带脊无缝充气式橡胶坝在邕河治理工程上的装设和应用

□齐 坚（河南水利建设投资有限公司）

带脊无缝充气式橡胶坝在邕河治理工程上的装设和应用

□齐 坚（河南水利建设投资有限公司）

橡胶坝自20世纪90年代以来在我国发展迅速，其造价低、施工期短、适应性好、维修管理方便的特点决定了其在城市河道中的应用越来越普及。文章以南阳市邕河治理项目中的2#橡胶坝为例，主要介绍了带脊无缝充气式橡胶坝的装设过程以及其在城市河道治理工程中的应用，为其他类似工程提供了借鉴。

橡胶坝；河道治理；邕河治理；应用

橡胶坝是用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成胶布，再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过充排管路用水（气）将其充胀形成的袋式挡水坝。自20世纪90年代以来，橡胶坝在我国，尤其是在城市河道治理工程中的应用发展迅速。南阳市邕河治理工程中设置的4座橡胶坝，具有典型代表意义。

1.工程概况

邕河位于南阳市东郊，发源于紫山东南部，河道总长度18.61km，流域呈狭长形，流域面积34.5km2。邕河治理项目是第七届全国农民运动会的配套工程，位于农运会场馆西南及白河左岸，312国道南北两侧区间。邕河综合治理工程规划在邕河设置4座橡胶坝，坝高1.5～2.0m，总回水长度6km，层层跌水，形成4段不同水深的景观水体，常水位水深0.5～1.5m，景观水面面积约14.4hm2左右。

邕河橡胶坝工程等别为Ⅳ等，橡胶坝、控制室级别为4级，设计洪水标准正常运行期为20年一遇，非常运行期为50年一遇。邕河橡胶坝工程主要包括：橡胶坝主体工程；左右岸翼墙及上下游护岸工程；供排气系统及控制室工程；上下游河床整治工程；管理工程等。

以2#橡胶坝为例，主要介绍橡胶坝的装设和应用。该橡胶坝坝袋长度为18m，橡胶坝顺水流方向长度为6.0m；坝高1.7m，内压比1.0，坝底板厚度0.8m，采用C25钢筋混凝土结构。

2.坝袋锚固和就位安装

2.1 锚固方式

充气式橡胶坝依靠将坝袋牢牢固定在承载底板和边坡上来锚固,以此形成封闭的囊袋,不仅坝袋牢固可靠，且能够做到严密而不透气。所以说锚固是充气式橡胶坝是否能够起到稳定挡水作用的关键，本文中橡胶坝的坝袋采用双线锚固方式，锚固结构采用螺栓压板锚固，螺栓压板锚固坝袋是较为先进的安装方式，其特点是设计数据准确、坝体受力均匀、施工简单、维修方便。

锚固构件由螺栓、螺母、压板、垫板组成。锚固槽的施工要求主要是槽内螺栓的预埋尺寸必须准确、表面一定要平整。为了满足这些要求，邕河橡胶坝采用了预留C25二期混凝土的方式来进行锚固槽的浇筑。预留二期混凝土需要同时考虑结构的整体性以及施工的方便性。为了确保槽内预埋螺栓尺寸的准确性，通过厂家技术人员的指导，我们选用了0.8cm厚、20cm宽的钢板进行焊接，每5m为1块，在钢板上首先定好位置钻孔，然后将预埋螺栓垂直焊接在钢板上，并留出设计的外露尺寸，然后使用钢筋支架将焊有螺栓的钢板固定在二期混凝土槽内。在浇筑锚固槽混凝土之前，下压板位置一定要准确，每块下压板首尾要齐平，并用螺母逐个拧紧，使其牢牢地固定在锚筋上，以保障在混凝土浇筑过程中锚固螺栓不至于移动变位。同时还应对每个螺栓的螺牙涂上黄油并加上护套，以防止水泥凝固在螺栓上，从而损伤螺牙并影响其与螺帽的紧固。待混凝土浇筑完毕但还没初凝之前还应该再次校核预埋螺栓的尺寸是否准确，如果有偏差应赶紧纠正。

2.2 坝袋就位安装

坝袋就位安装一般在坝袋厂方技术人员指导下进行。

2.2.1 安装前的准备工作

坝袋安装前，首先清理坝袋底板、锚固槽、边墙及坝袋安装场地表面的杂物，检查坝袋接触面的平整度和锚固预埋件的位置尺寸，对不能满足坝袋安装要求的进行处理。

2.2.2 坝袋安装

在安装坝袋之前应首先在承载底板、坝袋以及底垫片上分别标出坝轴线、坝袋中心线以及锚固线。先从中线开始安装，并同时向两侧推进。先将底垫片铺在底板上，上下游暂时用混凝土压轴来固定，两端则采用锚栓来固定，同时开孔装设进出水口的水帽；安装好底垫胶片之后，就可以把坝袋胶布平铺在底垫胶片和下游底板上，铺设时以坝袋中线与底板中线重合为标准；铺设完坝袋胶布后即可以锚固坝袋，锚固坝袋应该按照从上游至下游最后到边墙的顺序来进行。在底板锚固时，应从坝轴中线开始向左右两边逐步锚固。锚固槽内的铺设顺序应是:橡胶找平片为最底层，然后是坝袋底垫片，在坝袋底垫片与坝袋之间应放置止水海绵胶片来防止漏水，止水海绵胶片的上下面应使用氯丁胶，从而使胶片能够与坝袋和底垫片结合。

