我國西北地區景觀橡膠壩設計與施工關鍵問題探析

賈麗炯

摘要： 隨著我國城市用水、景觀建設及環境整治的需要，具有構造簡單、節省三材、造價低、施工期短、抗震性能好等優點的橡膠壩近年來被廣泛應用。該文根據多年工作經驗，結合實際工程案例，分析我國西北地區景觀橡膠壩工程在設計和施工中常見的問題，并提出可行的解決方法，供參考。

Abstract： With the needs of urban water， landscape construction and environmental renovation in China， rubber dams with simple structure， three materials savings， low cost， short construction period and good seismic performance have been widely used in recent years. Based on many years of work experience and practical engineering cases， the paper analyzes common problems in the design and construction of the landscape rubber dam project in northwest China， and proposes feasible solutions for reference.

關鍵詞： 橡膠壩;設計與施工;問題分析

Key words： rubber dam;design and construction;problem analysis

中圖分類號：TV644 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）13-0112-02

0 引言

橡膠壩與傳統的水閘相比更具優勢，具體體現在造價低廉、抗震性能好、結構簡單等方面，不僅可充壩蓄水及坍壩過洪，還不會對自然環境造成不利影響。近年來，隨著甘肅省景觀建設、城市用水及環境整治的需要，橡膠壩得到了廣泛應用。然而在設計橡膠壩的過程中由于諸多客觀原因的限制，比如部分技術人員思慮不夠、實踐經營欠缺等原因，使得橡膠壩在運行多年后損壞嚴重，出現各類安全隱患，基于此，十分有必要進一步總結和提高橡膠壩設計技術。

1 橡膠壩壩袋錨固技術

參考《橡膠壩技術規范》，通常螺栓壓板的橡膠壩錨固方法如圖1所示。但該錨固方法存在一定弊端，不僅結構不夠合理、工程可靠性低，造價成本也較高。而改進的螺栓壓板的錨固技術，實現方式如圖2所示，它將傳統陳舊的錨固系統的力傳遞方式劃分為兩個階段：一是鋼筋混凝土底板和錨板之間的銜接;二是橡膠壩的壩袋和錨板之間的銜接。

螺栓壓板錨固的施工。在預埋螺栓時需采用活動木夾板將螺栓固定在一個位置，用經緯儀測量，要求螺栓中心線成一直線。利用水準儀測定螺栓高度，確定無誤差后，將活動木夾板用木支撐固定于槽內，然后利用一根鋼筋，把全部的鋼筋和兩側預埋件焊接在一起，將螺栓牢牢固定住，如此才能向槽內澆筑混凝土。

2 橡膠壩泥沙問題

西北地區河流普遍具有泥沙含量高、徑流變化過程劇烈、行洪斷面不穩定的特點，一旦修建橡膠壩工程蓄水后因流速減緩，形成泥沙淤積，不僅影響了橡膠壩的使用壽命，也降低了河道行洪能力，因此盡可能將泥沙排向下游是個非常重要的研究課題。

在設計中，橡膠壩底板高程應出露于河底以上0.30～0.50m，設置攔沙坎，將沿河底滾動的推移質泥沙截住，之后利用泄洪沖沙閘或廊道將其排至下游。為實際的橡膠壩施工中，為了減少由于水流脈波浪沖擊影響導致的壩袋磨損，最好保證混凝土表面接觸處要光滑，具體的實施方法是將橡膠壩基礎表面及每個壩袋兩端的擋土墻抹面，其厚度大約在2～3cm之間，如此壩袋與接觸面的摩擦將大大降低，有利于壩袋的使用性能提高。在汛期塌壩運行時，壩袋中會殘存一些沙石，若未及時將這些沙石清除干凈，極易摩破壩袋。這些沙石除了會對壩袋造成嚴重磨損外，還很容易被洪水帶入上游壩袋錨固槽或者過壩后被吸入壩袋底部，對壩袋使用性能存在嚴重威脅。為此，每年汛后都必須徹底檢查一遍橡膠壩，將其中存在的沙石清除干凈。

3 充排水管路防冰凍措施

對于橡膠壩工程而言，充排水系統是其重要組成部分，只有合理的充排水工藝，才能確保橡膠壩正常運行。在實際運行管理過程中，尤其是北方寒冷地區，冬季很容易出現各類與充排水工藝相關的問題，比如設備拆卸頻繁、管道閥門凍裂、泵站取暖費用大等。為解決上述問題，在設計橡膠壩充排水系統時應綜合各項因素，包括運行控制方式、建筑結構、管線布局設計、泵站設備配制及取水設施的布置，并結合當地實際情況合理開展系統優化設計。

