橡膠壩設(shè)計相關(guān)問題探討

陳玉靜

摘要：本文分別從橡膠壩的注意要點、結(jié)構(gòu)設(shè)計、運行管理設(shè)計及優(yōu)化設(shè)計存在的問題進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：橡膠壩；設(shè)計；問題

1橡膠壩設(shè)計注意要點

1.1做好前期選點工作

橡膠壩為柔性擋水結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生劃傷、磨損、振動等破壞，并且需要經(jīng)常進行觀測、維修。因此做好橡膠壩前期選點工作十分重要。主要考慮因素包括避開河道陡坡、彎道等砂石活動量大地區(qū)和低洼地區(qū)。前者可減少橡膠壩劃傷、磨損等破壞，后者的主要作用是便于進行橡膠壩的觀測、維修。以上幾種因素往往不能兼得。要以選擇穩(wěn)定、順直的河床為主，在滿足河道設(shè)計流量的條件下，可適當提高橡膠壩地板高度。

1.2橡膠壩的防振、防磨

橡膠壩袋在遇到上、下游水位不利組合時，振動、磨損嚴重。其主要防振、防磨措施是采用人工控制壩袋運行，迅速改變不利組合。在河道行洪時將壩袋全塌，使壩高為零（在橡膠壩模型試驗中，當壩上單寬流量大于4m3/S時，壩袋容易產(chǎn)生振動。壩上單寬流量小于4m3/s時，壩袋不容易產(chǎn)生振動）。其次，在工程設(shè)計和施工中應(yīng)注意壩袋下游錨固線至壩袋塌落線段的地板澆注平滑（辦法是澆注混凝土時，當混凝土振出漿后，加摻一些高標號水泥沙漿，把地板面抹平滑）。

1.3水源條件

現(xiàn)行橡膠壩一般采用充水式橡膠壩，充水時間一般為3-5h，需要有可靠的水源.如城鎮(zhèn)自來水、蓄水池、機井等。在無城鎮(zhèn)自來水的地方建壩，需要根據(jù)橡膠壩的設(shè)計內(nèi)壓水頭，修建適宜的調(diào)節(jié)水池，補充橡膠壩因滲漏損失的水量。

2從工程的結(jié)構(gòu)本身進行設(shè)計

簡單的來說，橡膠壩的作用于水閘相似，但是又具有許多水閘不具備的特點，如結(jié)構(gòu)簡單、造價低、跨度大、不阻水、自重輕、抗震性能好等，這意味著橡膠壩的適應(yīng)性更強。從橡膠壩的工程結(jié)構(gòu)本身進行優(yōu)化，是指在滿足防洪條件的基礎(chǔ)上，將新科技應(yīng)用于橡膠壩的結(jié)構(gòu)，使之能夠更加適應(yīng)水利工程的需求，在蓄水治水工作上發(fā)揮更大的作用。

2.1搞好土建工程的設(shè)計

土建工程是橡膠壩工程的重中之重，占整個工程投資的比重大，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示橡膠壩的投資大部分被用于土建工程，僅有一小部分被用在了壩袋投資之上，而優(yōu)化土建工程的設(shè)計，能夠在極大程度上降低橡膠壩投資。橡膠壩比一般水閘對地形的適用性要好，壩的形狀根據(jù)地形條件，滿足結(jié)構(gòu)計算要求即可。

在不同地域建造橡膠壩時，考慮到橡膠壩在水流中的受力條件和受力部位，中邊墩混凝土的厚度與鋼筋結(jié)構(gòu)，以及底板鋼筋結(jié)構(gòu)的布置等均應(yīng)該進行適當?shù)淖儎?，從而?yōu)化土建工程的設(shè)計結(jié)構(gòu)，減少對周邊原有環(huán)境影響的同時還能夠帶來更多的附加價值。在建設(shè)橡膠壩的過程中，在滿足設(shè)計要求的條件下，應(yīng)該充分考慮節(jié)約投資，因地制宜地確定橡膠壩的壩高和壩長，從而用最小的資金投入創(chuàng)造最大化的經(jīng)濟效益。

2.2使用新技術(shù)、新材料

橡膠壩工程本身就是一項新型技術(shù)，從推廣應(yīng)用到如今只有幾十年的歷史，但是針對橡膠壩的優(yōu)化完善卻一直沒有停止。在橡膠壩的錨固方面，可以使用鋼纖維混凝土楔塊取代原來的木楔塊，由此加大了錨固力并節(jié)省了投資。這些新技術(shù)的運用極大地簡化了施工的步驟，在降低施工成本的同時也延長了工程的使用壽命。同時隨著科學技術(shù)的發(fā)展，利用各種高科技設(shè)備來檢測橡膠壩的運行，節(jié)約了人力，實現(xiàn)了對于橡膠壩的智能化控制，有利于橡膠壩技術(shù)的推廣應(yīng)用和發(fā)展。

