橡膠壩更換壩袋施工存在的問題及措施

韓 香

（龍門景區(qū)伊河管理站）

1 概述

橡膠壩是一種高分子材料復(fù)合而成的低水頭攔水建筑物，具有韌性強、造價低、性價比高等特點，被應(yīng)用于水利工程建設(shè)、河道生態(tài)環(huán)境治理、防洪抗旱等多個領(lǐng)域。受到炎日暴曬、風吹雨淋、水浸等外界環(huán)境及人工影響，橡膠壩壩袋老化磨損嚴重、抗沖擊能力等物理及化學參數(shù)減弱，直接影響到橡膠壩工程安全，甚至導(dǎo)致橡膠壩潰壩，從而威脅到水利工程及下游人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，當橡膠壩壩袋老化嚴重或者達到使用年限時，必須更換橡膠壩壩袋。

2 施工面臨問題

2.1 圍堰及導(dǎo)流設(shè)施

在更換橡膠壩壩袋時，為便于施工且保障安全生產(chǎn)，必須保證施工河段干燥無水，需要在橡膠壩上下游設(shè)置攔水圍堰。為保障河道安全泄洪和圍堰的安全，必須設(shè)置導(dǎo)流設(shè)施。那么這就存在圍堰采用什么材料、圍堰尺寸及導(dǎo)流設(shè)施如何設(shè)置、施工期選擇等問題。

2.2 橡膠壩材質(zhì)選擇

橡膠壩壩袋材質(zhì)的耐久性和堅韌性關(guān)系著整個橡膠壩工程的長久安全，因此在選購橡膠壩壩袋時必須認真挑選，深入調(diào)查，多家對比。

2.3 壩基防滲處理

橡膠壩基礎(chǔ)的安全性直接影響到工程的安全，因此壩基的處理相當重要，壩基滲水會嚴重威脅到橡膠壩工程。當壩基滲流時，壩基內(nèi)的各填充材料及土層受到水壓力、上浮力和沖擊力。受此長期影響，壩基的骨架材料受損嚴重，導(dǎo)致壩基出現(xiàn)嚴重變形甚至潰壩。

2.4 壩袋及壩墩的防凍

我國北方地區(qū)秋冬季節(jié)天氣寒冷且少雨，橡膠壩上下游的靜止水面容易結(jié)冰，特別是壩袋及壩墩處。壩墩位于橡膠壩上游面，多為混凝土材料。長期受冷熱交替影響和流冰撞擊，壩墩容易出現(xiàn)裂縫和脫皮現(xiàn)象。

2.5 壩袋底板維護

為防止熱脹冷縮給壩體帶來的嚴重破壞，橡膠壩底板都會設(shè)置伸縮縫，一般以瀝青、木板、橡膠等柔性材料來填充伸縮縫。因為氣候演化以及水流沖淘等因素，伸縮縫上的保護層大都脫落，致使橡膠壩底板伸縮縫中的填充物暴露出來。暴露的填充材料在泄水中被急流沖落，失去了保障大壩壩體和壩基結(jié)構(gòu)安全的作用。

2.6 壩袋的拆裝

壩袋是橡膠壩工程的主體，舊壩袋的安全拆除和新壩袋的精準安裝關(guān)系著未來橡膠壩的運行安全。然而舊壩袋與原壩基等支柱骨架相連甚密，倘若拆除不到位會破壞原有建筑物，保證新壩袋與原支柱骨架緊密聯(lián)結(jié)且聯(lián)結(jié)穩(wěn)固是關(guān)鍵。

3 對策及解決方案

3.1 施工前的防洪評價計算

為確保施工期間修建的圍堰及導(dǎo)流設(shè)施不影響洪水下泄和防洪安全，施工前必須進行水文調(diào)查和設(shè)計洪水計算，從而確定圍堰及導(dǎo)流設(shè)施的尺寸大小和施工方案。同時應(yīng)對圍堰施工對洪水及防洪安全的影響進行評價，作出科學結(jié)論。

3.2 圍堰材料選取

通常情況，圍堰的建筑材料采用拋填石塊后填充黏土防滲和粗砂后龍口填沙袋及迎水防滲膜。采用石塊的需要從山區(qū)汽運至目的地，造價略高。采用砂堰的，可以使用采砂船采運卸一體，取料方便且造價較低。

3.3 壩袋材質(zhì)

橡膠壩是一種高強度高分子材料，有很強的韌性且耐高溫、高濕等惡劣環(huán)境。在購置壩袋時，應(yīng)充分考慮環(huán)境的惡劣程度，進行深入考察和論證。

3.4 壩基截滲處理

為防止壩基滲流對工程形成安全隱患，橡膠壩壩基截滲可以采用高壓旋噴灌漿雙管法。為不出現(xiàn)塌孔情況保證成孔順利及孔壁穩(wěn)定，在灌漿過程中采用黏土填固孔壁。當灌漿過程中出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象時應(yīng)特別注意。當冒漿量≤20%時，灌漿量是正常的；而當冒漿量＞20%時，應(yīng)適當減小灌漿量或快速提升，以提升回旋速度，并對冒漿量適當處理。當使用高速灌漿而不冒漿時，應(yīng)特別注意地層中是否有較大裂縫或空隙而漏漿。因此在漏漿較多和空隙多的標段加大灌漿量，直到正常冒漿。

