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如何科学的管理维护橡胶坝
发布日期：2018-12-20 00:00:00 信息来源：华明橡胶坝 浏览数：1187 次
橡胶坝，又称橡胶水闸，属薄壁柔性结构，是随着高分子合成材料的发展而出现的一种新型水工建筑物。不需要挡水时，泄空坝袋内的水（气），便可恢复原有河道的过流断面，坝顶可以溢流，并可根据需要调节坝高，控制上游水位，以发挥灌溉、航运、防洪、挡潮等效益。通常认为，橡胶坝工程具有节省材料、造价低、结构简单、工期短、操作灵活、不漏水、止水效果好、不阻水[1]等诸多优点，同时，橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构，重量轻，富有弹性，没有很高的排架、工作桥等，抗震性能较好。
当然，橡胶坝也有一些不足，与钢筋混凝土结构相比，其坚固性较差，容易被刺破和磨损，有了裂口如不及时修补，容易迅速扩大，导致工程失效。还有老化问题，目前坝袋的使用寿命一般为20 年左右。笔者以新沂市王庄闸橡胶坝为例，进行调查研究，介绍该橡胶坝的控制运行情况和现状。
王庄闸枢纽工程位于新沂市马陵山境内总沭河上，是总沭河塔山闸下的二级梯级控制工程，设计行洪流量3000m3/s，王庄闸距上游塔山闸14km，距下游沭河入新沂河口约18km。老闸完建于1967 年，为双层结构，底部为双孔箱式涵洞，洞顶为45 孔的翻倒门节制闸。王庄闸枢纽工程运行30 多年后，由于年久失修，老化严重，而且闸下河床逐年下切，每年汛期都出现不同程度的险情。从建成至2000 年，闸下游护坦末端河床已下降4m 多，危及闸体安
（1）王庄闸橡胶坝坝上最高蓄水位21.0m，具体蓄水高度服从市防办调度。
（2）汛期关注国家及当地天气预报，掌握近期流域降水情况，结合调度运行方案，提前制订橡胶坝控制运行预案，预测水位变化趋势，推算坝前及洪峰到来时间，科学进行控制运用。
（3）闸上水位通过调节橡胶坝充水高度进行调节。
①当上游泄洪时，根据流量大小、闸上水位、闸上库容等情况，预降坝袋，预腾库容以备上游发生洪水时接纳上游来水。上游来水按洪峰流量进行分级，不同级别洪水对应不同的控制运用方法，上游洪水分为三级：小洪水、一般洪水、中高洪水。小洪水（行洪流量≤200m3/s）不塌坝，来水完全通过坝顶溢
流。根据橡胶坝技术规范，坝顶正常溢流最大水深0.5m，大水深溢流会对橡胶坝袋使用寿命产生不利影响，缩短坝袋寿命。一般洪水和中高洪水全部塌坝运行。根据汛期洪水过程特点，当明确或预测未来数小时内洪峰将至，提前放空坝袋，确保防汛安全，确保坝袋安全运行。洪峰过后，水位逐步回落，当水位降至20.0m 时，且后续无较大降雨时，充坝拦蓄洪水发电。
②加强同市防办联系，较准确掌握上游洪峰流量，以确定橡胶坝是否提前塌坝，避免出现小洪水泄空库容后而蓄不到预定水位，大洪水人为加大自然来水洪峰流量，造成对下游河床的冲刷。
③泄洪期间加强对上、下游河道观察、巡查，特别是在不塌坝行洪时，及时掌握漂浮物情况，如发现有可能对坝袋造成损坏的漂浮物，在安全情况下采取适当方式阻拦，如果无法阻拦，则将坝袋尽可能下塌，保护坝袋安全。
④为防止行洪期间电网停电，提前向市防办汇报，申请临时发电设备在现场备用。
（4）非汛期，坝前蓄水位按20.80m 控制。平时注意观察上游水位变化及坝袋过水情况，如发生水位明显升高或降低，及时分析并查实原因。
1.3 王庄闸橡胶坝现状
橡胶坝袋在国内属于新型水工建筑物，国内快速发展于1992 年以后，管理及运行经验多借鉴欧美及日本等国家，目前国内推荐标准为《橡胶坝工程技术规范》（GB/T50979-2014），根据国内经验正常使用寿命一般为15~20 年。根据生产厂家的回访情况和日常观测、巡查情况，王庄闸橡胶坝袋存在橡胶层细微龟裂、起泡等现象，目前运行正常。橡胶坝袋充水系统已运行10 多年，泵房内闸阀磨损严重，出现漏水，且锈蚀严重，2015 年，管理所对15 套闸阀进行了更新，保证了充水系统正常运行。经过现场调查，目前王庄闸橡胶坝水工建筑物现状见表2。
本文结合橡胶坝工程的特点，以新沂市王庄闸橡胶坝为例，通过实地考察了解了该橡胶坝工程。由于新沂市王庄闸橡胶坝科学的运行管理发挥了重要作用，取得了巨大的社会和经济效益，该橡胶坝存在的问题很少，橡胶坝的工程现状良好，有利于更好地发挥橡胶坝工程的社会和经济效益。
