橡膠壩施工技術(shù)淺析

辛炳烈

（中國(guó)水利水電第十三工程局有限公司，中國(guó) 天津300384）

0 引言

橡膠壩技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)是一種成熟的技術(shù)，它綜合了現(xiàn)代橡膠合成材料性能和滿足低水頭、壩頂溢流，可調(diào)節(jié)泄洪量、容易控制等要求的擋水建筑物。橡膠壩袋是用高強(qiáng)合成纖維織物做受力骨架,內(nèi)外涂敷合成橡膠作粘結(jié)保護(hù)層,加工成橡膠膠布,按設(shè)計(jì)尺寸制成壩袋,錨固在基礎(chǔ)底板上,用水或氣的壓力充脹起來(lái),形成擋水壩，壩頂可以溢流,也可以根據(jù)需要而隨時(shí)調(diào)節(jié)壩高,不需要擋水或有泄洪任務(wù)時(shí),將袋內(nèi)之水(或氣)排空,壩袋便坍平于基礎(chǔ)底板上,水流下泄無(wú)阻,河道或原建筑物便可恢復(fù)原有的過(guò)水?dāng)嗝?，能起到調(diào)節(jié)水位、控制流量的節(jié)制閘和活動(dòng)溢流堰等作用。

1 工程施工案例

1.1 工程簡(jiǎn)介

下面以浙江衢州塔底水利樞紐工程中5跨橡膠壩的施工技術(shù)進(jìn)行淺析。

該工程由發(fā)電廠房壩段、泵房壩段、泄洪閘壩段、船閘壩段和主攔河擋水橡膠壩段組成。橡膠壩采用了5跨螺栓壓板雙錨固式，單跨長(zhǎng)度85m，高度5.25m，屬于較高的橡膠壩；橡膠壩的分隔墩為坡比1：1的斜面式。

壩袋采用三布四膠，型號(hào)為JBD5.25-300-3。外覆蓋膠厚大于2.5mm，內(nèi)覆蓋膠厚度大于2.0mm，夾層厚度膠大于0.5mm，單層帆布強(qiáng)度300kN/m。壩袋總厚度大于12.1mm。壩袋底墊片采用一布二膠，厚度大于2mm。

壩袋錨固設(shè)計(jì)采用雙錨線螺栓壓板式錨固。螺栓間距20cm。上壓板采用Q235鑄鋼件并作防銹處理。

1.2 材料性能

1.2.1 橡膠壩袋性能

要求達(dá)到設(shè)計(jì)的抗拉強(qiáng)度和抗撕裂性能、柔曲性、耐疲勞性、耐水浸泡及耐久性，膠布和橡膠粘合性能良好等。出廠前根據(jù)壩袋生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，提供產(chǎn)品合格證和檢驗(yàn)報(bào)告。

1.2.2 螺栓壓板式錨固機(jī)構(gòu)性能

根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》，應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定螺栓的直徑、間距、長(zhǎng)度以及壓板的厚度斷面，螺栓間距以20～30cm為宜。錨固機(jī)構(gòu)由預(yù)埋螺栓、下墊板、上壓板、墊片、緊固螺帽等組成，應(yīng)滿足的強(qiáng)度、耐久性、錨固力、銹蝕等因素的要求。

1.3 安裝方案的確定

1.3.1 安裝前的準(zhǔn)備工作

壩面處理：按設(shè)計(jì)要求，壩袋在放水坍落和沖水2種工況下，與基礎(chǔ)地板和邊墩接觸面范圍，澆筑厚15cm的C40二期細(xì)石混凝土，并對(duì)表面進(jìn)行水磨石面式的研磨，要求平整光滑。安裝前，對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)面進(jìn)行除塵和清渣，并涂刷環(huán)氧樹(shù)脂溶液保護(hù)表面。對(duì)于壩袋接觸的墩墻也進(jìn)行類(lèi)似處理。環(huán)氧樹(shù)脂處理液采用WSR6101(E-44)型環(huán)氧樹(shù)脂，加651型固化劑和丙酮按1：0.4：1的比例混合，調(diào)制均勻。處理液隨配隨用，涂刷時(shí)要按照一定的順序均勻的涂抹，直至刷完整個(gè)與壩袋接觸的壩面，晾干固化。

