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上海汽车博览公园橡胶坝工程施工介绍

发布日期:2021-06-04   00:00:00  信息来源:青岛华明工业  浏览数:706 次

橡胶坝是用橡胶和锦纶胶布按要求的尺寸制成,锚固于底板上呈封闭状。用水(气)充胀形成的袋式挡水坝。它是20世纪50年代末,随着高分子合成材料工业发展而出现的一种新型水工建筑物。以上海汽车博览公园橡胶坝工程为实例,介绍了橡胶坝的选用、施工及坝袋的安装调试过程。

 

上海汽车博览公园橡胶坝工程施工介绍

 

1、工程概况
橡胶坝是用橡胶和锦纶胶布按要求的尺寸制成,锚固于底板上呈封闭状,用水(气)充胀形成的袋式挡水坝。它是2O世纪50年代末,随着高分子合成材料工业发展而出现的一种新型水工建筑物。其运用条件与水闸相似,用于防洪、灌溉、发电、挡潮等工程中。上海市橡胶坝工程很少使用,市区范围在长期保留河道上更是没有使用过,汽车博览公园橡胶坝工程可以说是一次新的尝试。汽车博览公园橡胶坝工程位于上海市嘉定区安亭镇,在拆除原节制闸后进行新建橡胶坝。整个工程全长31m,宽28m,其中坝首部分长15m,内外河消力池各长8m,均为钢筋混凝土结构。内外河翼墙、海漫和防冲槽均为浆砌块石护坡(底板)。坝首底板高程0.80m,内外河消力池高程0.30m,其余部分高程基本在0.00~0.8Om之间渐变。由于该坝址处地质钻探结果,下部②一3—2层为深达6.6m厚砂质粉土且严重液化,因此坝首底板四周设计有250×500×8000钢筋混凝土防渗板桩,中间为90根250×250×7000钢筋混凝土方桩。根据有关(防汛)标准,相应水位及高程见表1、图1。


2、橡胶坝的选用
根据坝首底板和坝顶高程,橡胶坝的设计坝高为4.0m,充胀介质为充水式。由于河口均有水闸控制,属内河性质管理,内外河常年水位在2.50~3.20m之 间波动 ,水位差很小 ,一般时段属双 向挡 水结构 。又只有在台风暴雨 的非常时段才达到设 计高水位 ,因此坝袋内、外压 比选用a=1.25。 选用青 岛华海环保工业有 限公 司的橡胶坝产 品 ,坝袋厚度 8.0nlln,二布三胶 ,胶 布规格 2624锦 纶帆布 ,坝袋抗拉力为52TfM,设计坝袋拉力 (经 向) 按公式 : T=0.5r(a-0.5)2_6VM 式中:劝 坝袋经向计算强度;为水的容重;为内 压比; 。为设计坝高。 安全 系数K=8.67。

 

3 、土建施工 

由于橡胶 坝的设计 坝高较高 ,该工程锚 固结 构型式采用螺栓压板锚 固 ,锚 固线按双锚 固线布 置 ,问距8426mm。又 由于两边岸墙是直立式 ,所 以坝袋 与岸墙端采用堵头式结构 。为 防止橡胶 坝 两侧端部坍肩,底板两侧5.5m范围采用1:20坡度 逐渐抬高混凝土高程至1.05ITI。根据橡胶坝安装和 运行要求 ,相关土建施工要抓住两件事 : 

 

(1)坝袋与岸墙接触部位表面必须平整光滑。 

橡胶坝 基础底 板 的施 工要求 与水 闸相 同 ,但 对特殊部位有 其独特 的要求 ,尤其两侧岸墙 ,坝袋 起落时与混凝土表面接触要求光滑 ,以减少 由于 水流脉动 、波浪 冲击 的影响而使坝袋产生振动磨 损 。在施工 中为做 到这一步 ,两侧 直立式岸墙模板 全部采用新购大尺寸钢模(1500×900),在立模过 程 中反复检查平整度 ,在浇筑混凝土过程 中又再 次强调振捣密实 。拆模后为消除模板缝隙间微小 缝差 ,采用磨光机磨光 ,并结合环氧水泥砂浆进行 修整 。