3.5 防凍融處理

在壩墩修復(fù)之前必須將損壞的松軟層完全清理干凈，從而保證新材料與壩墩表面完美聯(lián)結(jié)。在實際施工過程中，可以采用電錘開剝出新鮮表面，并用高壓氣流或水流沖洗表面，吹落表面雜質(zhì)。修復(fù)材料應(yīng)選用抗熱脹冷縮的耐凍耐高溫材料，可以選用丙乳砂漿。丙乳砂漿具有抗裂、耐老化、黏結(jié)力強且抗拉伸強度高、施工便利、成本造價較低等優(yōu)點，能夠起到防老化、延緩腐蝕速度等效果。

3.6 底板伸縮縫維護

在實際工作中發(fā)現(xiàn)瀝青、木板等常規(guī)底板伸縮縫填充材質(zhì)無法滿足使用要求，因此可以采用新型的聚硫密封膠來填充伸縮縫。聚硫密封膠是一種以液體聚硫酸橡膠為主，增強劑、增塑化劑以及硫化劑等為輔助的高級新型密封材質(zhì)。聚硫密封膠與混凝土有很好的粘結(jié)性，避免了水流沖刷填充材料的情況，同時防止底板因熱脹冷縮和水力因素而變形，保證了橡膠壩工程的安全和穩(wěn)固。

3.7 壩袋拆裝工作

首先應(yīng)拆除舊壩袋，拆除前應(yīng)利用水泵將壩袋中的水或空氣排干凈。然后拆除壩袋并用電錘等工具將錨固部件的表面雜質(zhì)和混凝土清理干凈。

新壩袋安裝之前應(yīng)仔細全面檢查壩袋的質(zhì)量，判斷其是否合乎標準。然后將底部墊片安裝至預(yù)定位置，底部墊片應(yīng)照準螺栓并在底部墊片上鉆孔，依據(jù)圖紙和實際情況進行空洞放樣，使得壩袋中心精確照準底板中線，校核后依照壩袋錨固大小鉆孔。壩袋安裝應(yīng)自下游向上游、由中間向兩邊的順序錨固，各螺栓就位后安裝壓板并使用大力矩的扳手緊固螺絲，確保每個螺栓受力均勻，反復(fù)上緊直至符合設(shè)計要求。

4 充水蓄水實驗

壩袋更換完成后，必須進行充水蓄水實驗，檢查錨固、壩袋、底板等各部件的密封性、強度及安裝質(zhì)量，確保橡膠壩壩袋質(zhì)量達到設(shè)計要求，保障其正常安全運行。充水實驗應(yīng)分階段，切忌一次性充脹滿。在充水過程中，一次充水后應(yīng)暫停一段時間，并不斷觀測壩袋變化情況。

5 檢查維修

5.1 經(jīng)常檢查

管理單位應(yīng)對橡膠壩工程各部位、水壩袋、充填設(shè)備、機電設(shè)備、河床流布、管理范圍內(nèi)河道堤防和水流情況等進行檢查。檢查頻率要保證每月1次以上，如果橡膠壩受到不利因素的影響，一定要對容易出現(xiàn)問題的部位加強觀察，采用眼睛、耳朵、手感等方法根據(jù)工程和設(shè)備部位進行巡視，發(fā)現(xiàn)隱患，及時處理。

5.2 定期檢查

每年在漲水前漲水后，要對橡膠壩工程的各部位和各設(shè)施進行全面檢查。漲水前重點檢查工程完成情況，漲水后重點檢查工程變化和破損情況。特別是冬天，檢查壩袋內(nèi)是否凍結(jié)，防止壩袋損壞。

5.3 特殊檢查

橡膠壩遇到特大洪水、暴雨、暴風、強震和重大工程事故等特殊情況時，工程損傷嚴重，影響工程安全，必須進行特殊檢查。

6 日常維護

對于橡膠壩運行管理中經(jīng)常發(fā)生的問題，需要每月進行1次定期維護，需要進行水庫的試驗和填充前洗井。定期維護內(nèi)容包括：在排水門閥內(nèi)抽出水，采用充電晶閘閥、排水門閥及其他電氣設(shè)備，用柴油清洗和黃油進行保護。填充試驗有利于泵供應(yīng)、供水管及排水管等的開通，應(yīng)先安排專業(yè)人員進行供水深井泵清洗，以確保增水期深井泵正常供水。

橡膠壩管理運行過程中，應(yīng)注意某些情況下的損傷。首先，橡膠壩的壩袋容易受到尖銳物體的損傷，應(yīng)該盡量避免無知或惡意破壞引起的壩袋損傷。其次，洪水后的遺留物（如民生垃圾、建筑材料等尖利物）有可能造成水庫上下側(cè)損傷，應(yīng)該迅速清理這些垃圾雜物。另外，火災(zāi)是壩袋潛在且最大的危害因素，火可以引起大范圍的壩袋損傷，修復(fù)困難較大，在橡膠壩的日常管理范圍內(nèi)，必須根除火源。

7 結(jié)語

目前，橡膠壩被廣泛應(yīng)用，它的安全性關(guān)系著整個工程的安危。當壩袋出現(xiàn)破損或達到使用年限時應(yīng)及時更換。在實際工作中，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，深入調(diào)查和研究，分析壩袋更換問題并找出相應(yīng)的解決措施，提升解決問題的能力并最終保障工程安全。