帶脊無(wú)縫充氣式橡膠壩在邕河治理工程上的裝設(shè)和應(yīng)用

□齊 堅(jiān)（河南水利建設(shè)投資有限公司）

帶脊無(wú)縫充氣式橡膠壩在邕河治理工程上的裝設(shè)和應(yīng)用

□齊 堅(jiān)（河南水利建設(shè)投資有限公司）

橡膠壩自20世紀(jì)90年代以來(lái)在我國(guó)發(fā)展迅速，其造價(jià)低、施工期短、適應(yīng)性好、維修管理方便的特點(diǎn)決定了其在城市河道中的應(yīng)用越來(lái)越普及。文章以南陽(yáng)市邕河治理項(xiàng)目中的2#橡膠壩為例，主要介紹了帶脊無(wú)縫充氣式橡膠壩的裝設(shè)過(guò)程以及其在城市河道治理工程中的應(yīng)用，為其他類似工程提供了借鑒。

橡膠壩；河道治理；邕河治理；應(yīng)用

橡膠壩是用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷橡膠作保護(hù)層，加工成膠布，再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過(guò)充排管路用水（氣）將其充脹形成的袋式擋水壩。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，橡膠壩在我國(guó)，尤其是在城市河道治理工程中的應(yīng)用發(fā)展迅速。南陽(yáng)市邕河治理工程中設(shè)置的4座橡膠壩，具有典型代表意義。

1.工程概況

邕河位于南陽(yáng)市東郊，發(fā)源于紫山東南部，河道總長(zhǎng)度18.61km，流域呈狹長(zhǎng)形，流域面積34.5km2。邕河治理項(xiàng)目是第七屆全國(guó)農(nóng)民運(yùn)動(dòng)會(huì)的配套工程，位于農(nóng)運(yùn)會(huì)場(chǎng)館西南及白河左岸，312國(guó)道南北兩側(cè)區(qū)間。邕河綜合治理工程規(guī)劃在邕河設(shè)置4座橡膠壩，壩高1.5～2.0m，總回水長(zhǎng)度6km，層層跌水，形成4段不同水深的景觀水體，常水位水深0.5～1.5m，景觀水面面積約14.4hm2左右。

邕河橡膠壩工程等別為Ⅳ等，橡膠壩、控制室級(jí)別為4級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)正常運(yùn)行期為20年一遇，非常運(yùn)行期為50年一遇。邕河橡膠壩工程主要包括：橡膠壩主體工程；左右岸翼墻及上下游護(hù)岸工程；供排氣系統(tǒng)及控制室工程；上下游河床整治工程；管理工程等。

以2#橡膠壩為例，主要介紹橡膠壩的裝設(shè)和應(yīng)用。該橡膠壩壩袋長(zhǎng)度為18m，橡膠壩順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為6.0m；壩高1.7m，內(nèi)壓比1.0，壩底板厚度0.8m，采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.壩袋錨固和就位安裝

2.1 錨固方式

充氣式橡膠壩依靠將壩袋牢牢固定在承載底板和邊坡上來(lái)錨固,以此形成封閉的囊袋,不僅壩袋牢固可靠，且能夠做到嚴(yán)密而不透氣。所以說(shuō)錨固是充氣式橡膠壩是否能夠起到穩(wěn)定擋水作用的關(guān)鍵，本文中橡膠壩的壩袋采用雙線錨固方式，錨固結(jié)構(gòu)采用螺栓壓板錨固，螺栓壓板錨固壩袋是較為先進(jìn)的安裝方式，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、壩體受力均勻、施工簡(jiǎn)單、維修方便。

錨固構(gòu)件由螺栓、螺母、壓板、墊板組成。錨固槽的施工要求主要是槽內(nèi)螺栓的預(yù)埋尺寸必須準(zhǔn)確、表面一定要平整。為了滿足這些要求，邕河橡膠壩采用了預(yù)留C25二期混凝土的方式來(lái)進(jìn)行錨固槽的澆筑。預(yù)留二期混凝土需要同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的整體性以及施工的方便性。為了確保槽內(nèi)預(yù)埋螺栓尺寸的準(zhǔn)確性，通過(guò)廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)，我們選用了0.8cm厚、20cm寬的鋼板進(jìn)行焊接，每5m為1塊，在鋼板上首先定好位置鉆孔，然后將預(yù)埋螺栓垂直焊接在鋼板上，并留出設(shè)計(jì)的外露尺寸，然后使用鋼筋支架將焊有螺栓的鋼板固定在二期混凝土槽內(nèi)。在澆筑錨固槽混凝土之前，下壓板位置一定要準(zhǔn)確，每塊下壓板首尾要齊平，并用螺母逐個(gè)擰緊，使其牢牢地固定在錨筋上，以保障在混凝土澆筑過(guò)程中錨固螺栓不至于移動(dòng)變位。同時(shí)還應(yīng)對(duì)每個(gè)螺栓的螺牙涂上黃油并加上護(hù)套，以防止水泥凝固在螺栓上，從而損傷螺牙并影響其與螺帽的緊固。待混凝土澆筑完畢但還沒(méi)初凝之前還應(yīng)該再次校核預(yù)埋螺栓的尺寸是否準(zhǔn)確，如果有偏差應(yīng)趕緊糾正。

