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橡胶坝修补技术浅析

发布日期:2024-05-26   00:00:00  信息来源:青岛华明工业  浏览数:738 次

1、概述

橡胶坝系一种低水头挡水建筑物,是20世纪50年代末随着高分子工业的发展而出现的一种新型水工建筑物。它是用合成高强度纤维帆布作受力骨架,其表面止水层和保护层由附着氯丁橡胶(或其它合成橡胶)的胶布拼粘或用整体硫化胶布制成,按设计尺寸锚固于坝底板上,形成封闭状的一种新型挡水建筑物。我国橡胶坝事业经过30多年的实践,在工程规划、设计、坝袋制造、安装及运行管理等方面形成了自己的特色,已达世界先进水平。

 

随着橡胶坝工程建设步伐的加大,对经济和社会效益的促进作用日益显著,被广泛应用于防洪、挡水灌溉、城乡供水、水力发电、美化环境等诸多领域,库区水资源也在发生着溢流、下渗、蒸发等动态的变化。

 

2、缝合粘补技术的必要性

橡胶坝坝顶可以溢流,根据需要调节坝高,有效控制上游水位和下泄流量,使地表水资源得到最佳配置和利用。橡胶坝工程在日常的运行管理中,每年都会因为自然或人为的因素,出现超高、超压运行、溢流水深过大或溢流水深不一,坝袋发生振动,橡胶坝袋结构不符合工程运行要求;外力撞击、橡胶坝袋局部被磨损;充排系统失灵、人为破坏、冰冻破坏,橡胶坝底板被冲塌引起坝袋撕裂等坝袋的撕裂、损坏现象。由于橡胶坝袋自重大,一旦损坏,尤其是发生纵向大切口和大面积的撕裂,不仅维修方案单一、工期长、费用高,而且严重影响工程效益的正常发挥。

 

根据橡胶坝坝袋的设计原理,依据《橡胶坝技术规范》(SL227—98)规定的对坝袋维修粘补的技术工艺要求,通过对坝袋纵向大切口缝合粘补的技术实践和研究,对其它裂口同样适用。该技术针对橡胶坝坝袋纵向裂口,在修复时,根据橡胶坝坝袋受力主要是径向坝袋布受力、纬向坝袋布受力很小等特点,利用与原坝袋径向纤维度一致的锦纶线,创新的运用纵向裂口缝合、粘补新工艺。是在原有坝袋维修粘补技术基础上的延伸,改进生产力,提高生产效率,使坝袋的维修粘补技术取得了突破性进展,其创新点就在于缝合。

 

3、缝合粘补技术施工流程

3.1 缝合粘补工艺流程及原理

橡胶坝坝袋纵向大切口缝合粘补工艺流程图如图1所示。

橡胶坝坝袋纵向大切口缝合粘补工艺流程图

以2布3胶坝袋裂口为例,双面缝合粘补原理图如图2所示。

双面缝合粘补原理图

3.2 施工流程

3.2.1准备工作先拆除一侧橡胶坝袋锚固线,包括混凝土、螺栓、压板、胶垫片、坝袋布,并把拆除后的坝袋翻过来,展平;将坝袋破损处清洗干净,晾干,放平,划出修补范围;按同样尺寸剪好所用的补强坝袋布,以2布3胶为例,搭接宽度为15 cm。

 

3.2.2打毛用砂轮或木锉对纵裂口内外两侧和两片被粘胶片分别进行打毛。打毛时,按顺序进行,要求均匀、不能伤及锦纶帆布。可将木板垫在需要修补部位的坝袋下面,用木锉或砂轮机把坝袋破损处和补强坝袋布分别进行打毛、毛面均匀,且将粘结面上的胶粉等杂物清洗干净,用清洗剂擦洗一遍,以保证搭接面为新鲜表面,增加粘合面比表面积,增强搭接面粘合强度。

 

