湍河橡胶坝锚固堵头设计与施工策略探析

□杨鹏伟（内乡县湍河橡胶坝管理处）

近年来，内乡县为打造“旅游名县”，相继在湍河城区段上下10km建成3级橡胶坝，蓄水面积达320hm2，蓄水能力达480多万立方米，配套修建了沿河两岸9.5km的滨河路，并进行绿化、美化，新增湿地保护面积3万余公顷，使内乡城区成为绿城、水城、生态城，成为内乡旅游的一张名片。在已建成的3级橡胶坝中，坝袋锚固有2种型式，一种为混凝土楔块锚固，另一种为螺栓压板锚固。前者在更换坝袋时楔块及锚固槽都易被破坏，给后续施工及维护带来困难，后者安全性能高、坝袋更换简单快捷，因而被橡胶坝设计、施工广泛采用。

一、螺栓压板锚固的设计

橡胶坝是一种随着高分子合成纤维和橡胶工业的发展而出现的新型低水头建筑物，它以高强力合成纤维为骨架，内外涂敷橡胶为保护层制成坝袋，袋内注水或充气充胀后控制水位，发挥灌溉、发电、防洪等综合效益。目前，橡胶坝技术的推广与应用，越来越受到河道管理部门乃至当地政府的关注。

螺栓压板锚固的设计主要是确定螺栓的直径、间距、长度以及压板的断面。在设计时，压板不宜太长、太重，特别是坝体两端边墙的压板，每块压板对应的螺栓个数一般以4个为宜，太少会因个别螺栓的拉断，造成同一压板上的其它螺栓应力过载而酿成事故；个数过多，在安装时因安装要求较高造成施工困难。

（一）螺栓的计算

螺栓是将坝袋连接于坝体基础上，承受连接板传来的坝袋拉力。在坝体内水重产生的摩擦力作用下，上袋片的拉力易将坝体袋由锚固压板下抽出，因此要求螺栓在拧紧后有足够的压紧力，以防坝袋抽出。但由于锁紧力难以控制，螺栓受力计算一般采用材料力学公式计算。螺栓长度按地脚螺栓考虑，取30倍螺栓直径作为螺栓锚固预埋长度，用双螺母固定，加防锈处理。为保证螺栓强力和螺纹的剪切强度的要求，螺纹规格要采用粗牙螺纹，螺栓材料钢号要采用中高碳钢制作。

（二）螺栓压板的设计

为保证压板在实际应用中有足够的强度，压板应采用16槽钢（160mm×64mm×5mm），压板的适宜施工长度为1m，槽钢内每隔2个螺栓孔要焊1块厚度为10mm的加强肋板，加强肋板顶部要与槽钢顶平，以增强压板的整体刚性。

（三）坝袋锚固槽的施工

坝袋锚固槽施工要求锚固槽内螺栓预埋尺寸准确、表面平整。内乡橡胶坝采用预留二期混凝土浇筑锚固槽的方法。二期混凝土预留范围内不仅要考虑基础结构的整体性，更要考虑施工便利。我们采用8mm厚、20cm宽的钢板焊接成每5m一块。在钢板上量好尺寸钻孔，将预埋螺栓根据设计的外露尺寸垂直焊接在钢板上，然后用钢筋支架将钢板固结在二期混凝土槽内，二期混凝土浇筑时采用小型振动棒振动，切忌碰到预埋物。待混凝土浇完尚未初凝之前应再次核准预埋螺栓的尺寸，发现有问题立即处理。

二、橡胶坝袋的锚固安装

（一）清理工作面

要将坝底的杂物全部清除，用水冲洗干净。检查管道内小元钉和小碎石等杂物是否清除，防止底垫片受损而使坝袋漏水。

（二）安装底垫片

将底垫片铺在底板上，上下游暂用混凝土压轴固定，两端用锚栓固定，同时开孔安装进出水口水帽。

（三）铺坝袋胶布

底垫胶片安装后，以坝袋中线与底板中线（指顺水流方向）相重合为控制标准，将坝袋胶布平铺在底垫胶片及下游底板上。

（四）刻画锚固线

坝袋胶布铺好后，按坝袋周长，刻画出锚固线。先划上下游，后划两端边墙的锚固线（如在工厂加工时已刻画好，可缩短现场安装时间）。

（五）坝袋锚固

锚固时，按照上游、下游、边墙的顺序进行。在锚固底板时，应从坝轴中线开始向左右两边展开，锚固槽内最底一层先铺橡胶找平片，后铺坝袋底垫片。为防漏水，在坝袋与底垫片之间应放置止水海绵胶片，且其上、下面均用氯丁胶与坝袋及底垫片粘连，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。补强胶片、坝袋、止水海绵胶片、底垫片及找平垫片均需按螺栓位置进行钻孔。在补强胶片上部，需设置两道Φ8mm通长钢筋，钢筋布好后上面放置16槽钢压板，保证锚固受力均匀。

（六）坝袋锚固

螺栓有丝部分要用黄油涂抹，再放置垫片，上第1个螺母。在安装螺母时，螺母的拧紧程度根据厂家要求，结合施工实际，自制的套筒以100kg的力作用在1m力臂处直至拧到位为准。

三、坝袋充水试验

所有第1个螺栓经检验拧紧后，可以做坝袋充水试验。坝袋充满水后，要仔细检查坝袋四周漏水情况，如发现漏水应做好标记，待放水后进行处理。

坝袋充满水放置1d后将放水，逐个螺母进行检查，再安装第2个螺母，依次类推安装剩余的螺母。

螺母全部安装后，用沥青将槽钢内螺栓及螺母浇上，覆盖一层塑料布，保证以后更换坝袋时螺栓能正常使用。最后用1∶2水泥砂浆将锚固槽其余部位封死抹平。

由于螺栓压板堵头式方案采用了平底板和堵头坝袋，充水后坝袋断面相同，不起皱折，没有溢流损失，坝袋拉力分布比较均匀，是一种安全合理的方案，可在生产实践中大力推广。