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淺析橡膠壩設計中應該注意的事項

發布日期:2016-11-28   17:30:24  信息來源:青島草莓视频app下载工業  瀏覽數:1056 次

橡膠壩是20 世紀50 年代末隨著高分子合成材料的發展而出現的一種輕型、低水頭的新型水工建築物。自1966年,我國第一座橡膠壩北京右安門橡膠壩建成以來,橡膠壩工程已在我國發展了近半個世紀,為我國的工農業及生態環境的改善發揮了巨大的作用。在修建橡膠壩時,先用強力合成纖維織物做受力骨架,然後在其內外塗敷合成橡膠,製成膠布,並把膠布按設計尺寸錨固在基礎底板上,做成封閉袋形,再用水或氣充脹,形成擋水壩。橡膠壩的壩高可調節、壩頂可溢流,能起活動壩和溢流堰的作用。橡膠壩具有投資少、結構簡單、施工及安裝簡便、製造工廠化、工期短、生效快、運用管理靈活方便、泄量大和抗震性能良好等特點,不僅用於灌溉、發電、防洪、回灌地下水、替代水閘,還用於營造城市濱水景觀、引水防沙、汙水處理、改善生態環境等。但在橡膠壩應用過程中也存在一些問題,為了確保橡膠壩的安全經濟運行,從各方麵都需要進一步完善。本文從設計的角度,結合工作實踐,針對橡膠壩的壩袋錨固形式及材料選擇、壩袋振動、壩袋防冰耐磨、運行管理和與生態景觀結合等應注意的問題進行了分析探討,並提出了一些改進措施。

 

  1、壩袋錨固形式及材料選擇   橡膠壩充水(氣) 後,壩袋膠布的骨架材料承受拉力,通過錨固件將作用在壩體上的水壓力傳遞到鋼筋砼底板上來穩定壩袋,壩袋錨固須滿足工程的可靠性要求。因此,如何錨固壩袋成為橡膠壩設計中關係到工程能否穩定地起到擋水作用的關鍵環節。   壩袋的錨固形式主要有楔塊錨固和螺栓錨固。楔塊錨固是由前後楔塊的擠壓,增加對錨固槽壁的正壓力,產生巨大的摩阻力,將壩袋錨固在底板上,楔塊錨固工程造價低,但壩袋四角折疊處易出現嚴重漏水,需頻繁向壩內充水,因而導致運行費用增加,也給工程管理帶來不便。螺栓錨固是由上壓板、下壓板、螺栓組成,下壓板與螺栓固定成一體,經過防腐鍍鋅處理後,預埋在混凝土底板中,上、下壓板通過螺栓連接在一起,螺栓錨固所用的錨固件在工廠進行加工生產、除鏽、防腐處理,隻需將加工好的錨固件直接預埋和安裝即可,利於施工質量控製,螺栓錨固壩袋四角折疊處密封良好,且便於壩袋維修。因此,壩袋錨固形式采用螺栓錨固更為可靠經濟。   螺栓錨固中壓板與壩袋的連接為摩擦連接,原理是通過擰緊螺母,對螺杆施加強大而又受控的預拉力,預拉力通過錨板、壓板將橡膠壩袋夾緊,依靠壩袋與錨板間的摩阻力來承受壩袋的內力。螺栓需要承受的預拉力較大,若采用普通螺栓, 預拉力會因疲勞而鬆弛,且由於普通螺栓強度低, 需要的螺栓直徑較大,不經濟。可采用高強螺栓,經過大量的試驗研究和工程實踐證明,在承受反複荷載作用下,高強螺栓具有耐疲勞、預拉力不會鬆弛,工作安全可靠等特點。

 

  2、壩袋振動   橡膠壩壩頂溢流造成壩袋振動,長時間的振動使壩袋磨損、脫層, 甚至穿孔、撕裂等,嚴重的時候還會破壞整個壩體,影響工程的安全和效益的發揮。因此,加強對橡膠壩壩袋振動的處理,必須貫穿於橡膠壩建設的整個過程。   充排水(氣)係統的設計中,沒有充分重視壩袋均勻起降的重要性,認為水或氣充到壩袋內會自動平衡。其實不然,在充排水過程中若各個出水口出水流量、壓力水頭不均衡,會引起啟落高度不均,導致壩袋振動、磨損嚴重,壩段在運行中若長期存在振動現象則會導致壩袋脫層和撕裂, 嚴重的破壞整個壩體。為了使壩袋均勻坍落,要均勻布置出水口,並使各個出水口排出水流量一致,就能夠使得壩袋均勻塌壩,以改善壩袋兩端先塌、中央排水不完全的現象;同樣,充壩時多個出水口同時等流量等壓強出水能夠保證壩袋內的水均勻升高,從而使得壩袋平穩的升起,避免壩袋內由於出水口出水不均,使壩袋內水流的振動引起的壩袋振動。水頭損失與管徑、長度有關,通過設置不同的管徑,可以使與水泵不同距離的出水口的流量、壓強一致。   壩袋振動原因是多方麵的,還受過壩流量、下遊水位、壩體跨度、壩袋錨固和兩岸連接形式、充脹介質及壩袋施工安裝等影響。因此在工程設計時壩址應選擇在過壩水流流態平順及河床岸坡相對穩定的河段, 這不僅避免發生波狀水躍和折衝水流, 防止有害的衝刷和淤積, 而且使過壩水流平順, 以減輕壩袋的振動;在施工安裝壩袋時,準確定位,符合設計要求,誤差控製在容許值範圍之內;工程建成後,要嚴格管理,製定一套合理可行的運行規程,規範操作。