橡胶坝施工技术

刘敏明（中铁二十二局集团第四工程有限公司，北京　102400）



·水利工程·

橡胶坝施工技术

刘敏明
（中铁二十二局集团第四工程有限公司，北京102400）

摘要：阐述了橡胶坝的定义、形式和应用特征，以小清河河道治理工程中橡胶坝的应用为例，详细介绍了橡胶坝工程的整体施工流程，并对其施工技术要点进行了总结，确保了橡胶坝的施工质量，从而保障小清河两岸区域的防洪安全。

关键词：橡胶坝，坝底板，混凝土，坝袋

1　橡胶坝定义、形式与应用特征

橡胶坝属于新型的、柔性的水工建筑物，即根据所规定尺寸，在底板上锚固胶布，并呈封闭状，以气（水）充胀而成的一种挡水坝。在不挡水时，橡胶坝只需将袋内气（水）放空，则可恢复原河渠断面、堤防形状。通常而言，橡胶坝有充水式与充气式两种形式。其中，在充排时间上，充气坝短于充水坝。而在造价上，充气坝与充水坝差别不大。橡胶坝主要构成部分是充排气（水）设施、控制系统、土建部分、锚固件与坝袋等。在橡胶坝运行时，需严格按照设计方案以及操作规程，同时袋内充气（水）压力应比设计压力低，以免坝袋因承受压力过大而发生爆破。相较于常规钢闸门，橡胶坝不必定期刷涂油漆以防锈，却还需定期检查，在过水之后，必须检查坝袋，看是否有漂浮物刺伤坝袋，是否出现板与坝袋磨损，是否有卵石撞击、坝体振动等产生的损害。橡胶坝通常在水头低、跨度大的闸坝工程中应用。如水库溢洪道的闸门，亦或活动溢流堰，能够提高水库库容，增加发电水头；在河道上，可用于水头低、跨度大的溢流堰或者滚水坝；在沿海岸上，可作挡潮闸或者防浪堤；用在活动围堰、施工围堰，其高度可降可升，且能由堰顶溢流，则不需要取土筑堰，也能维持河道清洁，缩减工期与人力；而用在城区河道上，可拦蓄河水，美化环境。

2　水利工程中橡胶坝施工技术

本文所涉及橡胶坝位于房山区小清河综合治理工程K20 + 200～K22 +700区段，该坝为双锚充水坝。坝高2 m，坝长80 m，上游正常蓄水位33.36 m，坝底高程33.36 m。左堤设计防洪标准为20年一遇，右堤设计防洪标准为50年一遇。该坝建成可保护小清河两岸区域的防洪安全，将起到美化城市环境，提高城市品位，带动沿岸发展的重要作用。笔者以房山区小清河河道治理工程中橡胶坝的应用为例，分析了橡胶坝施工技术。

1）橡胶坝工程整体施工流程如下：导流管施工，地基处理，坝段底板混凝土施工，坝袋安装，下游消力池、上游铺盖段施工，下游海漫及连接段、上游连接段施工，附属设施施工，充水试验，管理房工程，竣工清理。

2）橡胶坝段施工流程如下：导流管施工，地基处理，石灰粉煤灰粒料垫层，混凝土垫层，坝底板及充泄水系统钢筋、预埋件、止水，坝底板及两侧钢筋混凝土河坡浇筑，安装橡胶坝袋，调整，充泄水系统泵房施工，冲水试验。

3）橡胶坝混凝土工程施工要点：混凝土工程是橡胶坝施工中的重要环节，它的施工组织是否平衡、紧凑，对缩短工期和降低造价有着很大的影响。混凝土施工工序遵循下述原则，即：“先深后浅，先重后轻，次要服从主要，穿插进行”。

混凝土浇筑严格控制以下几点：a.混凝土浇筑采用商品混凝土浇筑，为保证商品混凝土在浇筑过程中的连续性及坍落度等技术指标符合设计要求，施工前必须与商品混凝土厂家及有关单位签订缜密的供货合同，以保证商品混凝土的畅通和浇筑质量。b.浇筑时，严格控制底板等高程控制点标高，校核坝底板预埋件相对位置，保证橡胶坝位置安装准确。c.混凝土分层浇筑，每层厚度30 cm，振捣工入模振捣。d.因施工场地狭小、作业人员较多，对钢筋、预埋钢板位置、数量进行校核，并做自检记录和工序交接记录。e.本工程采用水泥土搅拌桩，桩径600 mm，总桩数455根，采用深层搅拌法，桩底伸入圆砾层1 m，施工时根据实地开挖地质情况调整桩长。在工程位置上进行试桩，成桩实验应达到以下要求：满足设计水泥浆液喷入量的各种技术参数；水泥浆的搅拌均匀程度；了解下钻及提升的阻力情况，选择合理的技术措施。此工程工艺性试桩的桩数不得少于5根。f.水泥搅拌桩施工过程：桩体对位：根据设计，确定加固机体位置，使搅拌机保持垂直。下钻：启动搅拌机，钻头边旋转边钻进。为了不致堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气，钻进时喷射压缩空气。可使钻进顺利，负载扭矩小，随着钻进，准备加固的土体在原位受到搅动。

