洛阳市洛河华林园橡胶坝修复工程

1. 工程概况

1.1 工程位置与结构

1.1.1 地理位置

洛河华林园橡胶坝位于洛阳市区东段河道上，上游距新街桥2.6km，下游距李城大桥0.2Km。
橡胶坝布置总长599.35m，其中橡胶坝段长489m，最大坝高3.5m，回水长度2.87km，蓄水量468万m³，蓄水后形成水面面积146.7hm²（合2200.5亩）。

1.1.2 结构组成

华林园橡胶坝由拦河坝、控制室等组成。拦河橡胶坝共布置6跨，每跨长度80m。
其中主槽4跨，坝高3.5m，底板宽度16.5m，厚度1m；边跨2跨，坝高2.5m，底板宽度16.5m，厚度1m；中墩厚度均为1.4m，边厚度1m。
橡胶坝两端各设44m长宽顶堰与大堤相连。两岸堤顶各布置一11m*11m控制室，底层为水泵室，室内布置有阀门井，中间为过渡层，上层为控制室，布置有控制盘、值班室。

1.2 工程运行情况及问题

1.2.1 运行情况

华林园橡胶坝建成运行15年以来，经受过多次较大洪水运行考验。
在2016年汛期后，发现5

#坝段消力池下游斜坡海漫段出现一些冲毁及塌陷变形，随后在2016年底对该部分水毁工程进行了修复加固。

1.2.2 存在问题

随着近几年多次较大洪水影响，2024年4月发现5

#坝段陡坡段及消力池段出现不同程度水毁情况，陡坡段部分塌陷，卵砾石层架空，甚至有扩大的趋势。

为了整体工程运行安全考虑，对该部分水毁工程进行修复加固非常迫切。

1.3 工程水毁情况观察观测

1.3.1 观测目的与方法

根据工程水毁情况，我公司于2024年5月完成了《洛阳市洛河华林园橡胶坝修复工程实施方案》，其主要工程内容为拆除重建橡胶坝下游水毁陡坡段及消力池段。
我公司组织有关地质、测量人员于2024年5月7日对5

#坝段陡坡段及消力池底板高程进行测量复核。

1.3.2 观测结果

陡坡段现场测量高程范围为117.66～122.23m，陡坡段末端设计高程119.76m，水毁陡坡段下方存在约2m冲坑。
消力池底板原设计高程为119.76m，现场测量高程范围为119.65～121.19m，底部存在砂卵石及混凝土块等杂物淤积。
坝底板未发现裂缝，坝底板伸缩缝除填缝材料老化外，其他情况良好，据此判断底板未出现沉降变形情况。

1.4 工程水毁原因分析

1.4.1 水毁原因

目前3

#、4

#跨橡胶坝塌坝放水，库水位122.76m，坝前水深1.2m左右，坝下游水位与消力池平，水位121.26m，橡胶坝上下游水位差1.5m。

陡坡坍塌段地面高程117.66～119.76m，主要由卵砾石组成，分布为深1m～2m凹坑。
水面平静，有直径约5.0mm～10.0mm的气泡断续冒出；坍塌段的坝底板下游齿墙排水孔未见排水印痕。

1.4.2 原因分析

华林园橡胶坝建成已运行15年，坝前坝后均存在断续气泡冒出现象，上游防渗铺盖沉降变形严重，坝前防渗铺盖局部可能被击穿，成为新的渗漏通道，减小了渗径长度；
陡坡段及消力池段回填的砂卵石排列混乱，充填泥砂；坝基砂砾石属强透水性，为具有发生管涌的地质结构。
坝上下游水头差2.7m～6.2m，排水孔失效，在过大的水压力作用下，造成混凝土面板隆起，开裂后地下水渗径较短，成为非正常溢出口，渗透水流及坝顶溢流的冲击水流将混凝土板下砾卵石层中的颗粒物带出。
长期以来，流水带走的颗粒越来越多，卵砾石层的架空结构越来越严重，进而使卵砾石层的强度降低，稳定性变差，混凝土板下悬空的面积越来越大，逐渐发展裂缝，沉降、直至坍塌。

1.5 水文情况

1.5.1 径流情况

本次设计采用的水文成果依据河南省水利勘测设计研究有限公司《河南省伊洛河重点河段治理工程可行性研究报告》（2014年6月）中的有关成果。
华林园水面工程年径流主要依据白马寺水文站资料计算，白马寺水文站多年平均径流量17.98亿m³，折合流量57m³/s，丰水年（P=10%）年平均流量106m³/s，平水年（P=50%）年平均流量46.6m³/s，枯水年（P=90%）年平均流量23.5m³/s。

