橡膠壩在河道整治中的作用

常曉晨

摘 要：橡膠壩是我國近幾十年來運(yùn)用在河道整治中最廣泛的建筑物，在我國的抗洪減災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用。本文主要針對橡膠壩在河道整治中的建筑過程，從土建施工、壩袋安裝、充水試驗(yàn)等方面，論述了橡膠壩施工的主要控制點(diǎn)和施工方法，并提出了質(zhì)量保證措施，以提高橡膠壩的工程質(zhì)量，為以后橡膠壩在河道整治的發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：橡膠壩;河道整治;施工

中圖分類號(hào)：TV644 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）04-0094-03

Role of Rubber Dam in River Course Regulation

CHANG Xiaochen

（Luoyang River Canal Management Office，Luoyang Henan 471000）

Abstract： Rubber dam is the most widely used building in river course management in China in recent decades， which has played a great role in flood resistance and disaster reduction in China. In this paper， aiming at the construction process of rubber dam in river regulation， the main control points and construction methods of rubber dam construction were discussed from aspects of civil construction， dam bag installation and water filling test， and quality assurance measures were put forward to improve the engineering quality of rubber dam and lay a theoretical foundation for the future development of rubber dam in river regulation.

Keywords： rubber dam;river course improvement;construction

河道整治又稱“河床整治”，是控制和治理河流的水利工程。由于天然河流中水流經(jīng)常會(huì)有淤積甚至堵塞情況，妨礙了水利事業(yè)的正常發(fā)展，因此河道整治十分必要。

我國橡膠壩的發(fā)展歷史足有40年，橡膠壩的材料也取得了長足發(fā)展。作為目前運(yùn)用率比較高的水利設(shè)施，橡膠壩結(jié)構(gòu)簡單，施工周期比傳統(tǒng)建筑壩短，在目前寬河道中的使用效益非常明顯。因此，橡膠壩運(yùn)用到河道整治是大勢所趨。

橡膠壩是目前最常用的可移動(dòng)壩技術(shù)，具有靠近河床而不堵水、結(jié)構(gòu)簡單、壩體跨度大、重量輕、抗震性能好、壩型美觀等優(yōu)點(diǎn)。但是，它的缺點(diǎn)也很明顯：安全性差、可靠性差、使用壽命短;泵房和機(jī)電設(shè)備等附屬結(jié)構(gòu)較多;大壩袋很容易被浮動(dòng)物體或尖銳物體損壞，特別是冬季結(jié)冰時(shí)，容易損壞壩袋;大壩調(diào)度和蓄水難以協(xié)調(diào)，水壩放水時(shí)間長;洪水泛濫時(shí)，來不及坍壩;漂浮物需要定期清理;大壩平坍后，泥沙沉積并覆蓋壩袋，壩袋充水難度很大，泥沙需要人工清理，人工疏浚很容易損壞壩袋。

橡膠壩用在河道整治中，可以很好地減少防洪減災(zāi)，也可以減少定期清理河道的難度。橡膠壩的使用可以起到清除淤泥、護(hù)理河道的作用。河道中運(yùn)用橡膠壩，對于防潮防洪具有很大作用，甚至可以美化環(huán)境，從而達(dá)到調(diào)節(jié)生態(tài)和監(jiān)控調(diào)度的作用。目前，將橡膠壩運(yùn)用到河道中，是攔污截流和生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的綜合治理政策。汛期來水雖然會(huì)引起洪澇災(zāi)害，但也是寶貴的水資源。洪水過程落水段，壩袋充水以攔蓄洪水，將洪水轉(zhuǎn)化為寶貴的水資源。這不僅可以有效補(bǔ)給地下水，而且可以蓄水形成人工湖面景觀。橡膠壩在我國的使用已經(jīng)遍布河道和人工湖，在防洪減災(zāi)過程中起到了重要作用。

1 橡膠壩在河道治理工程中的應(yīng)用

1.1 橡膠壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

橡膠壩的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)運(yùn)用的河道具體情況設(shè)定，需要保持原有河道斷面的基礎(chǔ)，按照一般的4～5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建筑物實(shí)施，但是要確保泵房、錨固件、底板及其他輔助結(jié)構(gòu)足夠安全。要根據(jù)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用10～20年一遇洪水設(shè)計(jì)，100～200年一遇洪水校核。我國相關(guān)規(guī)范中規(guī)定，橡膠壩的設(shè)計(jì)洪水位2.96m，正常水位0.96m，因此橡膠壩設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足這兩個(gè)數(shù)值規(guī)定。