 

(2)锚 固件预埋必须准确 。 

该工程采 用的是螺栓压板锚 固 ,且坝袋 两端 又是堵 头式结构 ,因此锚 固件预埋准确与否 ,直接 关 系到今后坝袋安装质量 的好坏 。为 了达到这一 要求 ,该工程全部锚 固件都 由工厂车 间按 图纸 尺 寸定型加工 ,并在 预埋施工 中分 四步进行控制 :

第 一 步 ,结合锚 固槽 尺寸和锚 固件上下压板尺寸 ,配 套 定制长3m的梯形活动木(夹板 )模板 ,其底 部按 锚 固螺栓直径 和间距凿制小洞 ,要求做 到下 压板 间拼缝严密;

第二步,将锚固螺栓、下压板连同梯形 活动木模板基本就位 ,用螺母将 活动木模板 和下 压板拧紧 ;

第 三步,采用水准仪复测锚 固件高程 ,采 用水平拉线控制锚 固螺栓顶端 成一直线 ,并控制 活动木模板底部平整 ,在复测无误后 ,下部用一根 长钢筋将锚 固螺栓焊接在一起 ,并与底板钢筋焊 死 ,使螺栓牢固不动 。下压板 的两端底部再用钢筋 将下压板和底板钢筋焊死 ,使下压板也牢 固不 动 ; 

第 四步 ,在混凝土浇筑过程 中 ,十分注意锚 固槽部 位 的浇筑 ,派专人/bt~'反复振捣 ,决不 能让下压模 底下 出现空洞 ,以致最终造成漏水。

 

4、坝袋安装调试

橡胶坝的安装调试,除按有关规范进行外,与生产厂家人员现场合作。

 

4.1 安装

(1)橡胶坝由于重量有4~5t,从工厂车间运输至安装现场,路途遥远。在装卸过程中,为避免捆绑的钢丝绳直接与橡胶坝摩擦,钢丝绳外部套有塑料(橡胶)软管。另外,运输车辆车厢四角和有金属凸出物的部分,均垫有小块橡胶布,也是为避免产生机械损伤。安装过程中,现场安装人员也不能穿带钉鞋。

(2)坝袋安装前,清理底板表面水泥结块,有棱角地方用磨光机磨光处理,预埋金属下压板的首尾接头处也要磨平,预埋充排水管和溢流管也必须进行修整,使与水帽连接的法兰盘焊接至底板一样平。

(3)橡胶坝底板和墙身是按设计图纸施工的,橡胶坝坝袋也是根据土建设计尺寸和有关标准在工厂加工制作的,但两者之间总有一些施工和制作误差,无论采用何种方式锚固,必须严格控制误差的平均分配,以防误差集中在一个局部区域,使坝袋产生皱褶,这是安装的出发点和准则。

(4)根据上述准则,首先在底板上弹出坝轴线和中心线,再要和坝袋的中心线锚固线对齐,以便检查出两者误差。这一点看似容易但操作起来并不简单,整个坝袋45t重,要翻开平铺对齐还要靠人力。施工中坝袋展开前,用压板固定底垫片不移位,再采用厂家专用夹头将一端堵头夹住,用葫芦或挖掘机小心慢慢拖动大致就位,再拖动另一端,最后只能依靠人力(近2O人)把坝袋展开就位,使坝袋中心线对准底板中心线。校正就位后,还是用人力叠坝对准螺栓打孔线。

(5)该工程橡胶坝尽管也有内外河之分,但因为双向挡水,不强调先下游后上游顺序,但为使上述误差平均分摊,锚固方向是从底板中心线开始,向左右两侧同时进行,到堵头后,因两端拐角较复杂,先堵头裙脚,再向中间靠拢。

(6)该工程是螺栓压板锚固,在底板预埋锚固件时,下压板首尾或多或少总有一些缝差,而上压板尽管有压筋(西14),但长度是和压板配套的,因此,为避免该缝隙处渗漏水,在安装上压板时,首尾接缝处增加两根西14圆钢压筋,长度10cm左右,使压筋作用得以连续。

