張莊橡膠壩在滏陽河武強縣城段整治工程的應用

張建強

摘 要：針對滏陽河武強縣城段污染嚴重、環境惡劣的問題，武強縣實施了滏陽河武強縣城段整治工程，其中張莊橡膠壩是關鍵性的建筑物，其發揮著擋擋污和景觀調蓄水位的重要作用。在張莊橡壩設計中，我們借鑒國內處橡膠壩的相關新技術、新材料和新工藝，克服了普通橡膠壩的堅固性較差、易老化的弱點。

關鍵詞：滏陽河 橡膠壩 新工藝

中圖分類號：TV85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0058-01

滏陽河為子牙河流域兩大支流之一，發源于河北省磁縣西北釜山，滏陽河在寧晉縣艾辛莊以上有20多條支流匯入。滏陽河從南向北穿越武強縣縣城，其主要作用是排瀝為主兼顧行洪。由于上游的污水排放，加上武強縣城內大量污水排入河道，使該段滏陽河污染嚴重，給縣城人民的生活帶來不良影響，該工程的實施，有利于改變周圍環境，改善居民生活質量，提高縣城環境質量和城市景觀。

1 主要設計內容

1.1 河道整治工程

河道整治工程為滏陽河光明橋至張莊橡膠壩，全長500 m。清淤至設計河底高程9.50 m處，河道設計底寬為40 m，斷面為復式斷面型式，邊坡1∶2.5。河道總寬度70～90 m，高程13.50 m以下為漿砌石護坡，厚400 mm，下設100 mm厚碎石墊層；高程13.50 m處設景觀親水平臺，景觀親水平臺以上根據地形設漿砌石護坡與景觀休閑平臺相接，在休閑平臺上設地磚甬道，甬道平均寬度2.0 m，甬道兩側進行綠化。為了安全，兩岸休閑平臺的外側設鋼管欄桿扶手。休閑平臺以上為混凝土預制塊輕型護坡與堤頂相連，邊坡1∶2.5。混凝土預制塊采用“Y”型骨架，厚度100 mm，骨架連接處設10 mm寬M10水泥砂漿勾縫，中間部分植草。

1.2 張莊橡膠壩工程

張莊橡膠壩工程作為擋污蓄清工程具有擋污和景觀調蓄水位的重要作用。

張莊橡膠壩工程為充水式單跨橡膠壩，壩室結構為河床式，邊坡1∶2.5，底板與河底齊平，底板高程9.50 m，凈寬40 m，長14 m，厚0.8 m。底板上面安裝錨固件及壩袋，壩高4.0 m，控制室設在左岸。閘室上游護砌長度25.0 m，閘室下游護砌長度37.0 m，其中消力池與閘室設水平連接段1.0 m，斜坡段4.0 m，水平段5.0 m，消力池總長10.0 m。漿砌石海漫長15.0 m，海漫出口與防沖槽連接，防沖槽與渠道連接段總長12.0 m。兩岸護砌至親水平臺高程為14.70 m。

張莊橡膠壩工程采用單層斜坡式壩袋，設計壩高4.0 m，內壓比1.25。選用壩袋型號為JBD-4.00-320-280-2，錦綸帆布型號為JBD4.0-3028-2，帆布型號為J640/560 kN/m，壩袋膠布除面層厚2 mm外，其它各層布及膠均厚1 mm，底墊膠片主要作為防滲，采用一布兩膠，熱壓連接。本工程壩袋材料采用二布三膠錦綸帆布，徑向強度640 kN/m，緯向強度560 kN/m。

橡膠壩的錨固壩袋采用螺栓壓板式錨固，錨固系統由粗制螺栓、鋼壓板、墊片、補強膠布、壩袋、止水膠條、底墊片和墊板等組成。該工程壩袋采用雙錨固線，壩底板上、下游各布置一條錨固線。泵房布置于左岸，為半地下框架鋼筋混凝土結構。泵房長8.75 m，寬7.0 m，底板厚0.30 m。泵房內布置有水泵及給排水管路，清水池有效容積500 m3，1座。

2 新工藝在張莊橡壩的應用

橡膠壩是薄體膠質柔性結構物，存在堅固性較差、易老化的弱點。在設計張莊橡膠壩中，我們如何突破上述弱點成為設計的一個難點。因此，我們參觀、學習并反復查閱國內外相關新技術、新材料和新工藝，確定采用如下幾種新工藝：

