水利工程中橡膠壩施工技術(shù)的應(yīng)用

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【摘要】橡膠壩是水利工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，又被稱為橡膠水閘，由于其運(yùn)用高強(qiáng)度合成纖維，因此承載能力較強(qiáng)。本文首先將介紹橡膠壩的優(yōu)點(diǎn)，然后結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)探究其在水利工程中的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)例分析，橡膠壩施工技術(shù)有利于提高水利工程施工質(zhì)量，保障壩體的正常運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】橡膠壩；水利工程；應(yīng)用

1引言

橡膠壩具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗震性能好、施工工期短、運(yùn)用管理靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于水利工程施工中，在保障水利水電工程可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有十分重要的作用。

2水利工程中橡膠壩的優(yōu)點(diǎn)

2.1節(jié)省材料且性能良好

在水利工程中使用橡膠壩，有利于大幅度降低鋼材、木材以及水泥等的用量。橡膠袋的主要構(gòu)成材料是橡膠制成品以及合成纖維織物的包柔性結(jié)構(gòu)，可以很好的替代鋼材、木材、磚的結(jié)構(gòu)。由于在施工的過(guò)程中不需要對(duì)啟閉機(jī)具、中間閘墩以及工作橋安裝鋼筋磚等水上結(jié)構(gòu)，因此使用橡膠壩能夠在很大程度上減少鋼材、水泥以及木材的使用量。在整個(gè)橡膠壩施工技術(shù)中，除了膠布的結(jié)構(gòu)之外，其他的材料全是水和空氣構(gòu)成的，因此可以體現(xiàn)出很好的擋水效果。

2.2造價(jià)低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

橡膠壩造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在實(shí)際應(yīng)用中一般不需要在中間設(shè)置任何支撐，由于操作系統(tǒng)使用手動(dòng)閘閥，缺乏相關(guān)起臂設(shè)備，因此能夠在很大程度上節(jié)約工程造價(jià)。

2.3施工簡(jiǎn)單操作方便

在橡膠壩的實(shí)際施工中，壩袋并不需要自己制作，只需要根據(jù)實(shí)際需要從工廠統(tǒng)一批發(fā)。在具體的安裝的過(guò)程中，安裝速度比較快，一般可以在3～15d之內(nèi)完工，這樣有利于縮短整個(gè)工程施工工期。

2.4防洪安全

橡膠壩的實(shí)際應(yīng)用并不會(huì)對(duì)水利工程實(shí)際運(yùn)行造成不良影響，橡膠壩的壩袋在沒(méi)有進(jìn)行工作時(shí)一般與底板緊緊貼住，能夠有效節(jié)省空間。如果需要進(jìn)行其他操作，也不需要改造原來(lái)的工程，而且壩袋的止水作用比較明顯，不會(huì)出現(xiàn)漏水以及滲水的問(wèn)題，能夠有效保障水利工程的防洪安全。2.5維修工作比較簡(jiǎn)單橡膠壩安裝便捷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只具備放水功能和充水功能，通常情況下，這些裝置很少發(fā)生故障，相關(guān)維修工作十分簡(jiǎn)單和方便，因此橡膠壩被廣泛應(yīng)用于水利工程施工中。

3工程施工案例

3.1工程概況

本文將結(jié)合某水利樞紐工程中5跨橡膠壩的施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究。該工程由發(fā)電廠房壩段、泵房壩段、泄洪閘壩段、船閘壩段和主攔河擋水橡膠壩段組成橡膠壩采用了5跨螺栓壓板雙錨固式，單跨長(zhǎng)度85m，高度5.25m，屬于較高的橡膠壩；橡膠壩的分隔墩為坡比1：1的斜面式。壩袋采用三布四膠，型號(hào)為JBD5.25-300-3。外覆蓋膠厚大于2.5mm，內(nèi)覆蓋膠厚度大于2.0mm，夾層厚度膠大于0.5mm，單層帆布強(qiáng)度300kN/m，壩袋總厚度大于12.1mm，壩袋底墊片采用一布二膠，厚度大于2mm。壩袋錨固設(shè)計(jì)采用雙錨線螺栓壓板式錨固，螺栓間距20cm，上壓板采用Q235鑄鋼件并作防銹處理。

3.2材料性能

3.2.1橡膠壩袋性能橡膠壩袋性能必須達(dá)到設(shè)計(jì)的抗拉強(qiáng)度和抗撕裂性能、柔曲性、耐疲勞性、耐水浸泡及耐久性，而且膠布和橡膠粘合性能也應(yīng)該良好。所有的材料在出廠前都必須根據(jù)壩袋生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、要求和指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，并且在使用前提供產(chǎn)品合格證和檢驗(yàn)報(bào)告。

