張莊橡膠壩在滏陽(yáng)河武強(qiáng)縣城段整治工程的應(yīng)用

張建強(qiáng)

摘 要：針對(duì)滏陽(yáng)河武強(qiáng)縣城段污染嚴(yán)重、環(huán)境惡劣的問(wèn)題，武強(qiáng)縣實(shí)施了滏陽(yáng)河武強(qiáng)縣城段整治工程，其中張莊橡膠壩是關(guān)鍵性的建筑物，其發(fā)揮著擋擋污和景觀調(diào)蓄水位的重要作用。在張莊橡壩設(shè)計(jì)中，我們借鑒國(guó)內(nèi)處橡膠壩的相關(guān)新技術(shù)、新材料和新工藝，克服了普通橡膠壩的堅(jiān)固性較差、易老化的弱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：滏陽(yáng)河 橡膠壩 新工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0058-01

滏陽(yáng)河為子牙河流域兩大支流之一，發(fā)源于河北省磁縣西北釜山，滏陽(yáng)河在寧晉縣艾辛莊以上有20多條支流匯入。滏陽(yáng)河從南向北穿越武強(qiáng)縣縣城，其主要作用是排瀝為主兼顧行洪。由于上游的污水排放，加上武強(qiáng)縣城內(nèi)大量污水排入河道，使該段滏陽(yáng)河污染嚴(yán)重，給縣城人民的生活帶來(lái)不良影響，該工程的實(shí)施，有利于改變周?chē)h(huán)境，改善居民生活質(zhì)量，提高縣城環(huán)境質(zhì)量和城市景觀。

1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.1 河道整治工程

河道整治工程為滏陽(yáng)河光明橋至張莊橡膠壩，全長(zhǎng)500 m。清淤至設(shè)計(jì)河底高程9.50 m處，河道設(shè)計(jì)底寬為40 m，斷面為復(fù)式斷面型式，邊坡1∶2.5。河道總寬度70～90 m，高程13.50 m以下為漿砌石護(hù)坡，厚400 mm，下設(shè)100 mm厚碎石墊層；高程13.50 m處設(shè)景觀親水平臺(tái)，景觀親水平臺(tái)以上根據(jù)地形設(shè)漿砌石護(hù)坡與景觀休閑平臺(tái)相接，在休閑平臺(tái)上設(shè)地磚甬道，甬道平均寬度2.0 m，甬道兩側(cè)進(jìn)行綠化。為了安全，兩岸休閑平臺(tái)的外側(cè)設(shè)鋼管欄桿扶手。休閑平臺(tái)以上為混凝土預(yù)制塊輕型護(hù)坡與堤頂相連，邊坡1∶2.5?；炷令A(yù)制塊采用“Y”型骨架，厚度100 mm，骨架連接處設(shè)10 mm寬M10水泥砂漿勾縫，中間部分植草。

1.2 張莊橡膠壩工程

張莊橡膠壩工程作為擋污蓄清工程具有擋污和景觀調(diào)蓄水位的重要作用。

張莊橡膠壩工程為充水式單跨橡膠壩，壩室結(jié)構(gòu)為河床式，邊坡1∶2.5，底板與河底齊平，底板高程9.50 m，凈寬40 m，長(zhǎng)14 m，厚0.8 m。底板上面安裝錨固件及壩袋，壩高4.0 m，控制室設(shè)在左岸。閘室上游護(hù)砌長(zhǎng)度25.0 m，閘室下游護(hù)砌長(zhǎng)度37.0 m，其中消力池與閘室設(shè)水平連接段1.0 m，斜坡段4.0 m，水平段5.0 m，消力池總長(zhǎng)10.0 m。漿砌石海漫長(zhǎng)15.0 m，海漫出口與防沖槽連接，防沖槽與渠道連接段總長(zhǎng)12.0 m。兩岸護(hù)砌至親水平臺(tái)高程為14.70 m。

張莊橡膠壩工程采用單層斜坡式壩袋，設(shè)計(jì)壩高4.0 m，內(nèi)壓比1.25。選用壩袋型號(hào)為JBD-4.00-320-280-2，錦綸帆布型號(hào)為JBD4.0-3028-2，帆布型號(hào)為J640/560 kN/m，壩袋膠布除面層厚2 mm外，其它各層布及膠均厚1 mm，底墊膠片主要作為防滲，采用一布兩膠，熱壓連接。本工程壩袋材料采用二布三膠錦綸帆布，徑向強(qiáng)度640 kN/m，緯向強(qiáng)度560 kN/m。

橡膠壩的錨固壩袋采用螺栓壓板式錨固，錨固系統(tǒng)由粗制螺栓、鋼壓板、墊片、補(bǔ)強(qiáng)膠布、壩袋、止水膠條、底墊片和墊板等組成。該工程壩袋采用雙錨固線(xiàn)，壩底板上、下游各布置一條錨固線(xiàn)。泵房布置于左岸，為半地下框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。泵房長(zhǎng)8.75 m，寬7.0 m，底板厚0.30 m。泵房?jī)?nèi)布置有水泵及給排水管路，清水池有效容積500 m3，1座。

2 新工藝在張莊橡壩的應(yīng)用

橡膠壩是薄體膠質(zhì)柔性結(jié)構(gòu)物，存在堅(jiān)固性較差、易老化的弱點(diǎn)。在設(shè)計(jì)張莊橡膠壩中，我們?nèi)绾瓮黄粕鲜鋈觞c(diǎn)成為設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。因此，我們參觀、學(xué)習(xí)并反復(fù)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)新技術(shù)、新材料和新工藝，確定采用如下幾種新工藝：