(7)底垫片和海棉止水片较薄,套在锚固螺栓上,直接用小锤轻击,螺栓孔即可成型。坝袋和加强片粘在一起,厚度有16mm,必须按事先标出的锚固螺栓线位置使用专用工具打洞。螺母的拧紧,也是采用套筒扳手接焊钢管后进行。

(8)伸人坝袋的充排水管和溢流管等管口四周,以及坝袋的4个坝角处,为防止渗漏水,除补强处理外.均铺粘一道止水胶腻。

 

4.2 调试

坝袋安装后,在无挡水条件下,应做坝袋充坝试验,目的是检查坝袋及锚固处密封性,锚固件状况,并观察坝袋充水后变形情况。测量堵头与胸墙连接底板处空隙,以便准确掌握二次浇筑混凝土的高度和位置。

 

(1)由于管理房和充排水泵等设施的滞后施工,使现场充坝试验的条件较差,时间也较长。该工程采用2台4寸潜水泵,从60~70m外抽取河水,通过溢流管充胀坝袋。充坝试验后,还是从溢流管抽出坝袋内水样。

 

(2)充坝试验分三级进行:第一级充胀至3.00m高程,坝高2.2m,使坝袋初步适应受力;第二级充胀至3.60m高程,坝高2.8m,此高程是今后该橡胶坝控制运行的常水位高程;第三级充胀至4.80m左右,坝高4m,以检验生产厂家的坝袋质量情况。

 

(3)由于采用两台4寸潜水泵,又从60~70m外抽水,因此充坝时间很长。充胀至第一级高程花费了约20h,然后停留将近40h,以进行观察,此阶段排气阀门处于关闭状态;充胀至第二级高程花费约5h,此阶段打开坝袋顶端排气阀,使坝袋内气体得以顺利排除,打开排气阀仅派一人脱鞋赤脚爬上坝袋进行,之后该人在坝袋顶部来回走动,使坝头坝体充分舒展,并促使坝袋内气体完全排掉,第二级充胀后停留约18h;由于坝袋顶端容量较少,第三级充胀仅用2h左右,该阶段排气孔又处关闭状况,否则水从排气孔冒出,充胀后停留约8h,重点观察坝体最终变形和检验坝袋质量。

 

(4)第一、二级充坝试验进展十分顺利,整个过程并无渗漏水现象,但到第三级充胀时,发现下游锚固槽出现渗漏水,但水量不大。随着坝袋逐步抬高,橡胶坝体和锚固槽之间的间隙从紧贴在一起到逐渐暴露出来,发现渗漏是从下游左岸堵头拐角处产生的。另外,堵头和墙身在底板连结处,空隙约30em。这些结果为下部整改和二次混凝土浇筑提供了依据。

 

(5)试水塌坝后,把坝袋折叠回底板上。在渗漏水的拐角处将上压板螺栓卸开,重新调整安装上压板,使垂直方向两块上压板调整间隙减小。另外锚固槽四周的螺帽依次重新紧固一遍,再拧上第二个螺帽,抹上黄油,套上一次性塑料杯,最后用细石混凝土进行二次浇筑。在坝袋堵头处,二次浇筑前还进行凿毛,以便混凝土粘接牢固。

 

(6)整个充坝试验进展顺利,充胀最高时,坝袋舒展变形均称,没有塌肩现象。坝袋在无档水条件下(也是受力最大情况),停留较长时间观察,坝袋没有发现异常情况,质量较好。锚固槽拐角处及时发现渗漏,得以重新安装整改。整个充坝试验检验了土建和坝体质量,达到了预期目的,试验圆满成功。

 

5、结语

橡胶坝适合用于水头差较小的河段,并可通过控制坝高形成景观性溢流现象,适合在景观性要求高的城市区域推广使用。橡胶坝既能满足防汛的要求,又可以满足城市景观的需求,因此橡胶坝在城市区域有较广的应用前景。