橡胶坝施工技术浅析

辛炳烈

（中国水利水电第十三工程局有限公司，中国 天津300384）

0 引言

橡胶坝技术发展到今天已经是一种成熟的技术，它综合了现代橡胶合成材料性能和满足低水头、坝顶溢流，可调节泄洪量、容易控制等要求的挡水建筑物。橡胶坝袋是用高强合成纤维织物做受力骨架,内外涂敷合成橡胶作粘结保护层,加工成橡胶胶布,按设计尺寸制成坝袋,锚固在基础底板上,用水或气的压力充胀起来,形成挡水坝，坝顶可以溢流,也可以根据需要而随时调节坝高,不需要挡水或有泄洪任务时,将袋内之水(或气)排空,坝袋便坍平于基础底板上,水流下泄无阻,河道或原建筑物便可恢复原有的过水断面，能起到调节水位、控制流量的节制闸和活动溢流堰等作用。

1 工程施工案例

1.1 工程简介

下面以浙江衢州塔底水利枢纽工程中5跨橡胶坝的施工技术进行浅析。

该工程由发电厂房坝段、泵房坝段、泄洪闸坝段、船闸坝段和主拦河挡水橡胶坝段组成。橡胶坝采用了5跨螺栓压板双锚固式，单跨长度85m，高度5.25m，属于较高的橡胶坝；橡胶坝的分隔墩为坡比1：1的斜面式。

坝袋采用三布四胶，型号为JBD5.25-300-3。外覆盖胶厚大于2.5mm，内覆盖胶厚度大于2.0mm，夹层厚度胶大于0.5mm，单层帆布强度300kN/m。坝袋总厚度大于12.1mm。坝袋底垫片采用一布二胶，厚度大于2mm。

坝袋锚固设计采用双锚线螺栓压板式锚固。螺栓间距20cm。上压板采用Q235铸钢件并作防锈处理。

1.2 材料性能

1.2.1 橡胶坝袋性能

要求达到设计的抗拉强度和抗撕裂性能、柔曲性、耐疲劳性、耐水浸泡及耐久性，胶布和橡胶粘合性能良好等。出厂前根据坝袋生产标准要求指标进行试验，提供产品合格证和检验报告。

1.2.2 螺栓压板式锚固机构性能

根据《橡胶坝技术规范》，应通过计算确定螺栓的直径、间距、长度以及压板的厚度断面，螺栓间距以20～30cm为宜。锚固机构由预埋螺栓、下垫板、上压板、垫片、紧固螺帽等组成，应满足的强度、耐久性、锚固力、锈蚀等因素的要求。

1.3 安装方案的确定

1.3.1 安装前的准备工作

坝面处理：按设计要求，坝袋在放水坍落和冲水2种工况下，与基础地板和边墩接触面范围，浇筑厚15cm的C40二期细石混凝土，并对表面进行水磨石面式的研磨，要求平整光滑。安装前，对整个基础面进行除尘和清渣，并涂刷环氧树脂溶液保护表面。对于坝袋接触的墩墙也进行类似处理。环氧树脂处理液采用WSR6101(E-44)型环氧树脂，加651型固化剂和丙酮按1：0.4：1的比例混合，调制均匀。处理液随配随用，涂刷时要按照一定的顺序均匀的涂抹，直至刷完整个与坝袋接触的坝面，晾干固化。

锚固线基槽处理：上游侧和底部进行凿毛处理，对与坝袋接触的锚固基槽一侧，进行二期细石混凝土浇筑、压光、磨光处理。

场地准备：鉴于坝袋很大和很重，需在下游侧，平整或铺垫能够展开整个坝袋的场地，对坝袋安装定位进行调整，并能够满足机械起重和运输车辆的卸车条件。

1.3.2 合理确定安装顺序

因本工程分三期围堰施工，二期围堰内有两跨橡胶坝。建筑物设计布置为：橡胶坝右边墩，1＃ 橡胶坝，1＃2＃ 坝中隔墩，2＃ 橡胶坝，2＃3＃坝中隔墩。按照工程进展情况，确定首先安装1＃坝，再安装2＃坝，方能满足渡汛要求。为了能加快安装速度和提高机械设备利用率，采用了两跨穿插安装的办法。总的顺序即：1#坝床处理——1#坝袋进场——安装1#坝袋同时，2#坝床清理——2#坝袋进场——2#坝袋安装，并减少了材料的二次搬运，为加快进度提供了保证。三期围堰里3跨橡胶坝同上。

