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推广橡胶坝新技术,提高橡胶坝的使用寿命

发布日期:2019-02-25 浏览数:203 次

引言
        “以水挡水”,是橡胶坝有别于其它挡水建筑物的最主要特征之一。橡胶坝是高分子合成纤维、合成橡胶新技术应用于水利工程的一种新型低水头坝体,它以高强力合成纤维做为骨架,内外涂敷橡胶保护层,制成坝袋。橡胶坝体的高度可根据需要任意控制,其主要适用于低水头、大跨度的闸坝工程。

1、橡胶坝的三种形式

        在我国,橡胶坝分为片闸式橡胶坝混合式橡胶坝袋式橡胶坝三种形式。
        其中片闸式橡胶坝又称为帆式橡胶坝,它是由柔性薄膜胶布制作,其下端锚固在基础底板上,上端锚固在活动的横梁上,活动横梁由支柱及导向杆支撑,也可由卷扬机或手动绞车通过钢丝绳确定其位置。当活动横梁将帆布拉起时,便可挡水,降低活动横梁的高度便可泄水。

        混合式橡胶坝,是利用胶布制成,坝袋与钢板或钢筋混凝土板结合建成的闸坝。混合式橡胶坝安全度比较高,但是它缺乏灵敏度,而且费工费料。

        以上两种橡胶坝在我国使用率都不高。在我国使用率最高的是袋式橡胶坝中的单袋式橡胶坝,其还有另外一种形式是多袋式橡胶坝。其中单袋式橡胶坝又分为充气、充水、水气混合三种形式橡胶坝。单袋式橡胶坝工艺比较简单,主要由橡胶坝袋、水工基础及充排气(水)设施组成。

        多年实践证明,橡胶坝技术是贫水地区解决用水需求的最佳选择,我国自1965 年开始组织跨行业联合攻关,1966 年建成第一座橡胶坝。经过几十年的实践,我国橡胶坝技术在设计、坝袋制造、安装及运行管理等方面形成了自己的特色,其工程技术已达世界先进水平。

 

2、橡胶坝的特点

        橡胶坝的主要特点是造价低,节省三材(钢材、水泥、木材),施工期短,抗震性能好,不阻水、止水效果好。操作简单,便于安装更换。
        2.1 橡胶坝的造价较低橡胶坝结构简单,一般中间不需设置任何支承,操作系统可用手动闸阀,不用起臂设备,因此,其工程造价是比较低的。根据经验分析,橡胶坝造价介于钢闸门与自动多铰间门之间,低于钢闸门,高于自动多铰间门,居于中等水平。
        2.2 使用橡胶坝,可减少钢材、水泥、木材用量橡胶坝的坝袋是以合成纤维织物和橡胶制成的薄柔性结构,代替钢木及钢筋砖结构,由于不需要修建中间闸墩、工作桥和安装启闭机具等钢和钢筋砖水上结构,并简化水下结构,因此钢材、水泥、木材用量显著减少。橡胶坝整个档水体积除有薄薄的胶布之外,都是水或空气,可说是以水挡水,一般可节省钢材30-75%、水泥20-80%、木材60%以上。
        2.3 橡胶坝操作简单,易于安装,施工期短橡胶坝袋是先在工厂生产,其制作流程是:
        先生产一条1m 宽的坝袋,然后采用在一定压力、温度下把每条坝袋进行单缝硫化的热粘法机械成型。随着我国橡胶坝袋生产技术的逐渐进步与完善,其橡胶坝袋生产技术已步入标准化、规范定型化阶段。运到施工现场后可直接安装,由于其钢材、水泥、木材用量减少,其施工操作简单,便于安装,大大的缩短了施工周期。一般3~15 天即可安装完毕,整个工期一般为3~6 个月,大部分橡胶坝工程均是当年施工当年受益。
        2.4 橡胶坝的抗震性能好橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构,富有弹抗冲击弹性35%左右,伸长率达600%,具有以柔克刚的性能,可以抵抗强大地震波和特大洪水的波浪冲击,故其抗震性能好。
        2.5 橡胶坝不阻水,止水效果好橡胶坝袋锚固于底板和岸墙上,基本能达到不漏水。坝袋内水泄空后,紧贴在底板上,不缩小原有河床断面,无需建中间闸墩、启闭机架等结构,故不阻水。其使用年限可达到15 年-20 年。