1.2 壩袋材料的選擇

河道整治中，河道的清理工作最重要。橡膠壩要橫臥在河床上，經(jīng)過大自然各種水流、石頭沖擊和摩擦，會(huì)隨著時(shí)間慢慢老化。這就要求橡膠壩的材料必須可以經(jīng)受住這些腐蝕，具備重量輕、耐老化、耐磨、抗沖擊、耐水、耐油污、耐腐蝕、耐微生物以及耐寒等特性，以滿足河道的整治工作[1]。面對高強(qiáng)力的水壓、水流沖刷力以及石頭敲擊力，錦綸帆布是最好的選擇。錦綸帆布不僅具有強(qiáng)度大、干濕強(qiáng)力大以及不怕腐蝕等特性，成本也相對較低，可以選擇用來做骨架層。

1.3 橡膠壩施工的主要控制點(diǎn)和施工方法

江河橡膠壩施工的主要控制點(diǎn)有混合土基礎(chǔ)底板（包括錨固槽）、壩袋錨固安裝和注水試驗(yàn)。施工時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行各檢驗(yàn)程序，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，并合理安排，以保障工程施工進(jìn)度和質(zhì)量。

1.3.1 基礎(chǔ)底板（含錨固槽）施工。一般來說，底板由鋼筋混凝土制成。施工過程包括基坑開挖、混凝土墊層、地基壓實(shí)、充排水管道安裝、鋼骨架制作安裝、錨栓和壓板安裝、模板布置與安裝、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。其中，錨固螺栓預(yù)裝及壓板安裝是所有工序中最重要的環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系后續(xù)施工的質(zhì)量和進(jìn)度，要死守質(zhì)量關(guān)。在預(yù)埋螺栓時(shí)，可采用活動(dòng)木夾板固定螺栓位置，用全站儀放樣測量，保證螺栓中心線能夠形成一條直線。同時(shí)，為了確保螺栓的高度，應(yīng)該用數(shù)字水準(zhǔn)儀放樣確定，在兩者都無誤差后，用模板支撐將木夾固定在槽內(nèi)，從而固定螺栓。

1.3.2 橡膠壩袋的錨固安裝。①清理河床或壩底的垃圾，沖刷施工留下的碎片，確保施工的清潔。應(yīng)特別注意有害物體，如小釘子和碎石。該工作主要是為了防止壩袋因基礎(chǔ)墊片損壞而漏水。②在基板上鋪設(shè)基墊，然后臨時(shí)固定上下游混凝土受壓軸。兩端按設(shè)計(jì)用錨栓固定， 同時(shí)開孔裝設(shè)進(jìn)出水口的水帽。③壩袋膠布。安裝底墊后，將壩袋橡膠片平鋪在底墊和下游底板上?？刂茦?biāo)準(zhǔn)是壩袋的中線與底板的中線（指沿水流方向）一致。④劃錨固線。此程序的主要目的是將兩段的錨固定，畫出錨線而后固線。⑤壩袋的錨固。上述工作完成之后即可進(jìn)行壩袋的錨固工作。錨固時(shí)，應(yīng)按先上游，后下游，最后邊墻的順序進(jìn)行。錨固底板時(shí)，應(yīng)從壩軸中線開始向左右兩邊展開工作。在錨固槽底層時(shí)，先鋪設(shè)橡膠找平片，然后鋪設(shè)壩袋底墊。為了防止漏水，在壩袋和底墊之間應(yīng)鋪設(shè)防水海綿膜，并用氯丁橡膠將膜的頂部和底部粘貼到壩袋和底墊上。上述工作完成之后，將壩袋端頭從上方反折過來，在其上方再放置一層補(bǔ)強(qiáng)膠片。加固膜、壩袋、防水海綿膜、負(fù)墊圈和水平墊圈應(yīng)根據(jù)螺栓位置鉆孔。在補(bǔ)強(qiáng)膠片上部，為使錨固時(shí)受力均勻，要在鋼筋上設(shè)置2道8通長鋼筋，并在鋼筋上設(shè)置16個(gè)剛性壓板槽。完成上述操作后，在螺栓上涂上黃油，將螺栓浸入油中，安裝墊圈并擰緊螺母。

