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多功能蓄水坝在城市引水工程中的应用

文档作者：刘发奎，阎君，张映伟，吴宝阁，段奇刚，袁朝阳文档来源：中国水电基础局有限公司		更新日期： 2026年09月03日	点击数：
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LOW CARBON WORLD 2018/11
多功能蓄水坝在城市引水工程中的应用
刘发奎，阎君，张映伟，吴宝阁，段奇刚，袁朝阳（中国水电基础局有限公司，天津武清301700）
【摘要】太和县引水入城工程椿樱河河道工程在里程K7+450 处与城市污水河道杨沟水平交叉，两水系在同一高程，该处两岸为太和县国家
级湿地公园，为解决水系交叉问题和增加公园范围内水体面积，通过对比分析倒虹吸方案及景观坝方案后，增加和设计了椿樱河3# 蓄水坝（过
流式），坝体内双孔通过杨沟污水，坝顶通过椿樱河清水；该工程水系交叉解决了常规水系交叉工程（倒虹吸方式）污泥、沉砂及杂物淤堵、开挖
量大等问题，确保了两个水系的畅通，增加的河道内水体面积美化了环境，降低了运行成本，获得了良好的经济和社会效益，并可为类似工程提
供有益的借鉴。
【关键词】水系交叉；倒虹吸；景观坝；多功能蓄水坝
【中图分类号】TV644 【文献标识码】A 【文章编号】2095-2066（2018）11-0132-02
1 前言
太和县引水入城设计施工一体化工程位于安徽省太和县
境内袁工程内容主要包括河道开挖尧引水工程尧蓄水坝工程尧初
期雨水调蓄工程尧排涝工程尧桥涵工程尧水环境工程和景观工
程等袁是由水利工程和市政工程组成的设计施工一体化工程遥
椿樱河河道工程在里程K7+450 处与城市污水河道杨沟水平
交叉袁如果不优化设计方案袁椿樱河水体将受到杨沟污水的污
染袁进而影响整个引水入城的水系及湿地公园的生态环境遥
河道是现代城市的重要资源和环境承载体袁其不仅在城
市存亡发展中占据重要地位袁同时是影响城市形象袁美化城市
环境的重要因素遥随着经济社会的不断发展和人民生活水平
的提高袁对城市河道的整治不仅限于防洪尧供水等传统要求袁
还需考虑到净化环境尧涵养水源尧景观效益尧休闲娱乐等多方
面的需求遥所以在此处新建一座既能解决水系交叉问题袁又能
美化环境尧增加景观效果的蓄水坝意义十分重大遥
2 方案优选
渊1冤在常规水系交叉工程问题中袁经常采用倒虹吸方案遥
倒虹吸是应用在水利市政道路工程中的建筑物袁其主要结构
一般由进口段尧涵身段尧出口段构成遥通过现场勘查对比分析袁
倒虹吸方案存在的主要缺点有院
淤施工作业面狭窄袁开挖量大院
与椿樱河交叉的杨沟东西向长度为70 延米袁东侧与新建
的椿樱大道跨杨沟桥相邻袁西侧为已建的杨沟排涝站曰工程开
挖高程在25.50耀34.00m 之间袁属于深基坑开挖袁开挖量大袁周
边湿地公园游客尧居民来往较多袁存在极大的安全隐患遥
于污泥尧沉砂及杂物淤堵严重院
倒虹吸的结构特点是进口水位高于出口水位袁且进出口
对涵身存在水头差遥由于倒虹吸的涵身底部较两端进出口都
低袁涵身内长期积水袁进人倒虹吸内的污泥尧沉砂及杂物很容
易淤堵袁时间越长堵塞越严重袁甚至会使整个涵洞淤塞堵死袁
而且一旦发生淤塞袁清淤工作处理起来将非常困难袁所以平时
需投入大量的人力物力和财力袁定期进行检查清淤遥
盂沉降渗漏风险大院
倒虹吸作为过水通道袁管内在有水时将产生较大压力袁流
水在本身压力下将对底部基础及四周产生较大的冲击力曰且
该处工程地质条件极差袁根据地勘报告袁河道主要地层淤层淤