3、 橡胶坝的应用及其防治运行管理
        3.1 橡胶坝的应用橡胶坝与水闸相比,结构简单,可充坝蓄水、坍坝过洪,利用自然又不破坏自然,既可解决城市河道防洪与蓄水的矛盾,又有利于生态环境的保护。在水利水电建设上,橡胶坝过去主要用于灌溉、发电,近些年随着橡胶坝技术的发展和我国城市用水、景观建设及环境整治的需要,橡胶坝得到更广泛的运用。橡胶坝的简单、方便、实用、美观、经济,使橡胶坝越来越受到各地的青睐,在城市园林美化工程越来越多地得到应用。在城市美化、生态环境改善、节资节能等方面发挥着越来越重要的作用,橡胶坝市场越来越大。
        3.2 橡胶坝的运行管理橡胶坝能否充分发挥效益,关键是运行管理。因此,对橡胶坝必须按运行规律科学管理,实践中,抓住了以下几个环节:
        3.2.1 科学调度洪水,减少橡胶坝磨损洪水初期尽量采用两侧调节闸泄洪,由于其底板低,泥沙易被冲刷,可减少橡胶坝前淤积;遇较大洪水要塌坝泄洪,可以加大泄洪能力,有利于冲砂排淤;
        3.2.2 橡胶坝袋的管理
       ①橡胶坝袋在充排前要及时清除坝袋及锚固件上的杂物,检查水泵、管道和阀门。
       ②橡胶坝袋在充水前关闭排气孔,待坝袋充胀到二分之一坝高时,把排气孔打开,气体消除后再关闭。充胀时,要有1~2 人穿不带钉子的鞋在坝上来回跳动,可使坝体受力均匀,也可使坝内气体完成排出。坝袋应进行3 次充胀,每次停留不少于30min 最后达到设计高度。
       ③第一,严禁坝袋颤动和超高压运行;第二,是避免山石、木材等杂物剌伤坝体;第三,是减轻风浪冰冻对坝袋的影响:A. 浪对坝袋产生的不利因素主要有三点:
        一是风浪造成坝袋剧烈振动,长时间拍打具有往复破坏作用;
        二是风浪对坝体产生附加作用力,可使坝袋内压力增大;
        三是风浪增加了对坝体的冲击力,会使坝的锚固力加大。
        目前消去波浪的破坏作用尚无根本的措施,但可在风浪到来之时降低坝高,减少对坝袋的影响。B.是在寒冷季节塌坝过冬,为防止冰压对坝袋的影响,可采取如下措施:
        a 是结冰期间不允许调节坝高,上游来水可通过坝顶溢流或调节闸调节,尽量保持水位不变,避免冰面对坝袋的压力,同时坝顶溢流还可减薄坝前结冰的厚度。
         b 是在化冰期间注意观察,防止发生冰块对坝袋的摩擦、刺破事故;第四,是在高温季节,让坝袋有1~5cm 水层通过。
        3.3 实现水情预报、坝闸安全监控现代化,提高运行管理水平为了提高枢纽工程管理水平,要科学监控、预报、调度洪水,建设水情预报与闸坝安全计算机自动监控系统,实现与防汛指挥部门水情预报系统联网,达到水情资源共享,实现科学调度,安全监控现代化。
        3.4 加强汛前汛后检查观测对橡胶坝运行必须经常进行检查观测,作好详细记录,如果发生异常迹象,要分析原因,及时采取措施。每年汛前汛后要进行特别检查,汛前主要检查维修工作是否完成,是否仍存在隐患。汛后着重检查工程变化、损坏情况,以便尽早采取措施。

4、结束语
        橡胶堰坝作为一种新型的水利设施,以其灵活的调节方式、调度运行优势与旧式堰坝陈旧的设施、运行的不配套形成鲜明的对比。随着经济社会的不断发展、城市化进程的加快、小水电建设的兴起,橡胶坝建设市场将掀起新的投资热点,橡胶坝市场将迎来诱人的前景。
        为适应橡胶坝在不同条件下应用,科技人员对橡胶坝进行了大量的试验研究和技术完善,橡胶坝科技水平的提高,橡胶坝技术的日臻完善,为我国在南北方地区的不同条件下兴建橡胶坝提供了可靠的保证,促进了橡胶坝建设在我国的进一步发展。