2.2 壩袋就位安裝

壩袋就位安裝一般在壩袋廠方技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行。

2.2.1 安裝前的準(zhǔn)備工作

壩袋安裝前，首先清理壩袋底板、錨固槽、邊墻及壩袋安裝場(chǎng)地表面的雜物，檢查壩袋接觸面的平整度和錨固預(yù)埋件的位置尺寸，對(duì)不能滿足壩袋安裝要求的進(jìn)行處理。

2.2.2 壩袋安裝

在安裝壩袋之前應(yīng)首先在承載底板、壩袋以及底墊片上分別標(biāo)出壩軸線、壩袋中心線以及錨固線。先從中線開(kāi)始安裝，并同時(shí)向兩側(cè)推進(jìn)。先將底墊片鋪在底板上，上下游暫時(shí)用混凝土壓軸來(lái)固定，兩端則采用錨栓來(lái)固定，同時(shí)開(kāi)孔裝設(shè)進(jìn)出水口的水帽；安裝好底墊膠片之后，就可以把壩袋膠布平鋪在底墊膠片和下游底板上，鋪設(shè)時(shí)以壩袋中線與底板中線重合為標(biāo)準(zhǔn)；鋪設(shè)完壩袋膠布后即可以錨固壩袋，錨固壩袋應(yīng)該按照從上游至下游最后到邊墻的順序來(lái)進(jìn)行。在底板錨固時(shí)，應(yīng)從壩軸中線開(kāi)始向左右兩邊逐步錨固。錨固槽內(nèi)的鋪設(shè)順序應(yīng)是:橡膠找平片為最底層，然后是壩袋底墊片，在壩袋底墊片與壩袋之間應(yīng)放置止水海綿膠片來(lái)防止漏水，止水海綿膠片的上下面應(yīng)使用氯丁膠，從而使膠片能夠與壩袋和底墊片結(jié)合。

完成以上工作之后，再將壩袋端頭從上方折反過(guò)來(lái)，再放置一層補(bǔ)強(qiáng)膠片在其上面。壩袋、補(bǔ)強(qiáng)膠片、止水海綿膠片、找平墊片以及底墊片均應(yīng)按螺栓位置鉆孔。為保證錨固時(shí)受力均勻，還應(yīng)設(shè)置兩道Φ8mm通長(zhǎng)鋼筋在補(bǔ)強(qiáng)膠片的上面，布好鋼筋之后再在上面放置16槽鋼壓板。最后安放螺母擰緊，在放上墊片上第一個(gè)螺母之前螺栓有絲部分應(yīng)用黃油涂抹滿。

2.3 注意事項(xiàng)

在安裝橡膠壩袋之前，土建部分工程應(yīng)先按照相關(guān)規(guī)范（橡膠壩技術(shù)規(guī)范、水利水電施工技術(shù)規(guī)范、橡膠壩施工規(guī)范等）進(jìn)行驗(yàn)收。其中金屬加工部分應(yīng)該按金屬結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范加工。由于錨固壓板螺栓的工序是橡膠壩袋安裝是否成功以及質(zhì)量是否能夠保證的重要一環(huán)，所以在安裝過(guò)程中應(yīng)該特別注意以下事項(xiàng)：一是各壓板之間首尾要齊平，當(dāng)不平時(shí)需要用膠板或橡皮墊平；二是螺帽的四周要均勻落在壓板上；三是安裝好壩袋之后，還需檢查底墊片與壩袋之間的接縫有沒(méi)有縫隙，如果有縫隙應(yīng)及時(shí)處理；四是在擰緊壓板螺帽時(shí)，不可一次強(qiáng)擰到位，而應(yīng)往返多次慢慢擰緊，防止損壞螺牙；五是上螺帽應(yīng)使用扭力扳手，逐個(gè)將螺栓按設(shè)定的扭矩?cái)Q緊；六是避免出現(xiàn)軟縫，造成局部漏水。