3.2.2螺栓壓板式錨固機(jī)構(gòu)性能根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》，應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定螺栓的直徑、間距、長(zhǎng)度以及壓板的厚度斷面，螺栓間距以20～30cm為宜，錨固機(jī)構(gòu)由預(yù)埋螺栓、下墊板、上壓板、墊片、緊固螺帽等組成，應(yīng)滿足的強(qiáng)度、耐久性、錨固力、銹蝕等因索的要求。

3.3安裝方案的確定

3.3.1安裝前的準(zhǔn)備工作

（1）壩面處理：根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，壩袋在放水坍落和沖水兩種工況下，與基礎(chǔ)地板和邊墩接觸面范圍，澆筑厚15cm的C40二期細(xì)石混凝土，而且需要對(duì)壩面進(jìn)行水磨石面式的研磨，確保表面平滑。在安裝施工前，還需要對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)面進(jìn)行除塵和清渣。

（2）錨固：常見(jiàn)的錨固結(jié)構(gòu)型式有螺栓壓板錨固和楔塊擠壓錨固，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)工程規(guī)模、加工條件、耐久性、施工、維修等條件，綜合比較經(jīng)濟(jì)性能，合理選用。在本工程中，上游側(cè)和底部進(jìn)行鑿毛處理，對(duì)與壩袋接觸的錨固基槽一側(cè)，進(jìn)行二期細(xì)石混凝土澆筑、壓光、磨光處理。

（3）場(chǎng)地準(zhǔn)備：由于壩袋較大，因此需在下游側(cè)，平整或鋪墊能夠展開(kāi)整個(gè)壩袋的場(chǎng)地，對(duì)壩袋安裝定位進(jìn)行調(diào)整，確保滿足機(jī)械起重和運(yùn)輸車輛的卸車條件。

3.3.2合理確定安裝順序因本工程分三期圍堰施工，二期圍堰內(nèi)有兩跨橡膠壩建筑物設(shè)計(jì)布置為：橡膠壩右邊墩，1#橡膠壩，1#2#壩中隔墩，2#橡膠壩，2#3#壩中隔墩按照工程進(jìn)展情況，確定首先安裝1#壩，然后安裝2#壩，這樣才能確保符合渡汛要求。為了提高安裝速度，提高機(jī)械設(shè)備利用率，需要采用兩跨穿插安裝方法，具體的施工工序?yàn)椋?#壩床處理→1#壩袋進(jìn)場(chǎng)→安裝1#壩袋，同時(shí)，2#壩床清理→2#壩袋進(jìn)場(chǎng)→2#壩袋安裝，并減少了材料的二次搬運(yùn)，盡量減少安裝時(shí)間，三期圍堰里3跨橡膠壩同上。

3.3.3壩袋安裝流程螺栓壓板式橡膠壩安裝可以分為十二個(gè)工序流程，如下所示：壩床處理→錨固槽處理→展開(kāi)底墊片和打孔→安裝莊水海綿→水帽和溢流管處理→展開(kāi)壩袋調(diào)整定位→壩袋打孔壓平→墊平片安裝→安裝上壓板→緊固螺栓→壩袋沖水試驗(yàn)→澆筑封錨混凝土。

3.4安裝工藝控制

3.4.1進(jìn)場(chǎng)材料檢查對(duì)進(jìn)場(chǎng)的橡膠壩袋和相關(guān)配件進(jìn)行質(zhì)量檢查，由廠家出具質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和合格證明。

3.4.2吊裝設(shè)備操作要求在壩袋進(jìn)場(chǎng)時(shí)，需要將壩袋由拖車上卸下，然后初步調(diào)整到安裝位置。在實(shí)際施工中，需要結(jié)合壩袋長(zhǎng)度和重量，在吊裝時(shí)采用8個(gè)吊點(diǎn)，而且還需要安排兩輛吊車相互配合，在壩床上下游各布置一臺(tái)汽車吊，兩臺(tái)吊車分別吊掛壩袋兩端4個(gè)吊點(diǎn)，兩臺(tái)吊車同時(shí)起吊，保證高度和速度的統(tǒng)一，將壩袋由吊車緩慢吊至壩床上，然后調(diào)整壩袋位置，使其垂直于壩軸線放置因壩袋體積和重量較大。當(dāng)?shù)讐|片就位后，可以在壩袋四周錨固線以外進(jìn)行打孔作業(yè)，并且套入卡環(huán)和繩索，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)、裝載機(jī)，將壩袋平行于壩軸線方向M型折疊后，并牽拉就位。斜墻段施工時(shí)利用卷?yè)P(yáng)機(jī)、手拉葫蘆等，通過(guò)隔墩上預(yù)埋的錨鉤使兩側(cè)壩袋基本就位，臨時(shí)固定。

