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什么是充水式橡胶坝,充水橡胶坝的设计与施工

发布日期:2018-11-24 浏览数:418 次

1 简介

       橡胶坝,又称橡胶水闸,是用高强度合成纤维织物做受力骨架,内外涂敷橡胶作保护层,加工成胶布,再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋,通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝。坝顶可以溢流,并可根据需要调节坝高,控制上游水位,以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。橡胶水坝按充胀介质可分为充水式、充气式。

 

2 充水式橡胶坝的特点

1) 造价低。

橡胶坝的造价与同规模的常规闸相比, 减少投资30%~70%, 造价较低, 这是橡胶坝的突出优点。

2) 节省三材。

橡胶坝袋是以合成纤维织物和橡胶制成的薄柔性结构, 代替钢木及钢筋混凝土结构, 由于不需要修建中间闸墩、工作桥和安装启闭机具等钢和钢筋混凝土水上结构, 并简化水下结构, 因此三材用量显著减少, 可节省钢材30%~50%, 水泥50%左右, 木材60%以上。

3) 施工工期短。

橡胶坝袋在工厂加工成形后到现场安装, 施工速度快, 一般3~15 d 即可安装完毕, 整个工程结构简单, 三材用量少, 工期一般为3~6 个月, 当年施工当年受益。
4) 抗震性能好,

橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构, 富有抗冲击弹性35%左右, 伸长率达600%,具有以柔克刚的性能, 故能抵抗强大地震波和特大洪水的波浪冲击。
5) 不阻水,

 止水效果好。坝袋锚固于底板和岸墙上, 基本能达到不漏水。坝袋内水泄空后,紧贴在底板上, 不缩小原有河床面, 无需建中间闸墩、启闭机架等结构, 故不阻水。

 

3 橡胶坝的设计
3.1 坝袋
橡胶坝充水采用市政给水管冲灌, 坝袋选用充水式坝袋, 坝体布置采用单跨式, 经技术经济比较后设计内外压比选用1.3, 坝袋强度设计安全系数选用8.0。
3.2 锚固结构
锚固结构采用螺栓压板锚固, 为了坍坝时坝袋平整不阻水, 采用岸墙锚固线布置, 具体锚固图如图1

3.3 控制系统
根据本工程的实际情况、运用管理的可靠性和操作方便等因素, 本工程坝袋充胀的动力设备选用水泵。
3.4 安全与观测设备
充水坝设置了安全溢流设备和排气阀, 以保证坝袋内压不超过设计值; 排气阀装设在坝袋两端顶部。坝袋内的压力观测装置设置了坝内连通管, 侧墙上设置了水位标尺, 以观测橡胶坝的上、下游水位。
3.5 土建工程
橡胶坝的基础底板、边墩(岸墙)、上下游翼墙、上下游护坡、上游防渗铺盖、下游消力池等根据本工程的设计条件, 都进行了详细的计算,以满足建筑物强度、防渗及地基稳定的要求。

4 橡胶坝的施工质量控制
橡胶坝袋、底垫片由工厂按设计图纸进行螺栓的制作与安装、修筑岸墙和防渗、防冲设施等土建工程的施工质量须符合有关标准规范的技术要求, 坝袋与基础底板和岸墙接触部位的表面须平整光滑, 螺栓间距和埋深须符合设计要求。控制系统的施工须符合有关机电、土建施工的要求。安全装置安装前, 进行检查, 并按设计要求进行安装, 确保质量和运用可靠。观测系统的安装, 须进行调试, 使其符合设计精度要求,确保观测方便可靠。坝袋安装时必须严格按照施工程序进行安装,尤其是两侧岸墙拐角处, 袋布必须折叠、理顺、垫平, 严禁用剪口补强处理。坝袋安装后, 必须进行全面检查, 在无挡水的条件下, 进行坝袋充坝试验。条件许可时, 进行挡水试验。橡胶坝工程的质量检验验收必须按《水利水电工程验收规程》[1]、《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》(SDJ249 - 8,SL38- 2)[2]和《橡胶坝技术规范》( SL227- 98) [3]的规定办理。

5 需注意的问题
5.1 人为破坏造成坝体损坏
橡胶坝容易受到尖利和有尖角物体的损坏,在容易遭受重复损伤的地方不应安装橡胶坝。通过筑起栅栏把靠近橡胶坝的地面隔护起来,可以减少损伤事故发生。或将橡胶坝设置在被封制作, 出厂前必须检查其尺寸并画出锚固线和锚固中心线并在醒目位置标出上下游标记, 坝袋制作必须严格保证工程质量要求, 进厂时必须提供具有国家计量认证检测机构出具的有关参数检验报告并进行专门的质量检验, 坝袋和底垫片运到现场后, 结合就位安装首先复查其尺寸和搬运过程中有无损伤, 如有损伤及时修补或更换。橡胶坝安装前混凝土底板浇筑、预埋锚固闭起来的区域内, 进入该区域的通路只限于允许出入的工作人员。
5.2 洪水过后的残骸造成的损坏
洪水过后遗留下各种残骸, 诸如民用设施与建筑材料之类尖利物体很有可能对坝体上游面造成损伤。
5.3 坍坝时造成的损坏
坍坝期间, 橡胶坝体可能会被紧靠坝下游面的尖利物体刺破。
5.4 磨损造成的损伤
坝体的振动、坝与河床以及与两岸的摩擦,以及漂浮的各种垃圾都可能导致坝的摩损。
5.5 火造成的损坏
火也许是对橡胶坝最为不利的潜在危害因素。火可引起大范围的坝体损坏, 而修复大面积的坝体有时是不可能的。对于很重要的坝, 可行的办法是提供备用橡胶坝, 以便在出现严重损坏时,能迅速替换。
5.6 易风化
由于氧和臭氧引起断链和(或) 聚合物的交联, 这将对合成橡胶起到破坏作用并改变其网状结构。随着天然橡胶的老化, 断链的作用会导致橡胶软化并黏着。大多数其他合成橡胶由于交联作用而变脆、变硬, 而且, 受热、紫外线以及诸如铜、钴和锰这些金属均会加速橡胶的氧化, 应力也会加速橡胶坝的氧化。通过在坝体表面使用像乙烯·丙烯·二烯这样的单分子(EPDM) 橡胶以及氯磺酰化聚乙烯合成橡胶(氯锡酸盐聚乙烯橡胶) 做涂层, 可增强抵抗阳光照射的能力提高橡胶坝的耐久性。