1.5.2 洪水情况

洛河洪水由暴雨形成，主要集中在夏秋季，大多发生在7月下旬至8月上中旬。
洛河洛阳市区段洪水主要由干流产生，若与涧河洪水遭遇危害更大。
华林园水面工程坝址洪水，20年一遇洪峰流量为5710m³/s，100年一遇洪峰流量为9720m³/s。

1.5.3 施工期洪水

华林园水面工程采用非汛期5年一遇洪峰流量。根据《河南省伊洛河重点河段治理工程可行性研究报告》，施工期干流洪水计算，根据水文站流量资料统计分析，求得该段施工期洪峰流量为186m³/s。

1.6 工程地质

1.6.1 工程现状

华林园橡胶坝工程于2009年9月建成，由拦河坝、控制室等组成，拦河坝共布置6跨，两边1

#、6

#坝段坝底高程123.50m，橡胶坝坝高2.50m，单跨长度80m；中间2

#、3

#、4

#、5

#坝段坝底板高程122.50m，橡胶坝坝高3.5m，单跨长度80.0m，边墩厚度1m，中墩厚1.4m。

橡胶坝下游设陡坡段、消力池及海漫等消能设施。2016年对5

#坝段海漫出现的破坏，进行了修复加固。

1.6.2 地质概况

根据2006年华林园橡胶坝初步设计阶段的勘察资料，坝基主要由强透水性的圆砾、卵石组成。

1.6.3 结论与建议

坝上游防渗铺盖局部可能击穿，成为库水渗漏的通道；排水孔失效，地下水压力增大，造成混凝土板隆胀，直至开裂，成非正常溢水通道，再加上坝顶溢流的冲击水流的作用，将砾卵石层中的颗粒物质带走，造成卵砾石架空，产生渗透破坏，是陡坡段、消力池混凝土板发生病害的主要原因。
目前工程存在不同程度的水毁情况，应及时完成工程水毁修复及上游防渗修复等，彻底解决工程安全隐患，工程加固完成后，建议加强观测，发现异常情况，及时处理。

1.7 工程任务和规模

1.7.1 工程建设内容

根据华林园橡胶坝水毁情况及原因分析，本次华林园橡胶坝修复工程的主要建设内容为拆除重建橡胶坝5

#坝段陡坡段及消力池。

1.7.2 工程规模

华林园水面工程最大坝高3.5m，设计正常蓄水位为126.00m，蓄水量468万m³，蓄水后形成水面面积146.7hm²（合2200.5亩）。

1.8 工程设计

1.8.1 设计依据

《水利工程建设标准强制性条文》（2020年版）；
《防洪标准》（GB50201—2014）；
《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2017）；
《水闸设计规范》(SL265—2016)；
《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）；
《水工建筑物荷载设计规范》（SL744—2016）；
《水工混凝土结构设计规范》(SL191—2008)；
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）；
《水利水电工程设计工程量计算规定》（SL328—2005）；
《水工挡土墙设计规范》（SL379—2007）；
《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2017）；
《堤防工程设计规范》（GB50286－2013）；
其它有关水利水电工程规程、规范及文献资料等。

1.8.2 工程设计

要求先将橡胶坝5

#坝段损毁的陡坡段及消力池底板进行拆除，拆除长度80m，宽24m（陡坡段10m，消力池底板14m），将陡坡及消力池底板以下用级配砂卵石分层回填密实，按设计结构进行恢复重建。

陡坡段底板厚度为80cm，坡度1:4，顺水流方向长度10m，自上而下分别设30cm厚C25砼面板、50cm厚浆砌石。底板下游侧设1.5m深齿墙，齿墙宽度0.5m～0.8m。底板每10m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内设硬质闭孔低发聚乙烯板和651橡胶止水带。橡胶坝段底板下游齿墙排水孔按原位置进行恢复。
消力池段底板厚度为70cm，底板顺水流方向长14m，采用C25砼浇筑。底板下部自上而下分别设20cm厚C25砼垫层、50cm厚浆砌石及300g/m²土工反滤布。底板每10m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内设硬质闭孔低发聚乙烯板和651橡胶止水带。消力池底板设φ110mmPVC排水管，间距1m，呈梅花形布置。

1.9 施工组织设计

1.9.1 施工条件

工程位于洛阳市区，北临滨河北路，南邻滨河南路，与洛阳市区及周边道路四通八达，工程所需建筑材料方便购运。工程外部交通条件较好。

1.9.2 施工导流

华林园水面工程属小（1）型工程，枢纽工程等级为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。其导流建筑物的级别为5级。导流围堰采用土石结构，确定导流围堰洪水重现期为5年一遇。
导流时段为非汛期，工程施工期大约需要1个月，为尽量减少导流建筑物规模，选定最优的导流时段为当年5月至6月。导流流量计算采用非汛期5年一遇洪峰流量为186m³/s。