橡胶坝在河道整治中的作用

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　　摘 要：橡胶坝是我国近几十年来运用在河道整治中最广泛的建筑物，在我国的抗洪减灾中发挥了巨大作用。本文主要针对橡胶坝在河道整治中的建筑过程，从土建施工、坝袋安装、充水试验等方面，论述了橡胶坝施工的主要控制点和施工方法，并提出了质量保证措施，以提高橡胶坝的工程质量，为以后橡胶坝在河道整治的发展奠定理论基础。
　　关键词：橡胶坝;河道整治;施工
　　中图分类号：TV644 文献标识码：A 文章编号：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经常会有淤积甚至堵塞情况，妨碍了水利事业的正常发展，因此河道整治十分必要。
　　我国橡胶坝的发展历史足有40年，橡胶坝的材料也取得了长足发展。作为目前运用率比较高的水利设施，橡胶坝结构简单，施工周期比传统建筑坝短，在目前宽河道中的使用效益非常明显。因此，橡胶坝运用到河道整治是大势所趋。
　　橡胶坝是目前最常用的可移动坝技术，具有靠近河床而不堵水、结构简单、坝体跨度大、重量轻、抗震性能好、坝型美观等优点。但是，它的缺点也很明显：安全性差、可靠性差、使用寿命短;泵房和机电设备等附属结构较多;大坝袋很容易被浮动物体或尖锐物体损坏，特别是冬季结冰时，容易损坏坝袋;大坝调度和蓄水难以协调，水坝放水时间长;洪水泛滥时，来不及坍坝;漂浮物需要定期清理;大坝平坍后，泥沙沉积并覆盖坝袋，坝袋充水难度很大，泥沙需要人工清理，人工疏浚很容易损坏坝袋。
　　橡胶坝用在河道整治中，可以很好地减少防洪减灾，也可以减少定期清理河道的难度。橡胶坝的使用可以起到清除淤泥、护理河道的作用。河道中运用橡胶坝，对于防潮防洪具有很大作用，甚至可以美化环境，从而达到调节生态和监控调度的作用。目前，将橡胶坝运用到河道中，是拦污截流和生态修复相结合的综合治理政策。汛期来水虽然会引起洪涝灾害，但也是宝贵的水资源。洪水过程落水段，坝袋充水以拦蓄洪水，将洪水转化为宝贵的水资源。这不仅可以有效补给地下水，而且可以蓄水形成人工湖面景观。橡胶坝在我国的使用已经遍布河道和人工湖，在防洪减灾过程中起到了重要作用。
　　1 橡胶坝在河道治理工程中的应用
　　1.1 橡胶坝设计标准
　　橡胶坝的设计标准要根据运用的河道具体情况设定，需要保持原有河道断面的基础，按照一般的4～5级标准建筑物实施，但是要确保泵房、锚固件、底板及其他辅助结构足够安全。要根据相关规范、标准及设计洪水进行校验，根据有关标准规定采用10～20年一遇洪水设计，100～200年一遇洪水校核。我国相关规范中规定，橡胶坝的设计洪水位2.96m，正常水位0.96m，因此橡胶坝设计应该满足这两个数值规定。
　　1.2 坝袋材料的选择
　　河道整治中，河道的清理工作最重要。橡胶坝要横卧在河床上，经过大自然各种水流、石头冲击和摩擦，会随着时间慢慢老化。这就要求橡胶坝的材料必须可以经受住这些腐蚀，具备重量轻、耐老化、耐磨、抗冲击、耐水、耐油污、耐腐蚀、耐微生物以及耐寒等特性，以满足河道的整治工作[1]。面对高强力的水压、水流冲刷力以及石头敲击力，锦纶帆布是最好的选择。锦纶帆布不仅具有强度大、干湿强力大以及不怕腐蚀等特性，成本也相对较低，可以选择用来做骨架层。
　　1.3 橡胶坝施工的主要控制点和施工方法
　　江河橡胶坝施工的主要控制点有混合土基础底板（包括锚固槽）、坝袋锚固安装和注水试验。施工时，必须严格执行各检验程序，严把质量关，并合理安排，以保障工程施工进度和质量。
