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彩色无搭头橡胶坝在永安市城区河道上的应用

发布日期:2020-09-11   20:12:45    信息来源:华明橡胶坝     浏览数:576 次

1.绪言
  橡胶坝是一种造价低、工期短、耐久性强、抗震性能强、美化环境效果好的的新坝型,已被广泛应用于灌溉、发电、防洪、城市美化等方面。作为拦河坝,可在枯水期充水成坝蓄水,满足用水及美化环境的需求,汛期排空坝内水,坍坝过洪,不影响河道行洪。彩色无搭头橡胶坝已在全国部分地区推广应用,但在我省尚属首例。
  2.工程概况
  某市地处沿海,地势平坦,人口密集。护城河从城区自东往西贯穿而过,城区以上流域面积510km2,河道长45km,平均坡降95‰。属季节性山区河流,河水丰枯悬殊,汛期洪峰流量大,枯水期流量小,常造成城区河床裸露,加上河道两岸工业生活污水的排放,城区河道脏乱现象较为严重,影响城区环境美化。另外,城区灌溉、供水直接取用河道水,枯水期河道水位低,取水无法保证。因此,有必要在护城河城区段兴建拦河闸坝,以抬高枯水期水位,满足用水及城区环境美化的需求。
  3.拦河坝方案选择
  3.1传统的拦河闸
  传统的拦河闸有固定式和活动式两类。固定式拦河闸在大流域江河上应用较多,具有跨度大、控制水位高等特点,但造价高、工期长,其闸墩、启闭机架等结构阻水严重,降低了河道的行洪能力,需加高河道防洪堤。传统活动式的拦河闸有鱼鳞闸和翻板闸两种,这两种闸具有造价较低、控制水位灵活等特点,但可控制水位较低(一般控制水位低于1.5m)、止水效果差、工期较长、同时美化环境效果也较差,尤其是翻板闸与城区环境难以协调一致。
  3.2橡胶坝的特点
  橡胶坝是由高强度的织物合成纤维受力骨架与合成橡胶构成,锚固在基础底板上,形成密封袋形,充入水或空气形成水坝,具有以下特点:
  (一)造价低,橡胶坝的造价与同规模的常规闸相比,一般可以减少投资40~50%。
  (二)施工期短,橡胶坝袋是先在工厂制造,然后现场安装,施工速度快,一般3~15天即可安装完毕,整个工程结构简单,工期一般为3~6个月。
  (三)不阻水,橡胶坝袋内水泄空后,紧贴在底板上,不缩小原有河床断面,无需建闸墩、启闭机架等结构,基本上不阻水。止水效果好,坝袋锚固于底板和岸墙上,能达到基本不漏水。
  (四)节省三材,橡胶坝袋以合成纤维织物和橡胶制成的薄柔性结构:代替钢板钢筋砖结构,水下结构简单,因此三材用量显著减少,一般可节省钢材30~50%,水泥50%左右,木材60%以上。
  (五)耐久性好,坝袋表面用氯磺酸化聚乙烯合成橡胶(氯锡酸盐聚乙烯橡胶)做涂层,可增强抵抗阳光照射的能力,大量科学试验表明,橡胶坝的设计年限至少有40年。
  (六)可靠性强,可靠的原因是装置的结构简单,充、放水装置的失灵率低,维修简单。
  (七)抗震性能好,橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构,富有弹性,抗冲击弹性40%左右,伸长率达60%,具有以柔克刚的性能,能抵抗强大的地震破坏和特大洪水的波浪冲击。
  (八)造型优美,橡胶坝属流线型,造型优美。
  3.3彩色无搭头橡胶坝特点
  彩色无搭头橡胶坝除具有传统的橡胶坝的特点外,还具有以下突出特点:
  (一)坝体色彩丰富,易与周围环境相协调,增强了其美化环境的功能。
  (二)改善材料合成结构,解决了传统搭头橡胶坝二次硫化影响耐久性的难题,其使用期可达80~100年。
  (三)表面平整光滑,易于安装操作。
  3.4方案选定
  综上所述,彩色无搭头橡胶坝具有造价低、施工期短、寿命长、抗震能力强、美化环境效果好等显著特点,优于传统的拦河闸坝,因此选用彩色无搭头橡胶坝作为拦河坝型。    4.橡胶坝结构设计
  4.1工程布置
  根据灌溉需求和河势状况,护城河城区橡胶坝设置在城区河段下游,枢纽建筑物由橡胶坝、下游消能设施及水泵房组成。
  4.2橡胶坝
  橡胶坝全长70m,坝基采用C20钢筋砼,厚1.0m,宽7m.坝袋选用JBD2.0-1010-2型无搭头橡胶坝袋,设计水头3.1m.坝袋材料为两布三胶,经向强度为220KN/m(两层布每层16OKN/m),纬向强度为220KN/m(每层160KN/m),堵头采用一布二胶。
  胶袋锚固方式采用双锚线,分别在坝袋贴地的上、下游侧锚图,相距3.Om,锚固结构型式为孔压板式。
  4.3下游消能设施
  下游消能设施包括消力池和海漫,根据设计流量和设计水头,通过消能计算,确定消力池长10.0m,池深1.0m,海漫长20.00m,消力池底板为C2010钢筋砼,厚0.6Om,海漫为M10浆砌条石,厚0.30m.
  4.4水泵房
  水泵房布置在橡胶坝左岸,房高4.0Om,采用砖混结构,内设置有集水井、水泵、控制闸及输水管等。
  5.橡胶坝的运行和维护
  5.1运行
  橡胶坝充水采用水泵供水,排水采用自排和抽排相结合,充排水时间约2小时。
  橡胶坝的内压观测,由压力观测装置通过直接管与控制室相通,从标尺直接读取。
  5.2维护
  橡胶坝的维护包括抽排水系统的维修及坝体的维护。抽排水系统应定期检查维修。坝体维护主要是清除粘附在坝体上的粘土和废渣,采用清洁水洗刷为主。
  6.日常需注意的问题
  6.1坝袋的损坏
  造成坝袋的损坏主要有以下方面
  (一)人为破坏,应禁止非工作人员进入坝区
  (二)放水造成的损坏,放水期间,被紧靠坝袋下游面的尖利物体所剌破。
  (三)摩损造成的损伤,坝体的振动,坝与两岸的摩擦以及漂浮物都可能导致坝的摩损。
  (四)明火造成的损坏,坝体合成材料,火是潜在的最不利因素。
  6.2放水后坝体上的淤泥、碎石堆积
  在放水期间,淤泥、碎石有时堆积在坝体上,再次充水前,必须予以清除。
  7.结束语
  (一)护城河通过设置彩色无搭头橡胶坝,在不影响河道行洪的前提下,达到美化环境、灌溉用水的目的。
  (二)橡胶坝与传统的拦河坝相比,具有造价低、工期短、耐久性好、美化环境效果好等突出优点。