錨固線基槽處理：上游側(cè)和底部進(jìn)行鑿毛處理，對(duì)與壩袋接觸的錨固基槽一側(cè)，進(jìn)行二期細(xì)石混凝土澆筑、壓光、磨光處理。

場(chǎng)地準(zhǔn)備：鑒于壩袋很大和很重，需在下游側(cè)，平整或鋪墊能夠展開(kāi)整個(gè)壩袋的場(chǎng)地，對(duì)壩袋安裝定位進(jìn)行調(diào)整，并能夠滿足機(jī)械起重和運(yùn)輸車(chē)輛的卸車(chē)條件。

1.3.2 合理確定安裝順序

因本工程分三期圍堰施工，二期圍堰內(nèi)有兩跨橡膠壩。建筑物設(shè)計(jì)布置為：橡膠壩右邊墩，1＃ 橡膠壩，1＃2＃ 壩中隔墩，2＃ 橡膠壩，2＃3＃壩中隔墩。按照工程進(jìn)展情況，確定首先安裝1＃壩，再安裝2＃壩，方能滿足渡汛要求。為了能加快安裝速度和提高機(jī)械設(shè)備利用率，采用了兩跨穿插安裝的辦法。總的順序即：1#壩床處理——1#壩袋進(jìn)場(chǎng)——安裝1#壩袋同時(shí)，2#壩床清理——2#壩袋進(jìn)場(chǎng)——2#壩袋安裝，并減少了材料的二次搬運(yùn)，為加快進(jìn)度提供了保證。三期圍堰里3跨橡膠壩同上。

1.3.3 壩袋安裝流程

螺栓壓板式橡膠壩安裝主要分為以下十二個(gè)工序流程：

壩床處理→錨固槽處理→展開(kāi)底墊片和打孔→安裝止水海綿→水帽和溢流管處理→展開(kāi)壩袋調(diào)整定位→壩袋打孔壓平→墊平片安裝→安裝上壓板→緊固螺栓→壩袋沖水試驗(yàn)→澆筑封錨混凝土

2 安裝工藝控制

2.1 進(jìn)場(chǎng)材料檢查

對(duì)進(jìn)場(chǎng)的橡膠壩袋和相關(guān)配件進(jìn)行質(zhì)量檢查，由廠家出具質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和合格證明。

2.2 吊裝設(shè)備操作要求

在壩袋進(jìn)場(chǎng)時(shí)需要將壩袋由拖車(chē)上卸下并初步調(diào)整到安裝位置。結(jié)合壩袋長(zhǎng)度和重量，要求吊裝時(shí)采用8個(gè)吊點(diǎn)，需兩輛吊車(chē)配合。在壩床上下游各布置一臺(tái)汽車(chē)吊，兩臺(tái)吊車(chē)分別吊掛壩袋兩端4個(gè)吊點(diǎn)，同時(shí)起吊，要保持高度和速度的統(tǒng)一。將壩袋由吊車(chē)緩慢吊至壩床上，后調(diào)整壩袋的初始位置，使其垂直于壩軸線放置。因壩袋體積和重量較大，在底墊片就位后，可在壩袋四周錨固線以外打孔，套入卡環(huán)和繩索，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)、裝載機(jī)，將壩袋平行于壩軸線方向M型折疊后，并牽拉就位。斜墻段施工時(shí)利用卷?yè)P(yáng)機(jī)、手拉葫蘆等，通過(guò)隔墩上預(yù)埋的錨鉤使兩側(cè)壩袋基本就位，臨時(shí)固定。