1.3.3 充水試驗(yàn)。充水試驗(yàn)是用來檢驗(yàn)已經(jīng)安裝的壩袋以及相關(guān)充水管路質(zhì)量是否合格的重要過程。橡膠壩在充水試驗(yàn)過程中，不能一次就充水至設(shè)計(jì)高度，應(yīng)該進(jìn)行分級(jí)充水，而且每次停留的時(shí)間不能低于30min。在灌裝過程和停留期間，派專人檢查壩袋的拉力，檢查壩袋是否變形，壩袋是否接合，螺栓壓板和堵頭邊角是否漏水，壩袋在灌裝后是否正常。在上游無水情況下，壩袋的充脹高度不能超過所設(shè)計(jì)壩高的80%，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)預(yù)留安全高度。壩袋充排水試驗(yàn)合格后，排放內(nèi)水，逐一檢查螺母，按上述程序重新擰緊螺母，然后將螺栓和螺母用瀝青澆注到槽鋼中。此時(shí)，最好蓋上一塊塑料板，以備下次更換壩袋時(shí)螺栓能正常使用。最后，將水泥砂漿按1∶2的比例固定，并最終封固和抹灰，即封固錨桿。

2 施工質(zhì)量保證措施

2.1 施工前保證質(zhì)檢工作

施工單位必須建立相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)隊(duì)伍，監(jiān)督檢查施工過程中的工程質(zhì)量，監(jiān)督工程各階段的質(zhì)量。對于鋼、壩袋、水泥、土工膜、木楔和通信電源設(shè)備等，從訂購、運(yùn)輸、加工到安裝和使用，都必須經(jīng)過逐層檢查，檢查完全合格才能允許使用[2]。

2.2 施工期間，負(fù)責(zé)人監(jiān)理督導(dǎo)

安排負(fù)責(zé)人檢查施工過程中的相關(guān)內(nèi)容并做詳細(xì)記錄，檢查范圍包括壩袋、錨固部件或楔塊標(biāo)號(hào)及外形尺寸、安裝構(gòu)件、抽排水管道以及控制設(shè)備的性能等。最后，應(yīng)檢查相應(yīng)的電路電線，且要考慮到泵室有一定少量的滲水，及時(shí)針對相應(yīng)的質(zhì)量檢查進(jìn)行記錄和跟蹤，從而提高工程質(zhì)量，方便以后工程進(jìn)度查看時(shí)有一個(gè)良好的查看記錄和內(nèi)容。

2.3 壩袋安裝后，先進(jìn)行全面檢查

在河道沒有水的情況下，要對已經(jīng)建筑好的壩貸進(jìn)行充壩試驗(yàn)。必要的情況下，進(jìn)行擋水試驗(yàn)：檢查壩袋外觀是否有裂縫和磨損;測試壩袋變形參數(shù);壩袋充排水及泵房控制系統(tǒng);壩袋在曝氣和充水過程中的壓力變化。

3 橡膠壩日常檢查

為了保證橡膠壩日常運(yùn)行安全，必須結(jié)合調(diào)度運(yùn)行情況進(jìn)行日常檢查。一般在河流解凍后、汛前汛后、沖排水前后以及較大洪水或極端天氣過后，應(yīng)仔細(xì)檢查各部位。檢查項(xiàng)目有橡膠壩體、自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備、充水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通信設(shè)備、兩岸護(hù)坡及其他附屬結(jié)構(gòu)等。壩袋必須檢查的項(xiàng)目包括：大壩袋壁是否被浮體或人工刺穿;袋壁是否有機(jī)械損傷;袋壁表面是否有磨損;袋內(nèi)橡膠布是否有起泡、膨脹、分層、開裂以及粉化等情形;是否有永久性壩袋橡膠層NT變形、斷裂、脆化以及發(fā)霉等毛病;壩袋橡膠層是否有磨損、分層等現(xiàn)象[3]。

附屬結(jié)構(gòu)的檢查內(nèi)容有查看錨固件有沒有松動(dòng)，金屬件有沒有變形銹蝕，錨固槽有沒有粉碎等。具體地，應(yīng)檢查充排水動(dòng)力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)可否正常，充排水口和管路有沒有梗塞和漏水現(xiàn)象，各閥門是否活絡(luò)，電氣設(shè)備是否安然靠得住，充排設(shè)備線路是否正常，接頭是否擺蕩，安然保護(hù)裝配是否步履精確靠得住，目標(biāo)儀表是否指導(dǎo)精確、接地靠得住，管道、閘閥等易銹蝕件是否銹蝕。側(cè)墻上的排氣孔或壩袋上的排氣閥是否無缺遲滯，溢流孔有沒有裂隙或是否淤積梗塞。充壩前和壩袋擋水應(yīng)用時(shí)，壩袋下流水流中是否攜帶有漂浮物壩頂溢流時(shí)，要隨時(shí)仔細(xì)查勘壩袋是否呈現(xiàn)振動(dòng)或拍打現(xiàn)象。每年夏季橡膠壩停運(yùn)期間，要查勘充水管出口和排水管出口的淤積狀況，并采納防凍保護(hù)。壩袋與底板、岸墻或中墩接觸部位的混凝土外面是否仍然滑膩。土工建筑物有沒有雨淋溝、塌陷、裂縫、滲漏以及滑坡等[4]。排水系統(tǒng)、導(dǎo)滲步履辦法有沒有粉碎、梗塞、掉落效以及與堤段跟尾段有沒有滲漏等跡象。石工建筑物塊石護(hù)坡有沒有塌陷、松動(dòng)、隆起、底部掏空和墊層散掉落，墩墻有沒有傾斜、滑動(dòng)、裂隙，排水口有沒有梗塞、粉碎等現(xiàn)象?；炷两ㄖ锶绲装搴鸵韷τ袥]有裂縫、磨損、剝蝕、露筋及鋼筋銹蝕等狀況，伸縮縫止水有沒有粉碎、漏水及填充物流掉落等。

