橡膠壩損害原因和防治措施

□ 丁清偉

橡膠壩主要適用于低水頭、大跨度的閘壩工程，如用于水庫溢洪道上作為閘門或活動溢流堰，以增加水庫庫容及發(fā)電水頭；用于河道上作為低水頭、大跨度的滾水壩或溢流堰，可以不用常規(guī)閘的啟閉機、工作橋等；用于渠系上作為進水閘、分水閘、節(jié)制閘，能夠方便地蓄水和調節(jié)水位和流量；用于海岸作防浪堤或擋潮閘，因不受海水侵蝕和海洋生物的影響，比金屬閘門效果好；用于跨度較大的孔口船閘的上、下游閘門；用于施工圍堰或活動圍堰，橡膠活動圍堰高度可升可降，可從堰頂溢流，不需取土筑堰可保持河道清潔，節(jié)省勞力并縮短工期；用于城區(qū)園林工程，采用彩色壩袋，造型優(yōu)美，線條流暢，可為城市建設增添一道優(yōu)美的風景等。

橡膠壩是一種隨著高分子合成纖維和橡膠工業(yè)的發(fā)展而出現的新型低水頭建筑物。它以高強力合成纖維為骨架，內外涂敷橡膠為保護層，制成壩袋。袋內注水或充氣充脹后控制上游水位，用以發(fā)揮灌溉、發(fā)電、航運、防洪、擋潮等效益。但是，橡膠壩在實際的運行過程中，也極易受到損害。

一、損害成因

（一）人為破壞造成的損壞

橡膠壩容易受到尖利和有尖角物體的損壞，在容易遭受到因無知或惡意破壞而造成嚴重的重復損傷的地方不應安裝橡膠壩。

通過筑起柵欄把靠近橡膠壩的地面隔護起來，可以減少上述情況的發(fā)生?；驅⑾鹉z壩設置在被封閉起來的區(qū)域內，進入該區(qū)域的通路只限于允許出入的工作人員。

（二）洪水過后的殘骸造成的損壞

由于洪水過后遺留的各種殘骸，諸如民用設施與建筑材料這類尖利的物體很可能對壩體的上游面造成損傷。微小處的漏氣易于修復，如果漏氣面積很大，例如建筑物的碎石造成的漏氣，修復起來比較困難。

（三）放氣造成的損壞

放氣期間，橡膠壩體可能會因緊靠壩下游面的尖利物體刺破受損。

（四）磨損造成的損傷

壩體的振動、壩與河床及兩岸的摩擦，以及漂浮的各種垃圾都可能導致橡膠壩的磨損。

（五）火造成的損壞

火也許是對橡膠壩最為不利的潛在危害因素?；鹂梢鸫蠓秶膲误w損壞，而修復大面積的壩體有時是不可能的。對于很重要的壩，需提供備用橡膠壩，以便在出現嚴重損壞時，能迅速替換。

二、實例分析

以白河橡膠壩為例。

（一）橡膠壩設計方面存在的問題

一是設計時對泥沙給橡膠壩運行管理帶來的困難考慮不周。白河發(fā)生洪峰流量超過400m3/s時，洪水挾沙量特別大，這樣的洪水一般采取塌壩運行，但沙石在通過壩袋時，對壩袋產生一定程度的磨蝕。同時，沙石還易被洪水帶入上游壩袋錨固槽，或過壩后因負壓作用吸入壩袋底部，如果充壩前沒有清除干凈，壩袋在振動或蠕動過程中與這些石塊產生摩擦，一旦遇到特別尖銳物體，情況就特別危險。二是設計沒有考慮具體的工程措施，山洪河道大量漂浮物如大樹、船只等，通過時容易劃破橡膠壩。三是安全檢查極為不便。為節(jié)約建設資金攔河壩僅在一端船閘處設工作橋，致使檢查觀測十分不便，特別是行洪期間，無法對全壩進行檢查。

（二）運行管理方面存在的問題

一是該攔河壩上游流域面積廣大，達10910km2，尚未健全流域洪水預報信息系統(tǒng)。二是尚未掌握壩袋運行規(guī)律。多跨橡膠壩，其運行規(guī)律需要經過多年的實際調控才能掌握，該壩建成歷史不長，對一些問題尚未弄清。三是安全監(jiān)控方面存在不足。橡膠壩主要由合成材料制成，白河四級橡膠壩為兩布三膠，壁厚僅7mm，未加鋼絲網保護，極易人為破壞，或被河道漂浮物刺傷。因此，需要對壩袋全天候、全方位地觀察保護。

三、加強橡膠壩的運行管理

（一）科學調度洪水，減少橡膠壩磨損

根據本橡膠壩工程特點，洪水初期小于150m3/s時，應盡量采用兩側調節(jié)閘泄洪，因其底板低，泥沙易被沖刷至下游，可減少橡膠壩前淤積。遇較大洪水，流量超過150m3/s時一定要塌壩泄洪，這樣可以加大泄洪能力，也有利于沖砂排淤。泄量一旦小于150m3/s，就可啟用調節(jié)閘泄洪，騰出時間立即檢查橡膠壩看其沖刷磨損情況，必要時可及早對沙石進行清理打撈，以確保橡膠壩繼續(xù)行洪的安全，每年汛后要對橡膠壩徹底檢查一遍，并將壩底及錨固槽的沙石清除干凈。

（二）壩袋運行組合以同起同落為宜

通過10年的實際運用觀察，以8節(jié)壩袋為一組，兩岸泵站同時工作、同時蓄壩或塌壩，可使壩頂溢流單寬流量減少，避免下游集中水流沖刷，保證河床穩(wěn)定。同時可使壩高高度一致，通過觀察第一壩高起落情況就可知道全壩，消去因無工作橋給觀察全壩帶來的不利影響。

（三）減輕風浪冰凍對壩袋的影響

風浪對壩袋產生的不利因素主要有三點：一是風浪造成壩袋劇烈振動，長時間拍打具有往復破壞作用；二是風浪對壩體產生附加作用力，可使壩袋內壓力增大；三是風浪增加了對壩體的沖擊力，會使壩的錨固力加大。目前消去波浪的破壞作用尚無根本的措施，但可在風浪到來之時降低壩高，減少對壩袋的影響。

該橡膠壩冬季需正常蓄水，每年在12月份下旬河面會封冰，最大厚度可達10cm，持續(xù)時間較長，同時壩袋內也會結冰。為防止冰壓對壩袋的影響，可采取如下措施：一是結冰期間不允許調節(jié)壩高，上游來水可通過壩頂溢流或調節(jié)閘調節(jié)，盡量保持水位不變，避免冰面對壩袋的壓力。同時壩頂溢流還可減薄壩前結冰的厚度。二是在化冰期間注意觀察，防止發(fā)生冰塊對壩袋的摩擦、刺破事故。

（四）實現水情預報、壩閘安全監(jiān)控現代化，提高運行管理水平

為了提高樞紐工程管理水平，科學監(jiān)控、預報、調度洪水，建設水情預報與閘壩安全監(jiān)控自動化系統(tǒng)，可實現與防汛指揮部門水情預報系統(tǒng)聯網，達到水情資源共享，實現科學調度，安全監(jiān)控現代化。

（五）加強汛前汛后檢查觀測

對橡膠壩運行必須經常進行檢查觀測，作好詳細記錄，如果發(fā)生異常跡象，要分析原因，及時采取措施。每年汛前汛后要進行特別檢查，汛前主要檢查維修工作是否完成，是否仍存在隱患。汛后著重檢查工程變化、損壞情況，以便盡早采取措施。