2.3 螺栓壓板錨的安裝要求

每塊壓板不宜太長(zhǎng)太重，特別是兩岸邊墻、中墩的壓板。每塊壓板對(duì)應(yīng)的螺栓個(gè)數(shù)一般以5個(gè)為宜，太少會(huì)因個(gè)別螺栓的拉斷，造成同一壓板上的其它螺栓應(yīng)力過(guò)載，而釀成事故；太多螺栓埋設(shè)精度要求較高，容易造成安裝上的困難。錨固件預(yù)埋位置是否準(zhǔn)確，直接影響到橡膠壩袋的安裝。一般將預(yù)埋螺栓穿入墊板，（起鼓面牙口朝上）在背面用薄螺母定位固定，然后正面使用厚螺母固定擰緊連成整體，然后將其固定在砼中的鋼筋網(wǎng)上，用全站儀、水準(zhǔn)儀校正后進(jìn)行排列焊接定位。

2.4 壩袋打孔安裝要求

打孔前要檢查壩袋舒展?fàn)顩r，核實(shí)無(wú)誤后方可依據(jù)技術(shù)員劃下的記號(hào)依次對(duì)壩袋打孔。打孔順序?yàn)橄认掠魏笊嫌?、最后是隔墩和岸墻，錨固順序?yàn)橄戎虚g后兩邊，隨打隨套。兩側(cè)岸墻拐角處，袋布要折疊、理順、墊片，不得用剪口補(bǔ)強(qiáng)處理。

2.5 螺栓緊固要求

完成底墊片、壩袋、墊平片的安裝并通過(guò)驗(yàn)收后，可進(jìn)行上壓板的錨固安裝。將上壓板按順序安裝，并依次安裝墊圈、螺母，螺母旋緊力通過(guò)測(cè)力扳手嚴(yán)格控制。所有螺母在旋緊一遍后停放12小時(shí)后，再次旋緊一遍。如此重復(fù)3－4遍后，完成對(duì)螺母的旋緊。

2.6 封錨施工要求

封錨即是將安裝、緊固完畢的壩袋錨固螺栓和壓板用二期混凝土澆筑起來(lái)，達(dá)到封閉和保護(hù)螺栓的作用，對(duì)封錨混凝土澆筑質(zhì)量要求內(nèi)實(shí)外光。

封錨前將錨固槽內(nèi)雜物清理干凈，保證槽內(nèi)無(wú)污物，無(wú)積水。另外，需對(duì)螺栓進(jìn)行防腐處理。在螺栓外均勻涂抹黃油，用厚塑料袋將外露的螺栓和螺帽扎好，以保護(hù)螺牙完整。對(duì)于壩隔墩斜墻段，可采用分段澆筑的辦法，以2～3m為一層，分層澆筑至頂。要求澆完后封錨混凝土要與原壩底板平滑過(guò)渡。待封錨混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后可用手提角磨機(jī)對(duì)其表面再進(jìn)行打光處理。

3 壩袋充水試驗(yàn)

若充排水泵站與各管路均已經(jīng)滿足充排水要求，則可直接利用泵站系統(tǒng)充排水。若充排水泵站設(shè)備安裝達(dá)不到?jīng)_排水要求，通常利用壩墩的溢流管作為充水路徑。充水完成后，要對(duì)壩高進(jìn)行時(shí)段測(cè)量，停放時(shí)間內(nèi)無(wú)任何異常后將水排掉，試壩工作結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

橡膠壩具有投資低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗震性好，施工及安裝簡(jiǎn)便、制造工廠化、工期短生效快、運(yùn)用管理靈活方便、泄洪量大、淹沒(méi)面積小等特點(diǎn)。在安裝過(guò)程中應(yīng)對(duì)整個(gè)工序嚴(yán)格質(zhì)檢，以保證安裝質(zhì)量和壩體的正常運(yùn)行。

［1］SL227－98橡膠壩技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，1999.