（1）橡膠壩骨架材料的創(chuàng)新：壩袋能在標(biāo)準(zhǔn)壓力系數(shù)下安全運(yùn)行，取決于壩袋的骨架材料，這是壩袋受力的基礎(chǔ)，壩袋研制初期選用過(guò)棉、維綸、滌綸、和錦綸，但在工程運(yùn)用中證實(shí)以錦綸材料最好，在編織上通常采用平紋結(jié)構(gòu)和平方結(jié)構(gòu)，采用這種材料與制作，膠布在浸膠和硫化中的性能得到進(jìn)一步改善；抗撕裂的程度進(jìn)一步提高，高強(qiáng)度的錦綸材料經(jīng)浸膠后可提高壩袋膠布的附著力，可使壩袋受力均勻，變形一致。

（2）橡膠壩制作工藝的創(chuàng)新：初期的壩袋制作主要采取冷粘合成，由于是手工操作，壩袋搭接處極易產(chǎn)生粘料不均，強(qiáng)度不夠及封口條脫落等現(xiàn)象，為改變這一落后的工藝，制作人員研制出熱壓合硫化工藝，利用硫化設(shè)備，按照標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)，對(duì)壩袋單元搭接縫處進(jìn)行一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的熱壓合硫化粘結(jié)，在機(jī)械成型，標(biāo)準(zhǔn)溫度的壓力下，搭接縫處表面光滑，搭接處溫度高于壩袋強(qiáng)度，從根本上消除了封口條的脫落，大大提高了壩袋的質(zhì)量。隨著橡膠壩攔水高度增加，壩袋的厚度也在加大，生產(chǎn)廠家又在無(wú)搭接工藝上邁出了創(chuàng)新的一步，壩袋無(wú)搭接縫采用一次粘結(jié)成型的新工藝，它可使骨架材料直接搭接，改善了壩袋的受力條件，緯向的抗拉強(qiáng)度有所提高，提高了壩袋的安全系數(shù)，由于表面無(wú)搭接，壩體表面更為平滑，受力均勻，抗震性能好，安裝時(shí)不需墊平片，減少了施工工序，這項(xiàng)新技術(shù)的研制成功證明橡膠壩袋生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平。

（3）彩色橡膠壩袋的創(chuàng)新：隨著人們對(duì)環(huán)境意識(shí)的改變和提高，人們對(duì)建筑在城區(qū)和旅游景點(diǎn)的橡膠壩有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)與要求，原本一色黑的橡膠壩由于與環(huán)境不協(xié)調(diào)，與自然不相配，對(duì)已有的自然景觀與和諧造成了反差，最終采用納米材料解決了這一難題，根據(jù)在水中的感官視覺(jué)，生產(chǎn)出以藍(lán)色和綠色為主基調(diào)的彩色橡膠壩，使這一新型水工產(chǎn)品除具有未來(lái)的攔水蓄水功能外，還成為了城市建設(shè)、百姓居住、改善環(huán)境，回歸自然并集觀賞性與功能行為一體的水工產(chǎn)品。

（4）橡膠壩密封材料的技術(shù)創(chuàng)新：密封材料是橡膠壩順利安裝，正常運(yùn)行不可缺少的配件產(chǎn)品，壩袋在錨固安裝時(shí)，為了保證壩袋的錨固部位不漏水或不漏氣，需在錨固部位加裝墊平板（片）以保證各部位的平整及受力均勻，從而達(dá)到對(duì)壩袋充介物的密封，原使用的墊平面（片）由于是純膠板（片）制作，受力伸縮較小，從而使密封程度不理想，為解決這一實(shí)際問(wèn)題，生產(chǎn)制造者經(jīng)過(guò)不斷摸索與實(shí)驗(yàn)，研制出具有較高彈性和壓縮率的海綿止水膠片和止水密封膠條與膠漿，使水壩在錨固施工中的密封性能大大提高，密封材料的創(chuàng)新徹底解決橡膠壩的漏水、漏氣現(xiàn)象。

（5）錨固件及配件工藝的創(chuàng)新：橡膠壩的錨固件及結(jié)構(gòu)是壩袋能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分之一，其形式多種多樣，現(xiàn)橡膠壩工程普遍使用的螺栓式壓板是目前最為簡(jiǎn)便而有效的錨固形式，生產(chǎn)廠家采用由原來(lái)的普通的螺栓式壓板創(chuàng)新為Q235優(yōu)質(zhì)鋼板一次冷壓成型新工藝制作的螺栓錨固技術(shù)，已取得國(guó)家專(zhuān)利，并廣泛地運(yùn)用于全國(guó)各地的橡膠壩工程，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，流水線(xiàn)制作，誤差極小，可任意切割與對(duì)接，施工操作簡(jiǎn)單，施工效率高，且壩體受力均勻，維修方便，規(guī)格齊全，適應(yīng)于2～6 m攔水高度的橡膠壩，易安裝，造價(jià)低，這種錨固件零件通用，隨意切割對(duì)接安裝，同等規(guī)模水壩可節(jié)省資金20%。

上述新工藝和新技術(shù)的采用，是衡水市水工建筑物的一次新創(chuàng)新和新發(fā)展，這種創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到了國(guó)內(nèi)橡膠行業(yè)的先進(jìn)水平。因此，張莊橡膠壩在滏陽(yáng)河武強(qiáng)縣城段整治工程的應(yīng)用，勢(shì)必會(huì)對(duì)橡膠壩的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。endprint