钻进结束：钻进至设计标高后停钻。

提升启动搅拌机，钻头呈反向边旋转，边提升，同时通过灰浆泵将加固水泥浆液料压入被搅拌的土体中，使土体和浆液料进行充分拌合。沿深度方向，加固材料的混合量系根据灰浆泵输送出的加固材料数量与搅拌叶片提升速度的关系确定。前台操作与后台供浆的工作要密切配合，联络信号必须明确，前台搅拌机的提升次数与速度必须符合已定的施工工艺，后台供浆明确，一旦因故停浆必须立即通知前台，为防止断浆和缺浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5 cm，待恢复供浆时再喷浆提升。因故障停浆超过3 h，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。

提升结束，柱体形成，当钻头提升至距离地面30 cm～50 cm时，灰浆泵停止向孔内压浆，成柱结束。一般应限制在设计桩顶50 cm处停止压浆。设计桩顶标高与地面标高接近时，应特别注意桩头的施工质量，搅拌机提升出地面时要用慢速，当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。

4）坝底板施工。坝基处理完成后，铺筑30 cm厚石灰粉煤灰粒料垫层，然后浇筑C10混凝土垫层厚10 cm，待垫层混凝土达到设计强度后，进行底板施工。模板采用定型钢模板拼制，模板外侧用4×8 cm方钢做竖肋，10 cm×10 cm方木做横肋。横肋外侧设钢管支撑和钢缆拉纤与垫层预埋钢筋地锚加固。模板安装完毕后现场进行钢筋绑扎，由下向上依次进行。控制好预埋件的位置。混凝土分层浇筑，每层厚度30 cm，振捣工入模振捣。临近顶面时，控制好底板高程。由于坝袋起落时与底板表面接触，因此要求混凝土表面必须光滑平整，以减少水流脉动、波浪冲击的影响使坝袋产生振动磨损。对于锚固槽处局部有凹凸与坝袋有接触处，也必须将棱角打磨掉。

底板施工过程中，特别注意锚固于底板上的螺栓位置的准确，及时测量螺栓中心位置高程和间距，发现误差及时纠正。

5）坝段两侧河坡混凝土施工。河坡混凝土表面平整度的要求很高，浇筑时需严格控制，采用无轨滑模工艺施工。

侧模采用钢模板，其模外侧支立工字钢为滑道，进行无轨滑模施工。严格控制模板内边线，满足设计要求。滑模基础顶面必须平整光滑。

从坡脚向上进行混凝土浇筑，控制坍落度不得过大。采用插入式振捣棒配合无轨滑模进行混凝土振捣。人工进行原浆抹面压光。浇筑完工后，用吊车将滑模吊至施工的仓面。

滑模支架采用工字钢制作，面板为3 mm厚钢板，模板宽度30 cm，滑模施工时需加配重。

6）消力池施工。消力池是底流消能的主要设备，作用是形成产生淹没水流所必需的尾水深度，并保护水跃范围内的河床免受冲刷。消力池底板结构与坝底板段不同，先在地基上铺反滤层，然后浇筑底板。在消力池底板布置有直径100 mm PVC排水孔，注意排水孔的定位和挡墙排水孔的坡度。挡墙背后排水孔进口外包两层无纺布，并堆积砂砾料。

7）分缝、止水控制。按设计要求，做好分缝和止水片的埋设固定。底板之间的衔接要紧密、牢固、稳定，避免坝底板因地基不均匀沉陷或温度变化产生裂缝。施工中严格控制止水的施工质量，认真按照设计规范操作。施工中要注意以下几点：a.分缝。本工程根据施工需要分别设有甲、乙缝，施工时需加强注意，控制好纵横向轴线位置，防止跑偏。b.止水。甲缝有防渗要求，需设置止水。止水除满足防渗要求外，还必须满足温度及沉陷引起的变形。止水安装的成功与否，直接关系到橡胶坝的防渗及沉降，尤其在止水交叉处妥善处理，以形成完整的止水体系。铅直或水平交叉处采用胶料焊接或高强胶粘结。

8）橡胶坝坝袋安装流程。展开成捆的坝袋（配合7名工人并排平行于河道方向，一侧向另一侧拖拽坝袋直到全部展开平整）→以下游齿槽为基准，配合好螺栓间距在橡胶坝袋边缘上打孔套好→在下游齿槽螺栓之间纵向缠绕橡胶止水条→安装下游齿槽加强片→安装下游齿槽钢压板并拧紧螺母→在下游齿槽拧紧的螺母处包裹好塑料膜→浇筑下游背水面齿槽混凝土→将下游背水面坝袋边缘对折至上游迎水面齿槽→配合上游齿槽螺栓间距在橡胶坝袋边缘上打孔套好→在上游齿槽螺栓之间纵向缠绕止水胶条→安装上游齿槽加强片→安装上游钢压板→安装螺母锚固→包裹塑料薄膜→浇筑上游迎水面齿槽混凝土→安装结束。

总之，在水利工程中，橡胶坝有着十分重要的作用，为我们的生产与生活带来了很大的便利。因此，在橡胶坝施工时，必须把握好施工技术与施工质量，以高效完成施工。

中图分类号：TV641

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）06-0217-03

收稿日期：2015-12-15

作者简介：刘敏明（1983-），男，工程师

Construction technology of rubber dam

Liu Minming
（China Railway 22nd Bureau Group 4th Engineering Co.，Ltd，Beijing 102400，China）

Abstract：The paper illustrates the definition，forms and application characteristics of rubber dam.Taking rubber dam application in Xiaoqinghe river treatment engineering as an example，it specifically introduces the integral construction procedures of rubber dam engineering，and summarizes its construction technology points，and guarantees the rubber dam construction quality，so as to flood preventing safety of Xiaoqinghe region.

Key words：rubber dam，bottom dam board，concrete，dam bag