4 橡膠壩日常運(yùn)行注意事項(xiàng)

①明確界定橡膠壩的管理范圍，掛警告標(biāo)志，建筑圍欄，清除堤壩雜草，禁止行人和其他標(biāo)志。

②根據(jù)橡膠壩所在河流洪水預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)提供的水情報(bào)數(shù)據(jù)和多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，大壩在汛期洪水前運(yùn)行，避免因洪水大水壓產(chǎn)生壩體損壞。

③當(dāng)橡皮障投入運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行橡皮障的安全規(guī)定。

④通過多年的橡膠壩實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在2個(gè)或2個(gè)以上壩袋運(yùn)行中，壩壩應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。壩壩單一溢流可以相同，避免下游濃縮水流沖刷以確保河床穩(wěn)定。

⑤在雷暴和大風(fēng)天氣下，可以采取適當(dāng)降低大壩高度的措施，減輕風(fēng)浪對壩袋的影響。

⑥加強(qiáng)大水前后的安全檢查。主要檢查計(jì)劃的維護(hù)項(xiàng)目是否已經(jīng)完成，是否仍然存在隱患。

⑦水下設(shè)施的安全檢查是在第一次大壩倒塌后，為大壩蓄水準(zhǔn)備橡皮障之前進(jìn)行的。主要檢查河床的洪水和壩袋頂部的淤泥量。之后，重點(diǎn)檢查是否有浮動(dòng)物體刺傷壩袋和壩體的振動(dòng)、水壩和地板磨損、河卵石碰到壩袋等。

⑧橡膠壩的抗振和壩袋磨損。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，影響橡膠壩振動(dòng)的最重要因素是壩體流量和壩體高度，其次是下游水位差、水流流向、上游水位和壩距、下游水面連接形式與壩體錨固方法等。消除振動(dòng)的措施是：控制壩頂溢流，調(diào)整壩高，使下游水位達(dá)到壩高的一半。

5 結(jié)語

橡膠壩具有施工便捷、造價(jià)低、運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)度快以及便于維修養(yǎng)護(hù)等特點(diǎn)，且占地少、資源耗損低，有利凈化水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)生物的多樣性，為水利工程中的潔凈消費(fèi)項(xiàng)目，為河流生態(tài)恢復(fù)、都市文化優(yōu)雅景色、旅游業(yè)成長優(yōu)先考慮的工程方式。經(jīng)過理論與實(shí)踐分析，充水橡膠壩可在大型河流冬季運(yùn)營，生態(tài)、旅游、環(huán)境保護(hù)效益明顯。橡膠壩在我國經(jīng)歷了40年的發(fā)展，已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，且在我國防洪減災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。本文針對橡膠壩在河道整治中的具體實(shí)施過程和注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)闡述，描述幾個(gè)重要的過程，從而為橡膠壩在河道整治過程中的具體應(yīng)用以實(shí)踐形式表述，具有較強(qiáng)的實(shí)踐意義?？梢?，橡膠壩是一種新型水工擋土結(jié)構(gòu)，可根據(jù)其特點(diǎn)和功能，重點(diǎn)研究其河道整治過程，發(fā)揮控水作用，減少水資源浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫小磊，鄭國棟，李虎成，等.生態(tài)水利學(xué)在城市河道生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用初探[J].廣東水利水電，2011（6）：8-11.

[2]韓玉紅.淺談城市河道整治與水生態(tài)修復(fù)工作[J].才智，2011（16）：237.

[3]李文帥，華梁，程衛(wèi)峰.橡膠壩袋在山區(qū)河道上的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2011（8）：62.

[4]段洪君.淺談橡膠壩運(yùn)行管理及維護(hù)[J].科技信息，2014（13）：367-370.