浅析橡胶坝在水利工程中的应用

浅析橡胶坝在水利工程中的应用

张晓明 

山东省青岛市莱西市水库管理服务中心 山东省青岛市莱西市  266600

摘要：习近平总书记指出，绿水青山就是金山银山。橡胶坝对环境的破坏程度相比于传统大坝实在是少了太多。所以，大力发展橡胶坝，加强对橡胶坝及其类似坝体的研究，是一种我国对生态，对世界水资源负责的大国态度。基于此，下文将对橡胶坝在水利工程中的应用展开详细的分析。

关键词：橡胶坝；水利工程；有效应用

1 橡胶坝的概念

橡胶坝是用高分子的合成材料制作成受力骨架，用橡胶作为其内、外两侧的保护层，再根据工程的需要制作成不同尺寸的坝袋，将坝袋锚固定在底板上形成封闭结构，之后用水或气体通过内部的充排管路将坝袋冲胀，形成橡胶拦河坝体。橡胶坝按填充介质的不同可分为充气式橡胶坝和充水式橡胶坝。充气式橡胶坝在过流时，坝顶会出现凹陷，集中的水流对下游冲刷较强，但由于其内部为气体，因此不会出现冰冻现象。充水式橡胶坝溢流时，坝顶较稳定，水流较均匀，对下游冲刷较小，但充排时间长于充气式橡胶坝。选择何种橡胶坝取决于工程地质要求、运行条件、综合技术、经济比较等多种因素。

2 橡胶坝施工的特点

2.1 结构比较简单，安装方便

橡胶坝因为其自身结构的独特性，能在设置过程中，降低对中间主体部分支撑的操作，同时也不需要在中间闸墩按照钢筋等进行起臂和水上结构的设置，从而降低了木材、水泥以及钢材的用量。此外，在将原材料运输到施工现场后，也能够在现场对其进行直接的安装，所以具有安装简单的优点。

2.2 节省施工材料，性能好

在橡胶坝施工过程中，不会应用到大量的钢材、水泥和木材，橡胶坝坝袋主要使用合成纤维织物和橡胶制成的薄柔性结构，代替了钢木和钢筋砖结构，且无需修建中间闸墩、工作桥和启闭机具等钢筋砖水上结构，这就使得钢材、水泥和木材用量有所减少。除此之外，橡胶坝整个挡水体积除薄薄的胶布外，只有空气和水，节省了30%到75%的钢材、20%到80%的水泥，60%以上的木材。

2.3 抗震性能好

橡胶坝的抗震性比较好，其坝体主要是柔性薄壳结构，抗冲击弹性在35%左右，伸长率在600%，其能够抵抗很强的地震波和波浪冲击，抗震性能比较好。除此之外，橡胶坝不容易阻水，具有很强的止水效果，橡胶坝袋锚固在底板和岸墙中，基本无法达到不漏水的目标。除此之外，在坝袋内水泄空后，紧贴在底板位置，无法缩小原有的河床断面，不能建设中间闸墩、启闭机架等结构，使用年限在15到20年左右。

3 橡胶坝在国内外的应用

1957年，世界上第一座橡胶坝在美国加利福尼亚诞生。1965年，日本开始兴建橡胶坝，研制出的无搭接缝坝袋克服了充气橡胶坝在溢流抗震方面不如充水式橡胶坝的不足[3]，这为日本在水利工程建设中大量使用橡胶坝提供了保证。1965年，我国开始研制橡胶坝工作。1966年，我国第一座橡胶坝——北京右安门橡胶坝建成，至今仍在使用。我国橡胶坝从试验研究到总结改进，及稳步发展直至今天，其技术高速发展，目前已拥有了自己的技术特色，并且处于国际领先水平。我国的橡胶坝技术逐渐向国际输出，先后为泰国、尼泊尔、孟加拉及越南等国修建橡胶坝。

4 橡胶坝在水利工程中的应用

4.1 施工前的质量控制

在施工之前，首先应该组织各参建单位进行施工图纸审核的会议。在会议上应该由设计单位详细地介绍施工的范围、具体布点的范围、施工计算、注意事项以及各项指标等，同时也要针对可能存在的问题提出疑问，而后对具体的疑问进行书面回复。一旦确定好问题后，应该制订有效的解决措施，避免不必要差错的发生，为施工质量的良好控制奠定基础。其次，应该做好各种工程程序的交底工作。在具体施工前，应该对施工质量的标准进行明确，对控制点进行充分的控制，并且对主控项目提出明确的要求，避免施工过程出现的异常情况，即使出现异常情况也能够及时进行处理。最后，应该对施工方案进行审核。在施工前应该对施工的难点与特点、资源配置的情况、质量安全的保障情况以及紧急情况的处理方案等进行全面的审核，只有在审核完成后才能够进行施工。

