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橡膠壩設計中容易忽視的幾個問題

發布日期:2018-12-10   10:24:28  信息來源:青島草莓视频官网工業  瀏覽數:1268 次

1規劃方麵

1.1壩型比較方麵

        壩型比較時應考慮壩址距上遊水庫距離。因為充水橡膠壩的坍壩時間較長,如果上遊水庫蹈橡膠壩過近,在上遊水庫泄洪時,有可能因橡膠壩坍塌壩不及時而洪水就過壩,造成壩袋振動、磨損和超壓破裂。如果橡膠壩過早坍壩,則水庫放李影響工程效益。

1.2衝砂閘的設置橡膠壩壩址如果有條件建衝砂閘的話,應考慮建設衝砂閘。

        因為我省地處山區,洪水期間泥砂含量大、漂浮物多,如果在小洪水時能先打開衝砂閘泄洪的話,泥砂和漂浮物就可以先通過底板較低的衝砂閘流走大部分,而減輕橡膠壩上流過的泥砂量和漂浮物,減少橡膠壩的磨損,橡膠壩的清除泥砂和漂浮物的工作量也會減輕一些。

1.3單跨壩袋長度《規範》規定

        考慮壩袋運輸安裝、檢修方便以及運行管理要求,單跨最大長度在100m以內為宜。筆者認為除了考慮以上因素外,還應考慮風浪對壩袋振動和失事後減少損失的因素。因為我省地處沿海山區,風速較內陸省份大,風浪對壩袋振動磨損的影響較內陸省份大,單跨壩袋不宜過長。橡膠壩壩袋破裂引起的失事一般都是某一跨破裂後造成的。如單跨壩袋過長,造成的損失將比單跨短的大,也不能過短,影響美觀。

 

2、壩袋設計方麵

        由於充水式橡膠壩具有壩頂溢流時袋形比較穩定,過水均勻,對下遊衝刷較小,且我省又不處在冰凍地區,所以我省大部分橡膠壩采用充水式。其設計內壓比根據《規範》宜選用1.25—1.60。從運用角度分析,在沒有特別要求時,內外壓比無須選擇太大。從強度方麵分析,壩高較小時,強度的選擇基本不受材料限製,內外壓比選擇幅度很大,為節省壩袋材料,可選大值。而高壩的強度選擇受材料限製很大,宜選取較小值。在內外壓比選擇幅度較大時,內外壓比的選擇應經濟技術比較後確定。筆者認為,橡膠壩高度一般在5m以下,各地建成的類似工程比較多,小規模工程可參照選用或參照選取兩三個值再進行比較,減少盲目性。

 

3、土建工程設計方麵

3.1壩底板高程的確定
        橡膠壩基礎底板高程的選定不僅與壩高、壩袋周長及工程造價有直接關係,還與運用要求及壩袋檢修關係密切。壩底板高程定的低一些,可以加大泄流量,但壩袋高度增加,相應壩袋周長加長,壩袋檢修條件差。因此,在不影響泄流情況下,特別是在我省山區推移質比較嚴重的河道上,底板比河床略高較為有利。壩底板高程比上遊河床地形平均高程適當抬高0.2m~0 4m,這不但可使整個工程造價降低,檢修條件改善和便於觀測,而且可防止過壩推移質泥沙隨水流卷入壩袋底部,從而減輕壩袋的磨損。
3.2消力池結構
        為防止在水舌下形成局部真空產生負壓,使過壩砂石能順利排到下遊,消力池與底板間常用斜坡段連接。斜坡段坡度在《規範》中沒有明確定規定,但在《規範條文說明》中提及為1:2~1:4,而在《橡膠壩工程技術指南》(以下簡稱《指南》)中明確為不應陡於1:3,一般采用1:4或更大些,應根據水流流態確定。筆者認為采用緩釁為好,因為陡坡段是緊接在底板末端,如果該水流流態不好,將影響到坍壩後壩袋的末端,造成其振動磨損,縮短壩袋壽命。
3.3中墩和底板的長度
        《規範》中未明確中墩的具體長度,但《指南》說明“中墩長度應大於壩袋工作狀態時的長度,但宜小於底板長度0.5m~1.Om。”筆者認為中墩長度宜不小於底板長度的0.5m~1.0m,主要是考慮到底板下遊側的檢修通道要求。f_日出於安全考慮,筆者認為中墩下遊側應大於壩袋坍壩後末端距離0.5m左右,因為若中墩過短,壩袋長出中墩下遊側,則在大壩過大洪水時,水流會在中墩下遊側形成回流和旋渦,使壩袋產生嚴重的振動和拍打現象,造成壩袋嚴重磨損。曾經就有橡膠壩發生過類似事件,造成壩袋磨破。

 

4、錨固結構設計方麵

4.1錨固犁式的選擇
        錨固結構型式可分為螺豐拿壓板錨固、楔塊擠壓錨固以及膠囊充水錨固三種。目前橡膠壩錨固以螺栓錨固型式為主。螺栓錨固的主要優點是設計施工經驗豐富,質量易於控製,缺點是耗費鋼材量較大,螺栓在水下易於生鏽,耐久性差些。而楔塊錨固的主耍優點是節省鋼材,構件形狀規則,現場澆築和安裝方便,缺點是錨固槽內受力複雜,錨固計算比較複雜,錨固槽槽麵不平整度要求高,後楔塊的夯擊力不易精確控製。《規範》規定,重要工程應由錨固結構試驗確定。
4.2楔塊錨固設計

        楔塊擠壓式錨固是采用靴形和梯形的錨固槽,用壩袋膠布、底墊片和止水海綿卷好壓軸置入側槽內,然後依次將前後楔塊裝入槽內並夯緊,錨固壩袋。詳見下圖。

(1)錨固槽。

        錨固槽一般采用如上圖所示的靴形槽,是槽內壁設凹槽的矩形槽。設計和施工中容易忽略的是槽麵要求順直、平整光滑,精度要求較高,誤差一般在±2mm以內;楔塊表麵製作誤差也不應超過±2mm。某橡膠壩失事後發現錨固槽槽麵大超過±2mm,這將嚴重影響到楔塊夯擊效果,以致錨固力不夠而使壩袋被拔出。

(2)楔塊選擇。

        楔塊一般有鋼筋砼楔塊和木楔塊兩種,鋼筋砼楔塊較常用。筆者認為采用木楔塊較鋼筋砼楔塊較好。因為木楔塊是在幹燥狀態夯擊入錨固槽內,在橡膠壩蓄水時因水的浸泡會略微膨脹,t曰受槽壁的約束,不能自由膨脹,會對槽壁產生比計算更大的壓力,提高了壩袋與槽壁的摩擦力,消除部分因夯擊不均勻造成的壩袋與槽壁摩擦力不足的問題,使壩袋更安全。

(3)壓軸。

        壓軸根據《規範條文說明》宜采用鬆木芯或鋼管。筆者認為采用加工過的多邊形鬆木芯較好,因為鬆木芯是實心的,受壓變形小,且與凹槽的形狀尺寸接近,在受壓後不易被拔出。而鋼管是空心的,受壓變形大,容易被拔出來。如要采用鋼管,則應把鋼管用水泥砂漿填密實。

 

5結語

        橡膠壩設計是個不斷積累完善的過程,從水工設計方麵對橡膠壩設計中容易忽略的幾個問題進行分析總結,希望能給水工人員在今後橡膠壩設計工作有所幫助。同時,橡膠壩設計是多專業配合的工作,水工設計人員還應注意與其他專業的密切配合,才能真正把橡膠壩設計的更好。