　　1.3.1 基础底板（含锚固槽）施工。一般来说，底板由钢筋混凝土制成。施工过程包括基坑开挖、混凝土垫层、地基压实、充排水管道安装、钢骨架制作安装、锚栓和压板安装、模板布置与安装、混凝土浇筑和养护。其中，锚固螺栓预装及压板安装是所有工序中最重要的环节，其施工质量直接关系后续施工的质量和进度，要死守质量关。在预埋螺栓时，可采用活动木夹板固定螺栓位置，用全站仪放样测量，保证螺栓中心线能够形成一条直线。同时，为了确保螺栓的高度，应该用数字水准仪放样确定，在两者都无误差后，用模板支撑将木夹固定在槽内，从而固定螺栓。 　　1.3.2 橡胶坝袋的锚固安装。①清理河床或坝底的垃圾，冲刷施工留下的碎片，确保施工的清洁。应特别注意有害物体，如小钉子和碎石。该工作主要是为了防止坝袋因基础垫片损坏而漏水。②在基板上铺设基垫，然后临时固定上下游混凝土受压轴。两端按设计用锚栓固定， 同时开孔装设进出水口的水帽。③坝袋胶布。安装底垫后，将坝袋橡胶片平铺在底垫和下游底板上。控制标准是坝袋的中线与底板的中线（指沿水流方向）一致。④划锚固线。此程序的主要目的是将两段的锚固定，画出锚线而后固线。⑤坝袋的锚固。上述工作完成之后即可进行坝袋的锚固工作。锚固时，应按先上游，后下游，最后邊墙的顺序进行。锚固底板时，应从坝轴中线开始向左右两边展开工作。在锚固槽底层时，先铺设橡胶找平片，然后铺设坝袋底垫。为了防止漏水，在坝袋和底垫之间应铺设防水海绵膜，并用氯丁橡胶将膜的顶部和底部粘贴到坝袋和底垫上。上述工作完成之后，将坝袋端头从上方反折过来，在其上方再放置一层补强胶片。加固膜、坝袋、防水海绵膜、负垫圈和水平垫圈应根据螺栓位置钻孔。在补强胶片上部，为使锚固时受力均匀，要在钢筋上设置2道8通长钢筋，并在钢筋上设置16个刚性压板槽。完成上述操作后，在螺栓上涂上黄油，将螺栓浸入油中，安装垫圈并拧紧螺母。
　　1.3.3 充水试验。充水试验是用来检验已经安装的坝袋以及相关充水管路质量是否合格的重要过程。橡胶坝在充水试验过程中，不能一次就充水至设计高度，应该进行分级充水，而且每次停留的时间不能低于30min。在灌装过程和停留期间，派专人检查坝袋的拉力，检查坝袋是否变形，坝袋是否接合，螺栓压板和堵头边角是否漏水，坝袋在灌装后是否正常。在上游无水情况下，坝袋的充胀高度不能超过所设计坝高的80%，因此设计时应当预留安全高度。坝袋充排水试验合格后，排放内水，逐一检查螺母，按上述程序重新拧紧螺母，然后将螺栓和螺母用沥青浇注到槽钢中。此时，最好盖上一块塑料板，以备下次更换坝袋时螺栓能正常使用。最后，将水泥砂浆按1∶2的比例固定，并最终封固和抹灰，即封固锚杆。
　　2 施工质量保证措施
　　2.1 施工前保证质检工作
　　施工单位必须建立相应的质量检验队伍，监督检查施工过程中的工程质量，监督工程各阶段的质量。对于钢、坝袋、水泥、土工膜、木楔和通信电源设备等，从订购、运输、加工到安装和使用，都必须经过逐层检查，检查完全合格才能允许使用[2]。
　　2.2 施工期间，负责人监理督导
　　安排负责人检查施工过程中的相关内容并做详细记录，检查范围包括坝袋、锚固部件或楔块标号及外形尺寸、安装构件、抽排水管道以及控制设备的性能等。最后，应检查相应的电路电线，且要考虑到泵室有一定少量的渗水，及时针对相应的质量检查进行记录和跟踪，从而提高工程质量，方便以后工程进度查看时有一个良好的查看记录和内容。
　　2.3 坝袋安装后，先进行全面检查
　　在河道没有水的情况下，要对已经建筑好的坝贷进行充坝试验。必要的情况下，进行挡水试验：检查坝袋外观是否有裂缝和磨损;测试坝袋变形参数;坝袋充排水及泵房控制系统;坝袋在曝气和充水过程中的压力变化。
　　3 橡胶坝日常检查
　　为了保证橡胶坝日常运行安全，必须结合调度运行情况进行日常检查。一般在河流解冻后、汛前汛后、冲排水前后以及较大洪水或极端天气过后，应仔细检查各部位。检查项目有橡胶坝体、自动化监控设备、充水系统、排水系统、通信设备、两岸护坡及其他附属结构等。坝袋必须检查的项目包括：大坝袋壁是否被浮体或人工刺穿;袋壁是否有机械损伤;袋壁表面是否有磨损;袋内橡胶布是否有起泡、膨胀、分层、开裂以及粉化等情形;是否有永久性坝袋橡胶层NT变形、断裂、脆化以及发霉等毛病;坝袋橡胶层是否有磨损、分层等现象[3]。
