小埠东橡胶坝坝袋更换工程遇到的问题及对策

高 瑞，谭培箱，王 伟

(1.临沂市滨河景区小埠东橡胶坝管理所，山东临沂 276000;2.临沂市河东区太平街道水利站，山东临沂 276029;3．临沂市园林局，山东临沂 276000)

小埠东橡胶坝坐落在沂河干流临沂市城区段小埠东村东沂河中泓桩67+045处。坝上流域面积10287km2，一次蓄水2830万m3。枢纽工程总长度1247.4m，其中橡胶坝段长1135m，有16节橡胶坝袋，每节坝袋长70m，设计坝高3.5m，两岸各建一座各5孔平面钢闸门调节闸，工程于1997年汛前建设完成投入运行。该工程以其世界最长的橡胶坝被列为“世界吉尼斯记录”。小埠东橡胶坝枢纽工程坐落在砂基上，工程自建成以来，橡胶坝段河床底高程由建坝时的62.0m下切到现在的57.0m，平均下降5m，因橡胶坝下游运行边界条件发生重大变化，建成后曾发生5次水毁险情，危及工程安全。经水利部南京水利科学研究院和山东省水利科学研究院分别试验研究论证认为，小埠东橡胶坝枢纽工程存在坝基渗透变形、坝袋老化等安全隐患。为保证工程安全，工程管理单位组织实施了坝袋更换工程。在工程施工过程中遇到的问题及对策介绍如下:

1 坝前围堰工程施工问题及对策

1.1 围堰施工原因

坝袋更换主体工程施工前必须创造干地施工条件，但小埠东橡胶坝位于城市主城区，上游为国家级水利风景区沂蒙湖，同时区域内还有为电厂提供水源的取水口2处，为保证电厂生产用水及城区河道的景观用水和生态景观效果，不宜将河水全部放掉后施工，因此必须在橡胶坝上游修筑围堰。

1.2 围堰材料问题

工程所在地夏季多雨，汛期为6～9月，因此该工程必须在汛期到来的5月底前完工，沂河河道在临近小埠东橡胶坝上游部分宽1250m，经实际测量，橡胶坝前河床最深已达13m，工程按10年一遇的设计最高洪峰水位的需要，堰堤顶宽6m，两侧边坡为1∶3，经测算围堰总方量近10万m3。工程工期短、方量大，必须选择合适的围堰填筑材料。

1.3 围堰材料选择

关于围堰的填筑材料，一种是采用抛填块石后在迎水坡填筑优质黏土进行防渗;另一种是抛填中粗砂，龙口处抛填砂袋，迎水面铺设防渗膜。采用土石围堰方案的材料只能使用汽车从城外运输，受场地道路和资源的限制，根本无法满足工程进度的要求，同时造价较高。而采用砂围堰，采用运砂船自采自运自卸，运距较短，每艘船每天可运输抛填砂1500 m3，同时工程上游具有丰富的砂资源，可以就地取材，降低了围堰总造价。在实际施工过程中采取多船作业方式，每天完成采砂量1.6万m3，大大加快了工程进度，降低了工程总造价。

2 坝前截渗处理问题及对策

2.1 截渗处理原因

受当时资金技术等条件限制，小埠东橡胶坝工程上游基础未进行截渗处理，经多年运行致使橡胶坝坝基渗透破坏，坝基存在渗透变形现象，缩短了坝体使用寿命，存在严重安全隐患。该工程截渗采用高压旋喷灌浆双管法施工，灌注桩入岩0.5m，总灌浆长度15076m。

2.2 截渗问题及处理方式

在钻孔时，如出现塌孔现象，采用黏土充填固壁，以顺利成孔和保证孔壁稳定;在灌浆过程中冒浆量小于20%注浆量是正常现象，但是当冒浆量超过20%注浆量时应当减少注浆量或加快提升，提高回旋速度，对冒浆进行妥善处理，将多余的浆液引入沉淀池。高喷灌浆时若无冒浆现象，则可能是地层有较大空隙造成漏浆，故需在空隙大的地段增大注浆量，直到填满空隙且正常冒浆后，再按施工技术参数规定控制提升速度。

3 坝墩冻融问题及对策

3.1 冻融原因

坝墩位于橡胶坝前迎水面，坝体材料基本上都是混凝土结构，该结构是由水泥砂浆与粗骨料组成的毛细多孔体。工程所在地为典型北方气候，冬冷夏热，由于长期受正负温度交替影响、融冰撞击等，造成坝墩表面出现剥落、裂缝等现象。