在北方地區，由于供排水管路管道內有水，會出現冬季結冰，春季不化現象，不利于工程開展，因此相關規范標準中要求管道埋深應大于最大凍深。但在滿足上述條件的情況下會給運行檢修帶來極大不便，通常將設計目標定為坍壩后能夠排空管道內積水，解決管道冬季凍害問題。縣城明月鎮修建了7座橡膠壩工程，壩體內的管道均采用砂漿埋設在壩袋基礎0130m以內，同時以1/500坡度向集水井傾斜。壩袋坍壩時通過適當控制可將管道內積水排空，如此一來橡膠壩坍壩后，無需再安排專人管護即可保證人工工程設施安全越冬。為防止壩袋蓋死孔口，應在壩內充（排）水管路充（排）水口處設置水帽，同時為便于壩袋內積水排空，應在水帽沿下游端順壩安裝內徑50mm滲水管。此外，為了防止管道因不均勻沉陷遭到破壞，充排水管在沉降縫部位應加柔性接頭。

4 岸坡加固及防滲處理

壩基和壩體兩端的防滲問題是施工難點，為此必須加強先期的壩基地質勘探，在具體施工中必須保證擋水部分的砌體砂漿符合防滲要求，無異常問題。

漿砌石砌筑之前，先將基礎夯實。砌筑程序為先砌“角石”，再砌“面石”，最后砌“腹石”，無外面塊石、中間填心、空縫現象，砌縫一般寬2cm～3.5cm，石塊間無直接接觸。勾縫在砂漿凝固前，先將縫內深度不大于2cm砂漿刮去，用水將縫隙沖洗干凈，待砌體達到一定強度后，用M10標號的砂漿進行填塞勾縫。砌體完成后，用麻袋或草袋覆蓋，并經常灑水養護，保持表面潮濕。養護時間5d～7d。砌體工程結束10d 后進行墻后回填土。

采用復合土工膜斜墻防滲。土工布作為一種土工合成材料，具有限制水流對過的作用，具有延伸率高、抗腐蝕、彈性好、質地軟、透水性極低等特點，其優勢是造價低、施工鋪設簡便等，且對不均勻沉陷及溫度應力適應性強，因此被廣泛應用在北方地區的渠道防滲工程中。施工中，第一步是用料徑較小的砂土或粘土找平基面，第二步是鋪設土工膜。土工膜無需繃得太緊，兩端埋入土體部分呈波紋狀，最后用細砂或粘土在所鋪的土工膜上鋪一層 10cm 左右過度層，且砌上20～30cm 塊石作防沖保護層。施工時，最好邊鋪膜邊進行保護層的施工，如此可有效避免石塊直接砸在土工膜上。為防止復合土工膜與周邊結構物連接處發生滲漏，應用膨脹螺栓和鋼板壓條錨固該連接處，同時連接部位要涂刷乳化瀝青（厚 2mm）粘接。對于施工而言土工膜的接縫處理至關重要，該工序的優劣直接關系到防滲效果，通常來講接縫方式主要有四種：一是熱焊：焊縫搭接寬度不小于 10cm，宜于稍厚的無紡布基材;二是縫紉后加防水涂料處理;三是搭接：搭接寬度宜大于 15cm;四是粘接：用與土工膜配套供應的粘合劑在連接面上加壓即可。接縫長度要大于 10cm，接縫時應做到無塵土、油脂和水份。

總結多年實踐經驗土工布施工應注意以下方面：一是防滲膜厚度不小于 0.25mm，否則很容易出現氣孔，影響到防滲效果;二是土工膜施工中，鋪設不宜過緊，不得打皺，拼接要牢固;三是要嚴格按技術規范施工，把好準備、鋪設、拼接、檢驗和回填等五道質量關。由于土工布良好的防滲效果，目前，在我市的中型灌區節水改造與續建配套項目建設中，大量采用該材料，受到了施工、設計和建設單位的認可。

5 結語

通過對大型橡膠壩運行特點的分析， 結合工程運行中遇到的相關問題， 對大型橡膠壩工程底板型式、泵房布置、充排水系統等提出了自己的見解。 這些問題的處理合理可有效地解決大型橡膠壩運行管理中遇到的問題， 對豐富橡膠壩工程的設計內容會起到積極的促進作用。

參考文獻：

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