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什麽是充水式橡膠壩,充水橡膠壩的設計與施工

發布日期:2018-11-24 瀏覽數:940 次

1 簡介

       橡膠壩,又稱橡膠水閘,是用高強度合成纖維織物做受力骨架,內外塗敷橡膠作保護層,加工成膠布,再將其錨固於底板上成封閉狀的壩袋,通過充排管路用水(氣)將其充脹形成的袋式擋水壩。壩頂可以溢流,並可根據需要調節壩高,控製上遊水位,以發揮灌溉、發電、航運、防洪、擋潮等效益。橡膠水壩按充脹介質可分為充水式、充氣式。

 

2 充水式橡膠壩的特點

1) 造價低。

橡膠壩的造價與同規模的常規閘相比, 減少投資30%~70%, 造價較低, 這是橡膠壩的突出優點。

2) 節省三材。

橡膠壩袋是以合成纖維織物和橡膠製成的薄柔性結構, 代替鋼木及鋼筋混凝土結構, 由於不需要修建中間閘墩、工作橋和安裝啟閉機具等鋼和鋼筋混凝土水上結構, 並簡化水下結構, 因此三材用量顯著減少, 可節省鋼材30%~50%, 水泥50%左右, 木材60%以上。

3) 施工工期短。

橡膠壩袋在工廠加工成形後到現場安裝, 施工速度快, 一般3~15 d 即可安裝完畢, 整個工程結構簡單, 三材用量少, 工期一般為3~6 個月, 當年施工當年受益。
4) 抗震性能好,

橡膠壩的壩體為柔性薄殼結構, 富有抗衝擊彈性35%左右, 伸長率達600%,具有以柔克剛的性能, 故能抵抗強大地震波和特大洪水的波浪衝擊。
5) 不阻水,

 止水效果好。壩袋錨固於底板和岸牆上, 基本能達到不漏水。壩袋內水泄空後,緊貼在底板上, 不縮小原有河床麵, 無需建中間閘墩、啟閉機架等結構, 故不阻水。

 

3 橡膠壩的設計
3.1 壩袋
橡膠壩充水采用市政給水管衝灌, 壩袋選用充水式壩袋, 壩體布置采用單跨式, 經技術經濟比較後設計內外壓比選用1.3, 壩袋強度設計安全係數選用8.0。
3.2 錨固結構
錨固結構采用螺栓壓板錨固, 為了坍壩時壩袋平整不阻水, 采用岸牆錨固線布置, 具體錨固圖如圖1

3.3 控製係統
根據本工程的實際情況、運用管理的可靠性和操作方便等因素, 本工程壩袋充脹的動力設備選用水泵。
3.4 安全與觀測設備
充水壩設置了安全溢流設備和排氣閥, 以保證壩袋內壓不超過設計值; 排氣閥裝設在壩袋兩端頂部。壩袋內的壓力觀測裝置設置了壩內連通管, 側牆上設置了水位標尺, 以觀測橡膠壩的上、下遊水位。
3.5 土建工程
橡膠壩的基礎底板、邊墩(岸牆)、上下遊翼牆、上下遊護坡、上遊防滲鋪蓋、下遊消力池等根據本工程的設計條件, 都進行了詳細的計算,以滿足建築物強度、防滲及地基穩定的要求。

4 橡膠壩的施工質量控製
橡膠壩袋、底墊片由工廠按設計圖紙進行螺栓的製作與安裝、修築岸牆和防滲、防衝設施等土建工程的施工質量須符合有關標準規範的技術要求, 壩袋與基礎底板和岸牆接觸部位的表麵須平整光滑, 螺栓間距和埋深須符合設計要求。控製係統的施工須符合有關機電、土建施工的要求。安全裝置安裝前, 進行檢查, 並按設計要求進行安裝, 確保質量和運用可靠。觀測係統的安裝, 須進行調試, 使其符合設計精度要求,確保觀測方便可靠。壩袋安裝時必須嚴格按照施工程序進行安裝,尤其是兩側岸牆拐角處, 袋布必須折疊、理順、墊平, 嚴禁用剪口補強處理。壩袋安裝後, 必須進行全麵檢查, 在無擋水的條件下, 進行壩袋充壩試驗。條件許可時, 進行擋水試驗。橡膠壩工程的質量檢驗驗收必須按《水利水電工程驗收規程》[1]、《水利水電基本建設工程單元工程質量等級評定標準》(SDJ249 - 8,SL38- 2)[2]和《橡膠壩技術規範》( SL227- 98) [3]的規定辦理。

5 需注意的問題
5.1 人為破壞造成壩體損壞
橡膠壩容易受到尖利和有尖角物體的損壞,在容易遭受重複損傷的地方不應安裝橡膠壩。通過築起柵欄把靠近橡膠壩的地麵隔護起來,可以減少損傷事故發生。或將橡膠壩設置在被封製作, 出廠前必須檢查其尺寸並畫出錨固線和錨固中心線並在醒目位置標出上下遊標記, 壩袋製作必須嚴格保證工程質量要求, 進廠時必須提供具有國家計量認證檢測機構出具的有關參數檢驗報告並進行專門的質量檢驗, 壩袋和底墊片運到現場後, 結合就位安裝首先複查其尺寸和搬運過程中有無損傷, 如有損傷及時修補或更換。橡膠壩安裝前混凝土底板澆築、預埋錨固閉起來的區域內, 進入該區域的通路隻限於允許出入的工作人員。
5.2 洪水過後的殘骸造成的損壞
洪水過後遺留下各種殘骸, 諸如民用設施與建築材料之類尖利物體很有可能對壩體上遊麵造成損傷。
5.3 坍壩時造成的損壞
坍壩期間, 橡膠壩體可能會被緊靠壩下遊麵的尖利物體刺破。
5.4 磨損造成的損傷
壩體的振動、壩與河床以及與兩岸的摩擦,以及漂浮的各種垃圾都可能導致壩的摩損。
5.5 火造成的損壞
火也許是對橡膠壩最為不利的潛在危害因素。火可引起大範圍的壩體損壞, 而修複大麵積的壩體有時是不可能的。對於很重要的壩, 可行的辦法是提供備用橡膠壩, 以便在出現嚴重損壞時,能迅速替換。
5.6 易風化
由於氧和臭氧引起斷鏈和(或) 聚合物的交聯, 這將對合成橡膠起到破壞作用並改變其網狀結構。隨著天然橡膠的老化, 斷鏈的作用會導致橡膠軟化並黏著。大多數其他合成橡膠由於交聯作用而變脆、變硬, 而且, 受熱、紫外線以及諸如銅、鈷和錳這些金屬均會加速橡膠的氧化, 應力也會加速橡膠壩的氧化。通過在壩體表麵使用像乙烯·丙烯·二烯這樣的單分子(EPDM) 橡膠以及氯磺酰化聚乙烯合成橡膠(氯錫酸鹽聚乙烯橡膠) 做塗層, 可增強抵抗陽光照射的能力提高橡膠壩的耐久性。