3從工程的運行管理進行設(shè)計

1）運行管理是保證橡膠壩工程正常運行的基礎(chǔ)，想要橡膠壩在最大程度上發(fā)揮功能，就必須提高工程的運行管理水平。例如，在設(shè)計橡膠壩工程時，務(wù)必要結(jié)合檢修條件。對于北方地區(qū)，橡膠壩冬季泵房應(yīng)當注意保暖設(shè)備的設(shè)計、檢修爬梯的設(shè)計，以方便日后的管理和檢修，同時要做好自動補水設(shè)施的布置，安裝壩袋自動調(diào)平設(shè)施，低壩可采用鋼纖維混凝土楔塊錨固，對于壩高較高的壩袋，采用螺栓錨固更利于檢修。橡膠壩前沿平面段按設(shè)計規(guī)范考慮，只留 0.8-1.0m的距離，滿足不了空壩運行時的要求，對于壩高較高的橡膠壩袋，壩袋在沖水時由于受上游斜坡段的影響，經(jīng)常會造成壩袋向上漂移，致使更多的水不能全部排出，這種情況，空壩運行時更為明顯，因此在設(shè)計時要考慮上游空壩運行時壩袋向上傾斜的問題，留足上游平面段，而投資增加很少。

2）從程序化、規(guī)范化上進行設(shè)計。當前我國的橡膠壩數(shù)量較多，可以對橡膠壩的運行中的各項數(shù)據(jù)進行科學的統(tǒng)計和采集，制定規(guī)范化、程序化的橡膠壩管理流程，從而簡化管理人員的工作。

4加強橡膠壩技術(shù)的研究，為橡膠壩的優(yōu)化設(shè)計提供技術(shù)支撐

橡膠壩是一門涉及多學科的科學，只有不斷加強橡膠壩技術(shù)的研究，橡膠壩這種新技術(shù)才會更快更好地發(fā)展。如高度大于5m的橡膠壩工程研究、設(shè)計、制造及應(yīng)用考核等問題，壩袋防振動問題，充氣橡膠壩的壩袋防振動裝置的應(yīng)用開發(fā)問題，壩袋的耐老化和耐磨損問題，壩袋的修補和維護問題，活動式橡膠壩、多功能橡膠壩的開發(fā)應(yīng)用，橡膠壩自動化破冰，橡膠壩的自動化控制問題等，梯級橡膠壩塌壩時間的確定及綜合調(diào)度運用等等。

5橡膠壩工程在優(yōu)化設(shè)計方面存在的問題

橡膠壩工程既要滿足工程運行、防洪的需要，同時還要滿足工程投資及整體景觀的需要，這是新時期人水和諧新理論水利工程的一大特點。

5.1設(shè)計理念站位低，設(shè)計過于簡單

設(shè)計只考慮當前，不考慮長遠，只滿足使用，考慮其他少，造成工程滿足不了今后的長遠發(fā)展。

5.2設(shè)計思想保守，設(shè)計思路陳舊

設(shè)計人員圖省事，對橡膠壩工程設(shè)計照抄照搬，書本怎說就怎做，比如中、邊墩都是矩形的混凝土構(gòu)造，顯得呆頭呆腦，造成設(shè)計千篇一律，工程投資過大，工程浪費嚴重。

5.3設(shè)計經(jīng)驗缺乏，設(shè)計水平低下。

設(shè)計人員了解施工工地情況少，真正走出去的少，設(shè)計人員的素質(zhì)、設(shè)計水平跟不上形勢發(fā)展的需要。比如壩底板高程人為確定，壩底板形式不尊重原來河道地形，山區(qū)河道和平原河道不加區(qū)分，該設(shè)深槽的不設(shè)深槽，造成工程滿足使用年限少，工程過早被淘汰。

6結(jié)束語

橡膠壩是當前運用比較廣泛的一種綜合利用水利工程。工程建成以后，不僅能有力地促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，而且對自然、生態(tài)、社會環(huán)境等均能改善，產(chǎn)生了積極的影響。

參考文獻：

[1]王家會.橡膠壩工程規(guī)劃設(shè)計探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2009（06）：45-46+50.

[2]韓軍.橡膠壩設(shè)計和運行管理中有關(guān)問題的探討[J].電力學報，2006（04）：516-518.

（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計研究院）