4.2 导流管设置

导流管通常采用塑料管或水泥管，管径根据现场水流大小调节使用。一般设置在下水方向，确保水不会回流，并设置一定的纵坡确保水流能重力排出。导流管槽开挖采用200型挖掘机施工，为了保证导流管导流通畅，在导流管上下游进出水口处设置两个检查井，混凝土闸室上下游设置两个检查井，两井位间距为20m，检查井直径为￠1200mm。橡胶坝基础施工完成后，混凝土闸室上下游检查井段导流管内灌入C15细石砼，将导流管用砼全部填实（每处橡胶坝需敷设导流管长约140m），防止边坡漏水及坍陷。

4.3 坝袋安装及锚固施工

在具备橡胶坝袋安装条件后，即进行橡胶坝袋安装，坝袋安装顺序及锚固施工步骤如下：（1）进场前应对橡胶坝袋的质量进行核验，无质量合格证不可进场。（2）预埋螺栓时可先利用活动木夹板将螺栓位置固定，再确定出中心线，最后在底板垫片层上标出锚固线。（3）在橡胶坝各管口的底垫片上需要加橡胶片进行补强处理。（4）止水海绵需要粘在相应位置上。（5）坝袋的中心线和锚固线要与基础底板及底垫片上的中心线相重合。（6）坝袋应按锚固的顺序，先锚固安装下游的两侧岸墙堵头和裙角，后锚固下游和上游两侧岸墙堵头的拐角处，袋布在锚固时要注意折叠、理顺、垫平，不得用剪口进行补强处理。

4.4 充胀试坝

坝袋安装完毕后，经安装领导小组进行全面检查，无发现异常。随即安排专职操作人员充胀试坝。先充至设计坝高50%左右，停充h2，经检查，一切正常。继续充至设计坝高80%，再停充1.2小时以上的时间。安排专人检查并记录异常情况。

4.5 排水实验

在排水试验过程中，技术人员重点检测坝袋锚固和水管路的施工质量，在检测过程中需要在不挡水情况下进行，在橡胶坝未投入使用的情况下进行检测，检测水位高度和充气高度，一般在设计高度的80%左右。例如，在检测充排水的过程中，坝袋处于充水状态后保持24h，安排专业技术人员进行检查，在规定时间内，压力测试和坝高测量需要满足相关要求，这样说明橡胶坝具有很强的防水效果。

4.6 橡胶坝的后期维护

坝袋充胀运行时，及时打涝坝袋上游可能刺伤坝袋的漂浮物，并要及时清除坝袋塌落区底板上积存的砂、砾石及其它可能刺伤坝袋的杂物，防止坝袋塌落后对坝袋造成磨损。做好水帽的防护，减轻与坝袋的磨损，水帽在制作时，应做成圆弧状，帽体与进排水管口上法兰盘连接在一起。水帽在满足适水量要求的同时，应降低其高度。若水帽过高，在塌坝过流时，水中的冲淤物可能会对水帽处的坝袋造成撞击，致使坝袋磨损甚至撕裂。帽体的直径应大于充排水管的直径，并且边缘圆滑，以减轻对坝袋的磨损。

5 结束语

综上所述，在现代化水利工程项目建设中，橡胶坝施工技术得到了广泛应用，相关技术人员需要合理地控制橡胶坝施工技术和质量，处理并预防坝袋漏水问题，提高坝袋的整体质量。在安装完成坝袋后，相关人员需要开展冲水试验、蓄水试验，确保各项质量满足设计和验收要求，提高橡胶坝工程的整体质量。

参考文献：

[1]沈佳文,赵建成.关于水利工程中橡胶坝工程的设计要点构架探究[J].中国设备工程,2021(21):211-213.

[2]范长杰.浅析橡胶坝在水利工程中的应用[J].内蒙古水利,2021(08):40-41.

[3]毛海睿.浅谈橡胶坝在水利方面的价值分析及未来猜想[J].农家参谋,2020(17):209.

[4]李洋.水利工程建设中橡胶坝施工技术运用研究[J].住宅与房地产,2019(25):196+234.