当然，橡胶坝也有一些不足，与钢筋混凝土结构相比，其坚固性较差，容易被刺破和磨损，有了裂口如不及时修补，容易迅速扩大，导致工程失效。还有老化问题，目前坝袋的使用寿命一般为20 年左右。笔者以新沂市王庄闸橡胶坝为例，进行调查研究，介绍该橡胶坝的控制运行情况和现状。
1 王庄闸橡胶坝应用现状
1.1 王庄闸橡胶坝概况王庄闸枢纽工程位于新沂市马陵山境内总沭河上，是总沭河塔山闸下的二级梯级控制工程，设计行洪流量3000m3/s，王庄闸距上游塔山闸14km，距下游沭河入新沂河口约18km。老闸完建于1967 年，为双层结构，底部为双孔箱式涵洞，洞顶为45 孔的翻倒门节制闸。王庄闸枢纽工程运行30 多年后，由于年久失修，老化严重，而且闸下河床逐年下切，每年汛期都出现不同程度的险情。从建成至2000 年，闸下游护坦末端河床已下降4m 多，危及闸体安
全，成为新沂市防洪保安的隐患[2]。经过技术经济比较和可行性论证，确定采用橡胶坝挡水方案加固，即拆除原翻倒门，新做橡胶坝拦、蓄水，同时在新做的橡胶坝底板下增做2 孔新涵洞。新建的王庄闸橡胶坝位于老涵洞下游新建消力池的溢流堰上，双层结构，底层为2 孔箱涵，兼做橡胶坝底板；上层为6 孔净宽63.9m 的橡胶坝。橡胶坝顶高程21.30m，总坝长387.4m。下游设水平长度18.50m 的消力池，池深1.5m，在消力池外设钢筋混凝土海漫，在抛石防冲槽前设一浆砌块石防冲墙，墙底位于麻岩石上，以防止下游河床冲刷破坏波及消力池。王庄闸橡胶坝主要技术指标见表1。
1.2 王庄闸橡胶坝控制运行情况
（1）王庄闸橡胶坝坝上最高蓄水位21.0m，具体蓄水高度服从市防办调度。
（2）汛期关注国家及当地天气预报，掌握近期流域降水情况，结合调度运行方案，提前制订橡胶坝控制运行预案，预测水位变化趋势，推算坝前及洪峰到来时间，科学进行控制运用。
（3）闸上水位通过调节橡胶坝充水高度进行调节。
①当上游泄洪时，根据流量大小、闸上水位、闸上库容等情况，预降坝袋，预腾库容以备上游发生洪水时接纳上游来水。上游来水按洪峰流量进行分级，不同级别洪水对应不同的控制运用方法，上游洪水分为三级：小洪水、一般洪水、中高洪水。小洪水（行洪流量≤200m3/s）不塌坝，来水完全通过坝顶溢
流。根据橡胶坝技术规范，坝顶正常溢流最大水深0.5m，大水深溢流会对橡胶坝袋使用寿命产生不利影响，缩短坝袋寿命。一般洪水和中高洪水全部塌坝运行。根据汛期洪水过程特点，当明确或预测未来数小时内洪峰将至，提前放空坝袋，确保防汛安全，确保坝袋安全运行。洪峰过后，水位逐步回落，当水位降至20.0m 时，且后续无较大降雨时，充坝拦蓄洪水发电。
②加强同市防办联系，较准确掌握上游洪峰流量，以确定橡胶坝是否提前塌坝，避免出现小洪水泄空库容后而蓄不到预定水位，大洪水人为加大自然来水洪峰流量，造成对下游河床的冲刷。
③泄洪期间加强对上、下游河道观察、巡查，特别是在不塌坝行洪时，及时掌握漂浮物情况，如发现有可能对坝袋造成损坏的漂浮物，在安全情况下采取适当方式阻拦，如果无法阻拦，则将坝袋尽可能下塌，保护坝袋安全。
④为防止行洪期间电网停电，提前向市防办汇报，申请临时发电设备在现场备用。
（4）非汛期，坝前蓄水位按20.80m 控制。平时注意观察上游水位变化及坝袋过水情况，如发生水位明显升高或降低，及时分析并查实原因。
1.3 王庄闸橡胶坝现状
橡胶坝袋在国内属于新型水工建筑物，国内快速发展于1992 年以后，管理及运行经验多借鉴欧美及日本等国家，目前国内推荐标准为《橡胶坝工程技术规范》（GB/T50979-2014），根据国内经验正常使用寿命一般为15~20 年。根据生产厂家的回访情况和日常观测、巡查情况，王庄闸橡胶坝袋存在橡胶层细微龟裂、起泡等现象，目前运行正常。橡胶坝袋充水系统已运行10 多年，泵房内闸阀磨损严重，出现漏水，且锈蚀严重，2015 年，管理所对15 套闸阀进行了更新，保证了充水系统正常运行。经过现场调查，目前王庄闸橡胶坝水工建筑物现状见表2。
2 小结
本文结合橡胶坝工程的特点，以新沂市王庄闸橡胶坝为例，通过实地考察了解了该橡胶坝工程。由于新沂市王庄闸橡胶坝科学的运行管理发挥了重要作用，取得了巨大的社会和经济效益，该橡胶坝存在的问题很少，橡胶坝的工程现状良好，有利于更好地发挥橡胶坝工程的社会和经济效益。