　　附属结构的检查内容有查看锚固件有没有松动，金属件有没有变形锈蚀，锚固槽有没有粉碎等。具体地，应检查充排水动力设备运转可否正常，充排水口和管路有没有梗塞和漏水现象，各阀门是否活络，电气设备是否安然靠得住，充排设备线路是否正常，接头是否摆荡，安然保护装配是否步履精确靠得住，目标仪表是否指导精确、接地靠得住，管道、闸阀等易锈蚀件是否锈蚀。侧墙上的排气孔或坝袋上的排气阀是否无缺迟滞，溢流孔有没有裂隙或是否淤积梗塞。充坝前和坝袋挡水应用时，坝袋下流水流中是否携带有漂浮物坝顶溢流时，要随时仔细查勘坝袋是否呈现振动或拍打现象。每年夏季橡胶坝停运期间，要查勘充水管出口和排水管出口的淤积状况，并采纳防冻保护。坝袋与底板、岸墙或中墩接触部位的混凝土外面是否仍然滑腻。土工建筑物有没有雨淋沟、塌陷、裂缝、渗漏以及滑坡等[4]。排水系统、导渗步履办法有没有粉碎、梗塞、掉落效以及与堤段跟尾段有没有渗漏等迹象。石工建筑物块石护坡有没有塌陷、松动、隆起、底部掏空和垫层散掉落，墩墙有没有倾斜、滑动、裂隙，排水口有没有梗塞、粉碎等现象。混凝土建筑物如底板和翼墙有没有裂缝、磨损、剥蚀、露筋及钢筋锈蚀等状况，伸缩缝止水有没有粉碎、漏水及填充物流掉落等。
　　4 橡胶坝日常运行注意事项
　　①明确界定橡胶坝的管理范围，挂警告标志，建筑围栏，清除堤坝杂草，禁止行人和其他标志。
　　②根据橡胶坝所在河流洪水预报信息系统提供的水情报数据和多年运行经验，大坝在汛期洪水前运行，避免因洪水大水压产生坝体损坏。
　　③当橡皮障投入运行时，严格执行橡皮障的安全规定。
　　④通过多年的橡胶坝实际运行经验，在2个或2个以上坝袋运行中，坝坝应同时进行。坝坝单一溢流可以相同，避免下游浓缩水流冲刷以确保河床稳定。
　　⑤在雷暴和大风天气下，可以采取适当降低大坝高度的措施，减轻风浪对坝袋的影响。
　　⑥加强大水前后的安全检查。主要检查计划的维护项目是否已经完成，是否仍然存在隐患。
　　⑦水下设施的安全检查是在第一次大坝倒塌后，为大坝蓄水准备橡皮障之前进行的。主要检查河床的洪水和坝袋顶部的淤泥量。之后，重点检查是否有浮动物体刺伤坝袋和坝体的振动、水坝和地板磨损、河卵石碰到坝袋等。
　　⑧橡胶坝的抗振和坝袋磨损。根据实验观察，影响橡胶坝振动的最重要因素是坝体流量和坝体高度，其次是下游水位差、水流流向、上游水位和坝距、下游水面连接形式与坝体锚固方法等。消除振动的措施是：控制坝顶溢流，调整坝高，使下游水位达到坝高的一半。
　　5 结语
　　橡胶坝具有施工便捷、造价低、运转调度快以及便于维修养护等特点，且占地少、资源耗损低，有利净化水质，实现生物的多样性，为水利工程中的洁净消费项目，为河流生态恢复、都市文化优雅景色、旅游业成长优先考虑的工程方式。经过理论与实践分析，充水橡胶坝可在大型河流冬季运营，生态、旅游、环境保护效益明显。橡胶坝在我国经历了40年的发展，已经取得了长足的进步，且在我国防洪减灾中发挥了重要作用。本文针对橡胶坝在河道整治中的具体实施过程和注意事项进行详细阐述，描述几个重要的过程，从而为橡胶坝在河道整治过程中的具体应用以实践形式表述，具有较强的实践意义。可见，橡胶坝是一种新型水工挡土结构，可根据其特点和功能，重点研究其河道整治过程，发挥控水作用，减少水资源浪费。
　　参考文献：
　　[1]孙小磊，郑国栋，李虎成，等.生态水利学在城市河道生态修复中的应用初探[J].广东水利水电，2011（6）：8-11.
　　[2]韩玉红.浅谈城市河道整治与水生态修复工作[J].才智，2011（16）：237.
　　[3]李文帅，华梁，程卫峰.橡胶坝袋在山区河道上的应用[J].河南水利与南水北调，2011（8）：62.
　　[4]段洪君.浅谈橡胶坝运行管理及维护[J].科技信息，2014（13）：367-370.
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