橡膠壩設計相關問題探討

陳玉靜

摘要：本文分別從橡膠壩的注意要點、結構設計、運行管理設計及優化設計存在的問題進行簡要分析。

關鍵詞：橡膠壩；設計；問題

1橡膠壩設計注意要點

1.1做好前期選點工作

橡膠壩為柔性擋水結構，容易產生劃傷、磨損、振動等破壞，并且需要經常進行觀測、維修。因此做好橡膠壩前期選點工作十分重要。主要考慮因素包括避開河道陡坡、彎道等砂石活動量大地區和低洼地區。前者可減少橡膠壩劃傷、磨損等破壞，后者的主要作用是便于進行橡膠壩的觀測、維修。以上幾種因素往往不能兼得。要以選擇穩定、順直的河床為主，在滿足河道設計流量的條件下，可適當提高橡膠壩地板高度。

1.2橡膠壩的防振、防磨

橡膠壩袋在遇到上、下游水位不利組合時，振動、磨損嚴重。其主要防振、防磨措施是采用人工控制壩袋運行，迅速改變不利組合。在河道行洪時將壩袋全塌，使壩高為零（在橡膠壩模型試驗中，當壩上單寬流量大于4m3/S時，壩袋容易產生振動。壩上單寬流量小于4m3/s時，壩袋不容易產生振動）。其次，在工程設計和施工中應注意壩袋下游錨固線至壩袋塌落線段的地板澆注平滑（辦法是澆注混凝土時，當混凝土振出漿后，加摻一些高標號水泥沙漿，把地板面抹平滑）。

1.3水源條件

現行橡膠壩一般采用充水式橡膠壩，充水時間一般為3-5h，需要有可靠的水源.如城鎮自來水、蓄水池、機井等。在無城鎮自來水的地方建壩，需要根據橡膠壩的設計內壓水頭，修建適宜的調節水池，補充橡膠壩因滲漏損失的水量。

2從工程的結構本身進行設計

簡單的來說，橡膠壩的作用于水閘相似，但是又具有許多水閘不具備的特點，如結構簡單、造價低、跨度大、不阻水、自重輕、抗震性能好等，這意味著橡膠壩的適應性更強。從橡膠壩的工程結構本身進行優化，是指在滿足防洪條件的基礎上，將新科技應用于橡膠壩的結構，使之能夠更加適應水利工程的需求，在蓄水治水工作上發揮更大的作用。

2.1搞好土建工程的設計

土建工程是橡膠壩工程的重中之重，占整個工程投資的比重大，相關數據統計顯示橡膠壩的投資大部分被用于土建工程，僅有一小部分被用在了壩袋投資之上，而優化土建工程的設計，能夠在極大程度上降低橡膠壩投資。橡膠壩比一般水閘對地形的適用性要好，壩的形狀根據地形條件，滿足結構計算要求即可。

在不同地域建造橡膠壩時，考慮到橡膠壩在水流中的受力條件和受力部位，中邊墩混凝土的厚度與鋼筋結構，以及底板鋼筋結構的布置等均應該進行適當的變動，從而優化土建工程的設計結構，減少對周邊原有環境影響的同時還能夠帶來更多的附加價值。在建設橡膠壩的過程中，在滿足設計要求的條件下，應該充分考慮節約投資，因地制宜地確定橡膠壩的壩高和壩長，從而用最小的資金投入創造最大化的經濟效益。

2.2使用新技術、新材料

橡膠壩工程本身就是一項新型技術，從推廣應用到如今只有幾十年的歷史，但是針對橡膠壩的優化完善卻一直沒有停止。在橡膠壩的錨固方面，可以使用鋼纖維混凝土楔塊取代原來的木楔塊，由此加大了錨固力并節省了投資。這些新技術的運用極大地簡化了施工的步驟，在降低施工成本的同時也延長了工程的使用壽命。同時隨著科學技術的發展，利用各種高科技設備來檢測橡膠壩的運行，節約了人力，實現了對于橡膠壩的智能化控制，有利于橡膠壩技術的推廣應用和發展。

3從工程的運行管理進行設計

1）運行管理是保證橡膠壩工程正常運行的基礎，想要橡膠壩在最大程度上發揮功能，就必須提高工程的運行管理水平。例如，在設計橡膠壩工程時，務必要結合檢修條件。對于北方地區，橡膠壩冬季泵房應當注意保暖設備的設計、檢修爬梯的設計，以方便日后的管理和檢修，同時要做好自動補水設施的布置，安裝壩袋自動調平設施，低壩可采用鋼纖維混凝土楔塊錨固，對于壩高較高的壩袋，采用螺栓錨固更利于檢修。橡膠壩前沿平面段按設計規范考慮，只留 0.8-1.0m的距離，滿足不了空壩運行時的要求，對于壩高較高的橡膠壩袋，壩袋在沖水時由于受上游斜坡段的影響，經常會造成壩袋向上漂移，致使更多的水不能全部排出，這種情況，空壩運行時更為明顯，因此在設計時要考慮上游空壩運行時壩袋向上傾斜的問題，留足上游平面段，而投資增加很少。

2）從程序化、規范化上進行設計。當前我國的橡膠壩數量較多，可以對橡膠壩的運行中的各項數據進行科學的統計和采集，制定規范化、程序化的橡膠壩管理流程，從而簡化管理人員的工作。

4加強橡膠壩技術的研究，為橡膠壩的優化設計提供技術支撐

橡膠壩是一門涉及多學科的科學，只有不斷加強橡膠壩技術的研究，橡膠壩這種新技術才會更快更好地發展。如高度大于5m的橡膠壩工程研究、設計、制造及應用考核等問題，壩袋防振動問題，充氣橡膠壩的壩袋防振動裝置的應用開發問題，壩袋的耐老化和耐磨損問題，壩袋的修補和維護問題，活動式橡膠壩、多功能橡膠壩的開發應用，橡膠壩自動化破冰，橡膠壩的自動化控制問題等，梯級橡膠壩塌壩時間的確定及綜合調度運用等等。

5橡膠壩工程在優化設計方面存在的問題

橡膠壩工程既要滿足工程運行、防洪的需要，同時還要滿足工程投資及整體景觀的需要，這是新時期人水和諧新理論水利工程的一大特點。

5.1設計理念站位低，設計過于簡單

設計只考慮當前，不考慮長遠，只滿足使用，考慮其他少，造成工程滿足不了今后的長遠發展。

5.2設計思想保守，設計思路陳舊

設計人員圖省事，對橡膠壩工程設計照抄照搬，書本怎說就怎做，比如中、邊墩都是矩形的混凝土構造，顯得呆頭呆腦，造成設計千篇一律，工程投資過大，工程浪費嚴重。

5.3設計經驗缺乏，設計水平低下。

設計人員了解施工工地情況少，真正走出去的少，設計人員的素質、設計水平跟不上形勢發展的需要。比如壩底板高程人為確定，壩底板形式不尊重原來河道地形，山區河道和平原河道不加區分，該設深槽的不設深槽，造成工程滿足使用年限少，工程過早被淘汰。

6結束語

橡膠壩是當前運用比較廣泛的一種綜合利用水利工程。工程建成以后，不僅能有力地促進當地經濟發展，而且對自然、生態、社會環境等均能改善，產生了積極的影響。

參考文獻：

[1]王家會.橡膠壩工程規劃設計探討[J].水利規劃與設計，2009（06）：45-46+50.

[2]韓軍.橡膠壩設計和運行管理中有關問題的探討[J].電力學報，2006（04）：516-518.

（作者單位：河北省水利水電勘測設計研究院）