3.2 冻融问题处理

a.修复前必须彻底清除被冻融破坏的疏松混凝土，以保证修补材料能与基面完好结合，在工程实践中用电锤凿除新鲜基面，并用高压气泵或水泵吹脱表面砂砾。

b.修复材料的选择也是决定修复效果至关重要的一环，经多方比选决定采用丙乳砂浆对冻融破坏的坝墩进行修复。丙乳砂浆是丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆的简称，具有优异的黏结、抗裂耐磨、耐老化等性能。丙乳砂浆与普通砂浆相比，极限拉伸率、抗拉强度、抗裂性显著提高，施工方便、成本低，加之密封作用，能够达到防止老混凝土进一步碳化、延缓钢筋锈蚀速度、抵抗剥蚀破坏的目的。

4 坝袋安装问题及对策

4.1 旧坝袋拆除

旧坝袋拆除首先应通过两岸泵房内的机电设备将坝袋内的水排空，然后实施坝袋拆除作业，其次通过电锤清除锚固槽表面混凝土，使橡胶坝压板及螺栓外漏。

4.2 新坝袋安装

坝袋安装前首先进行底垫片的安装，底垫片应对准螺栓就位，在底垫片上做好标记再打孔。新坝袋运到工地后，应立即全面对坝袋质量进行全面检查，看是否符合设计要求。检查完成后，才可进行孔洞放样。根据图纸和实地测量的尺寸，将坝袋中心线对准底板中心线，校正就位后再折叠坝袋对准螺栓打孔线，按坝袋锚固尺寸打孔。坝袋安装应按“先下游后上游、先中间后两边”的原则进行锚固，坝袋打孔就位，加强片就位，安装压板，紧固螺栓，要反复紧固，紧固螺母必须采用力矩扳手，保证每个螺栓受力均匀，压板紧密、平顺，并且紧固到设计螺母压缩要求。

5 橡胶坝底板伸缩缝维修问题及方法

5.1 伸缩缝作用及组成

橡胶坝的底板伸缩缝主要起到防止因温度的变化等引起坝体结构的热胀冷缩过大而造成破坏的作用，伸缩缝通常为以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙的构造。

5.2 维修原因

因该橡胶坝已运行15年多，覆盖在伸缩缝上部的保护层由于气候变化、水流冲刷等原因大部分都已剥落，造成伸缩缝内的填充材料在橡胶坝泄水过程中被急流冲出，也就失去了维护大坝结构安全的作用。在历年的汛前、汛后检查维修过程中，也采用过沥青玛 脂、木板等进行维修，但效果大都不很理想，经一个汛期运行后大部分又被破坏到原来的状态。

5.3 维修材料及使用效果

在此次维修施工过程中，工程管理单位在听取多方建议后采用新型材料聚硫密封胶来修复底板伸缩缝。聚硫密封胶是以液体聚硫橡胶为主剂，配合硫化剂、补强剂、增塑剂等制成的高等级的密封材料。在施工完成并经过一个汛期运行后，管理单位工程技术人员对新修复的橡胶坝底板伸缩缝进行了检查，发现新更换的底板伸缩缝填充材料与混凝士表面黏结性良好，未发生填充材料被水流冲出的现象，橡胶坝底板伸缩缝表面平整、光滑，防止了橡胶坝底板因温度的变化或受水力挤压等引起的塑形变形，确保了整个橡胶坝底板的稳定与安全。

6 结语

橡胶水坝最早于1957年诞生于美国洛杉矶，近几年来以其造价低、施工周期短 (当年施工当年受益)、维修少、管理方便等特点在国内得到快速发展。据相关资料显示:通过室内试验和实际工程观测及验证，橡胶坝袋的使用寿命为15～20年。小埠东橡胶坝作为多跨最长橡胶坝并因达到使用年限而更换，它在施工过程中存在的问题及处理方法能为今后类似工程提供一定的借鉴。

［1］谢红梅，严桂利，厉建阳．沂河桃园橡胶坝工程与小埠东橡胶坝工程差异性分析［J］．山东水利，2007(10):43-44．

［2］刘持鹏．双组分聚硫密封胶在防水施工中的工艺措施［J］水利水电施工，2011(4):32-32．