（1）橡膠壩骨架材料的創新：壩袋能在標準壓力系數下安全運行，取決于壩袋的骨架材料，這是壩袋受力的基礎，壩袋研制初期選用過棉、維綸、滌綸、和錦綸，但在工程運用中證實以錦綸材料最好，在編織上通常采用平紋結構和平方結構，采用這種材料與制作，膠布在浸膠和硫化中的性能得到進一步改善；抗撕裂的程度進一步提高，高強度的錦綸材料經浸膠后可提高壩袋膠布的附著力，可使壩袋受力均勻，變形一致。

（2）橡膠壩制作工藝的創新：初期的壩袋制作主要采取冷粘合成，由于是手工操作，壩袋搭接處極易產生粘料不均，強度不夠及封口條脫落等現象，為改變這一落后的工藝，制作人員研制出熱壓合硫化工藝，利用硫化設備，按照標準的技術參數，對壩袋單元搭接縫處進行一定技術標準下的熱壓合硫化粘結，在機械成型，標準溫度的壓力下，搭接縫處表面光滑，搭接處溫度高于壩袋強度，從根本上消除了封口條的脫落，大大提高了壩袋的質量。隨著橡膠壩攔水高度增加，壩袋的厚度也在加大，生產廠家又在無搭接工藝上邁出了創新的一步，壩袋無搭接縫采用一次粘結成型的新工藝，它可使骨架材料直接搭接，改善了壩袋的受力條件，緯向的抗拉強度有所提高，提高了壩袋的安全系數，由于表面無搭接，壩體表面更為平滑，受力均勻，抗震性能好，安裝時不需墊平片，減少了施工工序，這項新技術的研制成功證明橡膠壩袋生產技術已經達到國際水平。

（3）彩色橡膠壩袋的創新：隨著人們對環境意識的改變和提高，人們對建筑在城區和旅游景點的橡膠壩有了進一步的認識與要求，原本一色黑的橡膠壩由于與環境不協調，與自然不相配，對已有的自然景觀與和諧造成了反差，最終采用納米材料解決了這一難題，根據在水中的感官視覺，生產出以藍色和綠色為主基調的彩色橡膠壩，使這一新型水工產品除具有未來的攔水蓄水功能外，還成為了城市建設、百姓居住、改善環境，回歸自然并集觀賞性與功能行為一體的水工產品。

（4）橡膠壩密封材料的技術創新：密封材料是橡膠壩順利安裝，正常運行不可缺少的配件產品，壩袋在錨固安裝時，為了保證壩袋的錨固部位不漏水或不漏氣，需在錨固部位加裝墊平板（片）以保證各部位的平整及受力均勻，從而達到對壩袋充介物的密封，原使用的墊平面（片）由于是純膠板（片）制作，受力伸縮較小，從而使密封程度不理想，為解決這一實際問題，生產制造者經過不斷摸索與實驗，研制出具有較高彈性和壓縮率的海綿止水膠片和止水密封膠條與膠漿，使水壩在錨固施工中的密封性能大大提高，密封材料的創新徹底解決橡膠壩的漏水、漏氣現象。

（5）錨固件及配件工藝的創新：橡膠壩的錨固件及結構是壩袋能否正常運行的關鍵部分之一，其形式多種多樣，現橡膠壩工程普遍使用的螺栓式壓板是目前最為簡便而有效的錨固形式，生產廠家采用由原來的普通的螺栓式壓板創新為Q235優質鋼板一次冷壓成型新工藝制作的螺栓錨固技術，已取得國家專利，并廣泛地運用于全國各地的橡膠壩工程，其特點是設計數據準確，流水線制作，誤差極小，可任意切割與對接，施工操作簡單，施工效率高，且壩體受力均勻，維修方便，規格齊全，適應于2～6 m攔水高度的橡膠壩，易安裝，造價低，這種錨固件零件通用，隨意切割對接安裝，同等規模水壩可節省資金20%。

上述新工藝和新技術的采用，是衡水市水工建筑物的一次新創新和新發展，這種創新技術的應用達到了國內橡膠行業的先進水平。因此，張莊橡膠壩在滏陽河武強縣城段整治工程的應用，勢必會對橡膠壩的發展起到重要的推動作用。endprint