3.4.3螺栓壓板錨的安裝要求每塊壓板的長(zhǎng)度和重量都應(yīng)該控制在合理范圍內(nèi)，尤其是兩岸邊墻、中墩的壓板每塊壓板所對(duì)應(yīng)的螺栓個(gè)數(shù)一般在5個(gè)以內(nèi)，如果數(shù)量較少，則會(huì)因個(gè)別螺栓的拉斷，導(dǎo)致同一壓板上的其它螺栓應(yīng)力過(guò)載，最終引發(fā)嚴(yán)重的安全事故；如果螺栓較多，則埋設(shè)精度要求比較高，安裝困難，錨固件預(yù)埋位置準(zhǔn)確性很難保證，會(huì)直接影響橡膠壩袋的安裝。通常情況下，可以將預(yù)埋螺栓穿入墊板，在背面用薄螺母定位固定，然后在正面使用厚螺母固定擰緊，形成一個(gè)完整的整體，最后將其固定在混凝土中的鋼筋網(wǎng)上，并且使用全站儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行校正和焊接定位。

3.4.4壩袋打孔安裝要求打孔前要檢查壩袋舒展?fàn)顩r，確定核實(shí)無(wú)誤后才可以依據(jù)技術(shù)員劃下的記號(hào)依次對(duì)壩袋打孔。打孔順序?yàn)橄认掠魏笊嫌巍⒆詈笫歉舳蘸桶秹?，錨固順序?yàn)橄戎虚g后兩邊，隨打隨套。兩側(cè)岸墻拐角處，袋布要折疊、理順、墊平，不得用剪口補(bǔ)強(qiáng)處理。

3.4.5螺栓緊固要求完成底墊片、壩袋，墊平片的安裝并通過(guò)驗(yàn)收后，可進(jìn)行上壓板的錨固安裝。將上壓板按順序安裝，并依次安裝墊圈、螺母，螺母旋緊力通過(guò)測(cè)力扳手嚴(yán)格控制，所有螺母在旋緊一遍后停放12h后，再次旋緊一遍，如此重復(fù)3~4遍后，完成對(duì)螺母的旋緊。

3.4.6封錨施工要求封錨即是將安裝、緊固完畢的壩袋錨固螺栓和壓板用二期混凝土澆筑起來(lái)，達(dá)到封閉和保護(hù)螺栓的作用，對(duì)封錨混凝土澆筑質(zhì)量要求內(nèi)實(shí)外光。封錨前將錨固槽內(nèi)雜物清理干凈，確定槽內(nèi)沒(méi)有污物和積水。另外，還需要對(duì)螺栓進(jìn)行防腐處理。在螺栓外均勻涂抹黃油，用厚塑料袋將外露的螺栓和螺帽扎好，保障螺牙的完整性。對(duì)于壩隔墩斜墻段，可以使用分段澆筑的辦法，以2～3m為一層，分層澆筑至頂。要求澆完后封錨混凝土要與原壩底板平滑過(guò)渡，待封錨混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，可用手提角磨機(jī)對(duì)其表面再進(jìn)行打光處理。

3.5壩袋充水試驗(yàn)

若充排水泵站與各管路均已經(jīng)滿足充排水要求，則可直接利用泵站系統(tǒng)充排水。若充排水泵站設(shè)備安裝達(dá)不到?jīng)_排水要求，通常利用壩墩的溢流管作為充水路徑。充水完成后，要對(duì)壩高進(jìn)行時(shí)段測(cè)量，停放時(shí)間內(nèi)無(wú)任何異常后將水排掉.試壩工作結(jié)束。

4結(jié)語(yǔ)

水利工程是我國(guó)十分重要的基礎(chǔ)建設(shè)，目前，在很多水利工程建設(shè)中都使用了橡膠壩施工技術(shù)。本文基于橡膠壩施工特點(diǎn)和內(nèi)容，詳細(xì)闡述了水利工程建設(shè)中橡膠壩施工技術(shù)的應(yīng)用，希望促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者：王鐵剛 單位：興益水利水電建筑有限公司