泥渊Q4l冤渊27.2耀28.5m冤为灰尧灰黑色袁饱和尧流塑状态袁含腐殖
质袁具腥臭味袁见少量螺壳曰两岸主要地层淤层填筑土渊Q4ml冤
渊27.2耀34.00m冤为灰褐尧灰色袁主要有软塑耀可塑状的粉质壤
土组成袁见植物根茎袁局部含石子尧砖块等垃圾袁硬杂质含量
小于10%袁场地普遍分布袁该土层物理力学性质不均匀袁压缩
性高袁工程性质极差袁存在不均匀沉降的危险袁进而导致渗水
漏水现象遥
渊2冤新型景观坝的开发与应用现已成为水利行业的重要
发展方向遥目前水利行业所使用的新型景观坝袁主要有钢坝尧
液压升降坝尧橡胶坝尧气动盾形坝等遥其工程结构有基础土建
渊包括基础底板袁边墩袁中墩袁上下游翼墙尧护坡袁上游防渗铺
盖袁下游消力池尧海漫等冤尧坝体渊如钢坝的钢板门叶尧液压升降
坝的混凝土或钢面板尧橡胶坝的橡胶坝袋尧气动盾形坝的钢盾
板冤尧控制及安全观测系统渊包括钢坝的液压装置尧橡胶坝的充
胀或坍落坝体的充排设备尧安全及检测装置等冤构成曰景观坝
的景观效果尧泄洪能力尧排沙效果等方面基本能满足要求遥但
存在的缺点也比较明显袁钢坝不适用于跨度大的河道袁造价成
本较高曰液压升降坝的液压设备埋设位置较低袁侵泡于水中袁
对防水防腐要求较高袁否则易出现液压设备故障曰橡胶坝的坝
袋易老化袁易被坚硬和漂浮物尧人为因素等破坏袁且由于塌坝
时间较长袁若遇突发洪水可能造成漫滩尧垮坝曰气动盾形坝坝
体为组合式结构袁容易在不等甚至相等的水压力下袁开启角度
不等袁坝顶高程不同袁发生不均匀溢流遥此类景观坝寿命周期
相对较短袁一般20 年左右需更换一次袁且在本工程中无法解
决水系交叉问题遥
综上分析袁倒虹吸或单一的景观坝方案没有可行性袁那
么袁怎样才能解决水系交叉问题袁又能增加景观效果呢钥
3 主要设计理念及施工技术方案
渊1冤设计理念院
增加设计椿樱河3# 蓄水坝+下游400m 重力式混凝土挡
墙遥椿樱河3# 蓄水坝为钢筋混凝土固定坝袁双孔过流式结构袁
坝体内自东向西通过杨沟污水至杨沟排涝站袁坝顶自北向南
通过椿樱河清水袁这样既能解决水系交叉问题又增加了公园
范围内水体面积曰下游段为400 延米重力式混凝土挡墙袁顶高
程与相邻的湿地公园高程齐平袁这样既能保证河道护岸的稳定
性和保障周边游客的安全袁又能增大断面过水面积袁改善环境遥
渊2冤主要施工技术方案控制院
图1 椿樱河3# 蓄水坝平面图
低碳技术
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淤土方开挖工艺流程如下院
准备工作寅测量放线寅表层清理寅开挖作业寅施工排水
和防护寅边坡修整寅基础开挖寅基础验收遥
坝体基础底高程为25.50m袁且临近淮河最大的支流沙颍
河袁施工作业面地下水比较丰富袁为保证边坡稳定和干地作业
条件袁需采取措施降低地下水位至基础开挖面0.50m以下遥经
过现场实地勘察及根据地质勘探报告计算得出渗水量袁决定
采用在坝体南北侧各打两眼降水井袁井深为25m袁每个井配备
4 寸水泵1 台套袁在水面降低到25.50m 以下时袁开始开挖挡墙
基础遥
于混凝土工程院
椿樱河3# 蓄水坝分为上游侧尧坝体段及下游侧三个分部
工程遥混凝土施工主要集中在蓄水坝主体段渊包括钢筋混凝土
自溢式坝体和两侧挡墙组成冤及翼墙渊包括坝体上游铺盖段尧
坝体下游消力池段尧坝体箱涵进口段铺盖尧坝体箱涵出口段铺
盖尧干砌石段和预制块护坡段六部分组成冤袁属于大体积混凝
土浇筑遥浇筑时选择整体分层由低往高处浇筑袁保证结构的整
体性遥
盂施工缝处理院
椿樱河3# 坝浇筑的混凝土体积方量较大袁不同部位混凝
土标号不同遥根据施工方案袁采取分仓浇筑遥为有效防止施工
缝的渗水尧漏水等影响袁采用具有良好的弹性袁耐磨性尧耐老化