完成以上工作之后，再将坝袋端头从上方折反过来，再放置一层补强胶片在其上面。坝袋、补强胶片、止水海绵胶片、找平垫片以及底垫片均应按螺栓位置钻孔。为保证锚固时受力均匀，还应设置两道Φ8mm通长钢筋在补强胶片的上面，布好钢筋之后再在上面放置16槽钢压板。最后安放螺母拧紧，在放上垫片上第一个螺母之前螺栓有丝部分应用黄油涂抹满。

2.3 注意事项

在安装橡胶坝袋之前，土建部分工程应先按照相关规范（橡胶坝技术规范、水利水电施工技术规范、橡胶坝施工规范等）进行验收。其中金属加工部分应该按金属结构相关规范加工。由于锚固压板螺栓的工序是橡胶坝袋安装是否成功以及质量是否能够保证的重要一环，所以在安装过程中应该特别注意以下事项：一是各压板之间首尾要齐平，当不平时需要用胶板或橡皮垫平；二是螺帽的四周要均匀落在压板上；三是安装好坝袋之后，还需检查底垫片与坝袋之间的接缝有没有缝隙，如果有缝隙应及时处理；四是在拧紧压板螺帽时，不可一次强拧到位，而应往返多次慢慢拧紧，防止损坏螺牙；五是上螺帽应使用扭力扳手，逐个将螺栓按设定的扭矩拧紧；六是避免出现软缝，造成局部漏水。

3.充气式橡胶坝的应用

3.1 邕河河道现状

现状邕河为天然河道，河面狭窄，窄处2～3m，宽处7～8m入白河口处稍宽，河道整体所处地势较高，现状防洪标准不足10年一遇。两岸植被茂盛，乔木以杨树、柳树为主，低矮灌木和地被植物大多为原生态植物。两岸景观总体而言具有明显的田园特色，沿河用地主要为农田和村庄，自然淳朴，原始景观条件较好。该河道沿岸市政排污管道不完善，存在多处村庄、单位将污水直接排入邕河，使邕河水质污染严重，出现严重的生态危机和水循环危机。随着南阳市委市政府总体规划和河西片区控制性详细规划以及“两争一迎”工作的提出，怎样解决邕河水质污染及形象问题，已是摆在水利、市政园林等相关部门面前的重大课题。

3.2 充气橡胶坝邕河治理上的应用

3.2.1 贮水和增加水循环

邕河河道为季节性河流，丰水季节，形成水流，甚至洪水奔腾；枯水季节，河水断流、河床裸露，两岸的生活污水和工业废水不断排入，致使邕河严重污染，水质黑臭，生活垃圾随处可见。

邕河治理后，利用引水渠引白河河水至邕河河道。在邕河河道上修建橡胶坝能够起到蓄水，减少水流对河床的冲刷，增加水循环的作用。丰水季节，坝前形成壅水，河水漫过橡胶坝，河水保持缓慢流动；枯水季节，引白河河水入邕河，橡胶坝能够起到抬高水位，避免河床干枯裸露的作用，并且可以使得河水沉淀和澄清，使生活垃圾等漂浮物品得以沉积，使河水常年保持洁净流水。当邕河河水通过层层橡胶坝贮水沉淀，最后流入白河的水体也得到了有效的循环。

3.2.2 防洪排涝作用

充气式橡胶坝施工比较方便，其上部可以溢流，不需要建闸墩、启闭机架等结构，故不阻水。相比启闭需水闸，橡胶坝的排洪效率更高，洪水来临时，可以将充气橡胶坝放气使其紧贴于河床，效果更好。另外还可以通过灵活控制橡胶坝的坝高来调节水位和流量，且在紧急情况下能够迅速塌坝，以满足汛期防汛抢险的快速反应。

3.2.3 美化环境作用

邕河综合治理工程以城市防洪为基点，综合考虑绿色生态防洪理念，建设城市防洪体系和水系景观的立体防洪框架，因地制宜地打造城市防洪保安全的生命线，使工程布局和城市发展总体格局协调一致，为城市滨河规划与开发提供科学的依据。

本工程充气橡胶坝造型优美，线条流畅，橡胶坝为蓝色，色彩明艳，赏心悦目。为南阳城市装点得绚丽多彩。当河水溢流过橡胶坝，形成了别具一格的小瀑布，也将成为南阳市内一道靓丽的风景线。

3.2.4 消减坝袋振动

充气橡胶坝在运行过程中的突出问题就是坝体内气体压缩不均匀导致水流集中冲刷河床；本项目中橡胶坝的独特“带脊”结构，通过带脊挑流产生的扰流效应，能消减水流脉动产生的有规律的震荡；且带脊挑流形成的瀑布能更加张显橡胶坝工程的壮美景观。

4.结语

随着充气橡胶坝技术的发展，带脊无缝充气橡胶坝在城市河道治理以及景观绿化建设等方面得到越来越广泛的运用，并发挥着越来越重要的作用。

综上所述，随着我国水利建设技术的发展，橡胶坝设计、施工技术也越来越成熟，相信在今后的施工中带脊无缝充气式橡胶坝以其先进的性能和便利的施工条件在我国的应用也会越来越普及。

[1]何尚文.充气式橡胶坝装设和运行操作管理[J].水利科技,2003，1.

[2]彭莉.浅谈充气橡胶坝在广州市区河涌整治上的应用和推广[J].广州科技,2009，7.

齐 坚（1981-），男，工程师，研究方向为项目管理。

2012-06-08