污染等新問
題更加凸顯袁新老水問題相互交織袁已成為我國經濟社會可持
續發展的重要制約因素和面臨的突出安全問題遙椿櫻河3# 蓄
水壩以人水和諧袁綠色發展為理念設計袁既能保證運行安全堯
易于維護堯又能適宜現代生態水利堯景觀水利要求曰對地下管
廊工程堯橋涵工程等類似工程更是提供了新思路袁市場運用前
景非常廣闊遙
參考文獻
[1]吳快元.關于倒虹吸管防淤設計的探討[J].湖南院湖南交通科技袁
1999淵2冤院67~68.
[2]張毅.唐河倒虹吸混凝土缺陷處理[J].甘肅院甘肅水利水電技術袁
2013淵7冤院53~55.
[3]劉彥琦袁張梁袁王瑞瑤.城市河道治理中景觀壩壩型的對比與優選
[J].四川院水電站設計袁2017袁33淵3冤.
[4]李天科.低水頭水工建筑物設計[M].北京院水利水電出版社袁2009.
收稿日期：2018-9-23 作者簡介：劉發奎淵1974-冤袁男袁本科袁主要從事水利水電工程
工作遙
閻君淵1980-冤袁男袁本科袁主要從事水利水電工程工作遙
張映偉淵1990-冤袁男袁本科袁主要從事水利水電工程工作遙
吳寶閣淵1982-冤袁男袁本科袁主要從事水利水電工程工作遙
段奇剛淵1980-冤袁男袁大專袁主要從事水利水電工程工作遙
袁朝陽淵1991-冤袁男袁本科袁主要從事水利水電工程工作遙
圖2 壩體段混凝土澆筑示意圖
圖3 翼墻混凝土澆筑示意圖
圖4 止水平面布置圖
低碳技術
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