1.3.3 坝袋安装流程

螺栓压板式橡胶坝安装主要分为以下十二个工序流程：

坝床处理→锚固槽处理→展开底垫片和打孔→安装止水海绵→水帽和溢流管处理→展开坝袋调整定位→坝袋打孔压平→垫平片安装→安装上压板→紧固螺栓→坝袋冲水试验→浇筑封锚混凝土

2 安装工艺控制

2.1 进场材料检查

对进场的橡胶坝袋和相关配件进行质量检查，由厂家出具质量检验报告和合格证明。

2.2 吊装设备操作要求

在坝袋进场时需要将坝袋由拖车上卸下并初步调整到安装位置。结合坝袋长度和重量，要求吊装时采用8个吊点，需两辆吊车配合。在坝床上下游各布置一台汽车吊，两台吊车分别吊挂坝袋两端4个吊点，同时起吊，要保持高度和速度的统一。将坝袋由吊车缓慢吊至坝床上，后调整坝袋的初始位置，使其垂直于坝轴线放置。因坝袋体积和重量较大，在底垫片就位后，可在坝袋四周锚固线以外打孔，套入卡环和绳索，通过卷扬机、装载机，将坝袋平行于坝轴线方向M型折叠后，并牵拉就位。斜墙段施工时利用卷扬机、手拉葫芦等，通过隔墩上预埋的锚钩使两侧坝袋基本就位，临时固定。

2.3 螺栓压板锚的安装要求

每块压板不宜太长太重，特别是两岸边墙、中墩的压板。每块压板对应的螺栓个数一般以5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；太多螺栓埋设精度要求较高，容易造成安装上的困难。锚固件预埋位置是否准确，直接影响到橡胶坝袋的安装。一般将预埋螺栓穿入垫板，（起鼓面牙口朝上）在背面用薄螺母定位固定，然后正面使用厚螺母固定拧紧连成整体，然后将其固定在砼中的钢筋网上，用全站仪、水准仪校正后进行排列焊接定位。

2.4 坝袋打孔安装要求

打孔前要检查坝袋舒展状况，核实无误后方可依据技术员划下的记号依次对坝袋打孔。打孔顺序为先下游后上游、最后是隔墩和岸墙，锚固顺序为先中间后两边，随打随套。两侧岸墙拐角处，袋布要折叠、理顺、垫片，不得用剪口补强处理。

2.5 螺栓紧固要求

完成底垫片、坝袋、垫平片的安装并通过验收后，可进行上压板的锚固安装。将上压板按顺序安装，并依次安装垫圈、螺母，螺母旋紧力通过测力扳手严格控制。所有螺母在旋紧一遍后停放12小时后，再次旋紧一遍。如此重复3－4遍后，完成对螺母的旋紧。

2.6 封锚施工要求

封锚即是将安装、紧固完毕的坝袋锚固螺栓和压板用二期混凝土浇筑起来，达到封闭和保护螺栓的作用，对封锚混凝土浇筑质量要求内实外光。

封锚前将锚固槽内杂物清理干净，保证槽内无污物，无积水。另外，需对螺栓进行防腐处理。在螺栓外均匀涂抹黄油，用厚塑料袋将外露的螺栓和螺帽扎好，以保护螺牙完整。对于坝隔墩斜墙段，可采用分段浇筑的办法，以2～3m为一层，分层浇筑至顶。要求浇完后封锚混凝土要与原坝底板平滑过渡。待封锚混凝土达到一定强度后可用手提角磨机对其表面再进行打光处理。

3 坝袋充水试验

若充排水泵站与各管路均已经满足充排水要求，则可直接利用泵站系统充排水。若充排水泵站设备安装达不到冲排水要求，通常利用坝墩的溢流管作为充水路径。充水完成后，要对坝高进行时段测量，停放时间内无任何异常后将水排掉，试坝工作结束。

4 结束语

橡胶坝具有投资低、结构简单、抗震性好，施工及安装简便、制造工厂化、工期短生效快、运用管理灵活方便、泄洪量大、淹没面积小等特点。在安装过程中应对整个工序严格质检，以保证安装质量和坝体的正常运行。

［1］SL227－98橡胶坝技术规范[S].北京：中国水利水电出版社，1999.