橡膠壩是水利工程中的一項(xiàng)重要技術(shù),又被稱(chēng)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。

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。

水利工程中橡膠壩的優(yōu)點(diǎn)

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)。

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。

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。

工程施工案例

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。

2材料性能
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。
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(mǎn)足的強(qiáng)度、耐久性、錨固力、銹蝕等因索的要求。

3安裝方案的確定
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(mǎn)足機(jī)械起重和運(yùn)輸車(chē)輛的卸車(chē)條件。
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。

4安裝工藝控制
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。
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(chē)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(chē)相互配合,在壩床上下游各布置一臺(tái)汽車(chē)吊,兩臺(tái)吊車(chē)分別吊掛壩袋兩端4個(gè)吊點(diǎn),兩臺(tái)吊車(chē)同時(shí)起吊,保證高度和速度的統(tǒng)一,將壩袋由吊車(chē)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。
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?xún)?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。
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、最后是隔墩和岸墻,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。
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。
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。

5壩袋充水試驗(yàn)
若充排水泵站與各管路均已經(jīng)滿(mǎn)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。