性和抗撕裂性能袁适应变形能力强尧防水性能好的WB4-300-
10 桥型橡皮止水遥根据浇筑块施工缝的位置袁止水有水平橡
皮止水与垂直橡皮止水遥
4 城市多功能蓄水坝的特点
在城市河道治理中袁多功能蓄水坝以其自身的多种功能
性质袁在水利工程中占有重要的地位袁是位于人群密集区的重
要水利工程措施袁工程具备以下特点院
渊1冤多功能蓄水坝能形成良好的水面景观袁增加湿地公园
范围内水体面积袁改善水生态环境和人居环境曰
渊2冤工程区椿樱河河道平缓袁所需抬水高度为3.0m袁工程
等级为4级袁造价低且易于施工曰
渊3冤河道及两岸为已建交通桥尧排涝站及国家级湿地公
园袁蓄水坝建成后能保证河道的行洪安全袁最大程度地减小对
原有建筑物的影响曰
渊4冤蓄水坝布置紧凑袁景观效果较好袁能满足引水入城水
系的供水尧排涝尧排沙等多种功能曰
渊5冤蓄水坝位于居民尧游客密集区袁有着广泛的社会影响袁
对其外观质量尧运行管理有更高的要求遥
根据以上特点我们不难看出袁椿樱河3# 蓄水坝袁以其新
颖独特的设计袁合理紧凑的布置袁建成后发挥出了良好的作用
及景观效果袁使得在引水入城工程中具有重要的意义遥
5 工程效果
椿樱河3# 坝施工前期项目部提前策划袁结合施工现场编
写施工技术方案袁合理安排施工顺序袁施工过程中严格管理袁
最终该工程被评为优良工程遥
该工程顺利完工并通水袁成功解决了常规水系交叉工程
渊倒虹吸方式冤污泥尧沉砂及杂物淤堵尧开挖量大等问题袁确保
了两个水系的畅通袁增加了河道内水体面积袁美化了环境袁降
低了运行成本袁获得了良好的经济和社会效益遥
该工程增加合同外投资三百万元袁同时解决了污水污染
水体问题袁总体社会经济效益提高袁节约资金约两百万元遥
6 小结
水利工程是国民经济社会发展的重要基础设施袁不仅直
接关系防洪安全尧供水安全尧粮食安全袁而且关系到经济安全尧
生态安全尧国家安全遥随着经济社会快速发展和气候变化影响
加剧袁在水资源时空发布不均尧水旱灾害频发等老问题仍未根
本解决的同时袁水资源短缺尧水生态损害尧水环境污染等新问
题更加凸显袁新老水问题相互交织袁已成为我国经济社会可持
续发展的重要制约因素和面临的突出安全问题遥椿樱河3# 蓄
水坝以人水和谐袁绿色发展为理念设计袁既能保证运行安全尧
易于维护尧又能适宜现代生态水利尧景观水利要求曰对地下管
廊工程尧桥涵工程等类似工程更是提供了新思路袁市场运用前
景非常广阔遥
参考文献
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1999渊2冤院67~68.
[2]张毅.唐河倒虹吸混凝土缺陷处理[J].甘肃院甘肃水利水电技术袁
2013渊7冤院53~55.
[3]刘彦琦袁张梁袁王瑞瑶.城市河道治理中景观坝坝型的对比与优选
[J].四川院水电站设计袁2017袁33渊3冤.
[4]李天科.低水头水工建筑物设计[M].北京院水利水电出版社袁2009.
收稿日期：2018-9-23 作者简介：刘发奎渊1974-冤袁男袁本科袁主要从事水利水电工程
工作遥
阎君渊1980-冤袁男袁本科袁主要从事水利水电工程工作遥
张映伟渊1990-冤袁男袁本科袁主要从事水利水电工程工作遥
吴宝阁渊1982-冤袁男袁本科袁主要从事水利水电工程工作遥
段奇刚渊1980-冤袁男袁大专袁主要从事水利水电工程工作遥
袁朝阳渊1991-冤袁男袁本科袁主要从事水利水电工程工作遥
图2 坝体段混凝土浇筑示意图
图3 翼墙混凝土浇筑示意图
图4 止水平面布置图
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