3.充氣式橡膠壩的應(yīng)用

3.1 邕河河道現(xiàn)狀

現(xiàn)狀邕河為天然河道，河面狹窄，窄處2～3m，寬處7～8m入白河口處稍寬，河道整體所處地勢(shì)較高，現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10年一遇。兩岸植被茂盛，喬木以楊樹(shù)、柳樹(shù)為主，低矮灌木和地被植物大多為原生態(tài)植物。兩岸景觀總體而言具有明顯的田園特色，沿河用地主要為農(nóng)田和村莊，自然淳樸，原始景觀條件較好。該河道沿岸市政排污管道不完善，存在多處村莊、單位將污水直接排入邕河，使邕河水質(zhì)污染嚴(yán)重，出現(xiàn)嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)和水循環(huán)危機(jī)。隨著南陽(yáng)市委市政府總體規(guī)劃和河西片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃以及“兩爭(zhēng)一迎”工作的提出，怎樣解決邕河水質(zhì)污染及形象問(wèn)題，已是擺在水利、市政園林等相關(guān)部門面前的重大課題。

3.2 充氣橡膠壩邕河治理上的應(yīng)用

3.2.1 貯水和增加水循環(huán)

邕河河道為季節(jié)性河流，豐水季節(jié)，形成水流，甚至洪水奔騰；枯水季節(jié)，河水?dāng)嗔?、河床裸露，兩岸的生活污水和工業(yè)廢水不斷排入，致使邕河嚴(yán)重污染，水質(zhì)黑臭，生活垃圾隨處可見(jiàn)。

邕河治理后，利用引水渠引白河河水至邕河河道。在邕河河道上修建橡膠壩能夠起到蓄水，減少水流對(duì)河床的沖刷，增加水循環(huán)的作用。豐水季節(jié)，壩前形成壅水，河水漫過(guò)橡膠壩，河水保持緩慢流動(dòng)；枯水季節(jié)，引白河河水入邕河，橡膠壩能夠起到抬高水位，避免河床干枯裸露的作用，并且可以使得河水沉淀和澄清，使生活垃圾等漂浮物品得以沉積，使河水常年保持潔凈流水。當(dāng)邕河河水通過(guò)層層橡膠壩貯水沉淀，最后流入白河的水體也得到了有效的循環(huán)。

3.2.2 防洪排澇作用

充氣式橡膠壩施工比較方便，其上部可以溢流，不需要建閘墩、啟閉機(jī)架等結(jié)構(gòu)，故不阻水。相比啟閉需水閘，橡膠壩的排洪效率更高，洪水來(lái)臨時(shí)，可以將充氣橡膠壩放氣使其緊貼于河床，效果更好。另外還可以通過(guò)靈活控制橡膠壩的壩高來(lái)調(diào)節(jié)水位和流量，且在緊急情況下能夠迅速塌壩，以滿足汛期防汛搶險(xiǎn)的快速反應(yīng)。

3.2.3 美化環(huán)境作用

邕河綜合治理工程以城市防洪為基點(diǎn)，綜合考慮綠色生態(tài)防洪理念，建設(shè)城市防洪體系和水系景觀的立體防洪框架，因地制宜地打造城市防洪保安全的生命線，使工程布局和城市發(fā)展總體格局協(xié)調(diào)一致，為城市濱河規(guī)劃與開(kāi)發(fā)提供科學(xué)的依據(jù)。

本工程充氣橡膠壩造型優(yōu)美，線條流暢，橡膠壩為藍(lán)色，色彩明艷，賞心悅目。為南陽(yáng)城市裝點(diǎn)得絢麗多彩。當(dāng)河水溢流過(guò)橡膠壩，形成了別具一格的小瀑布，也將成為南陽(yáng)市內(nèi)一道靚麗的風(fēng)景線。

3.2.4 消減壩袋振動(dòng)

充氣橡膠壩在運(yùn)行過(guò)程中的突出問(wèn)題就是壩體內(nèi)氣體壓縮不均勻?qū)е滤骷袥_刷河床；本項(xiàng)目中橡膠壩的獨(dú)特“帶脊”結(jié)構(gòu)，通過(guò)帶脊挑流產(chǎn)生的擾流效應(yīng)，能消減水流脈動(dòng)產(chǎn)生的有規(guī)律的震蕩；且?guī)Ъ固袅餍纬傻钠俨寄芨訌堬@橡膠壩工程的壯美景觀。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著充氣橡膠壩技術(shù)的發(fā)展，帶脊無(wú)縫充氣橡膠壩在城市河道治理以及景觀綠化建設(shè)等方面得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

綜上所述，隨著我國(guó)水利建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，橡膠壩設(shè)計(jì)、施工技術(shù)也越來(lái)越成熟，相信在今后的施工中帶脊無(wú)縫充氣式橡膠壩以其先進(jìn)的性能和便利的施工條件在我國(guó)的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越普及。

[1]何尚文.充氣式橡膠壩裝設(shè)和運(yùn)行操作管理[J].水利科技,2003，1.

[2]彭莉.淺談充氣橡膠壩在廣州市區(qū)河涌整治上的應(yīng)用和推廣[J].廣州科技,2009，7.

齊 堅(jiān)（1981-），男，工程師，研究方向?yàn)轫?xiàng)目管理。

2012-06-08