3.2.3缝合锦纶系列品种较多,但用于橡胶坝帆布却仅有锦纶6和锦纶66锦纶。锦纶6由乙丙酰胺开环聚合而成,故常称聚乙丙酰胺。锦纶66由乙二酸和乙二胺组成。这两种锦纶帘线虽然有相同的化学分子式,但由于它们的分子立体结构不同,分子间形成氨链和取得高结晶度能力不同,从而使二者物理性能上呈现较大差异。锦纶纤维的比重为1.14,强度8—10 g/d,扯断伸长率18%~30%,吸湿率4.50%,耐摩擦性能(摩断次数)2500,耐曲饶性能和水中耐久性能好,锦纶帆布可满足作为坝袋受力骨架的质量要求。

 

坝袋缝合时要根据坝袋型号,确定锦纶帆布所用线的型号,锦纶6和锦纶66所具有的物理性能均比较符合橡胶坝袋胶布的要求,故我国采用锦纶丝制成帆布做橡胶坝坝袋受力骨架。但锦纶66纤维的物理力学性能均优于锦纶6(见下表1),更能避免出现缝合粘补后坝体变形不一而出现不平直、坝顶溢流深度不相同而引起坝袋振动等现象。

 

 

缝合时应根据设计的针距(≤5 cm),把购置的锦纶线进行再加工,按照其原来的扭向进行合股加工,加工后的线径一般为坝袋布厚度的1,3 1/2,粘补后坝袋强度比原坝袋抗压强度提高2—3倍。在橡胶坝坝袋纵裂口的两侧打孔,按照设计的针距,用特制的针具和加工后的锦纶线,从孔中穿过,把裂口的两侧缝合连接起来,再把坝袋线两头打结,增加其强度。缝合时,要求缝口紧密、平整,既不延长坝袋,又不缩短坝袋,两层或多层胶布其平整性一定要好。如果存在皱折或错角则受力不均匀,就大大降低了橡胶坝袋的安全系数。

 

3.2.4调胶浆将原胶浆倒入调胶盆内,看原胶浆稠度,如果稀就少加一点稀料,如果稠就多加一点稀料,胶浆搅拌均匀待用,等开始涂胶浆时再加入少量固化剂。

 

3.2.5刷胶浆刷胶浆前,用配制好的溶剂洗刷一次,然后测试温度、湿度,室外温度18~25℃,湿度70%以下,以2布3胶为例,把事先配制好的胶浆搅拌均匀,用毛刷在粘结面上涂刷胶浆3遍,每遍间隔时间因气温不同而异,一般第1遍刷后3O一45 min,再刷第2遍。第2遍刷后l5—25 min,再刷第3遍(视当地天气而定,以胶粘剂挥发于不粘手、对粘有细粒丝状态为适)。涂刷胶浆必须严格控制好各胶层的厚度,并保证其均匀性。胶层<2 mm时,粘结作用降低,影响两层之间粘合;胶层>3 mm时,施工成本增加。对于涂胶时间较长,粘补面积大的坝袋,涂胶时要由两人相向方向涂胶,以保证粘接处的胶浆结晶点一致。避免阳光曝晒,严防尘土杂物,不能起胶泡。补强胶布(胶片)与坝袋胶布同时同样打毛、清洗、刷胶。

 

3.2.6粘合将粘接的纵裂口内侧和一片被粘胶片对正贴合,由中间向四周逐步压实,用手辊纵横反复压实,排出气泡,不得留有空隙和残存气泡,并用橡胶锤夯实,保证粘合面密实牢固。将补强胶布边缘贴上封口胶条并压实,并用砂袋或其它重物平压达24 h以上(在自然固化期间,坝袋粘合部位不受折叠,严防水浸泡。),再将粘接的纵裂口外侧和另一片被粘胶片按照上述步骤进行粘合。

 

3.2.7安装待粘补强度符合要求后,把符合质量要求的坝袋布按先后顺序进行安装,压紧螺栓,升坝试压,待不漏水后进行锚固线封堵,维修施工结束。上述工作完成48 h后即可升坝运行。

 

4、结语

该技术通过对坝袋纵向大切口的粘补维修,对坝袋运行影响小、效益显著、适用性广泛,使橡胶坝坝袋维修工作更经济、高效,使粘补维修后坝袋的强度得到了有效保障,具有较强的实用性和可操作性。