充水式橡胶坝坝袋双线锚固施工技术与质量控制

贺映全 曹红军 郭科学 胡武林

(中建五局第三建设有限公司，湖南 长沙 410004)

1 概述

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。坝顶可以溢流，并可根据需要调节坝高，控制上游水位，以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。橡胶坝具有工期短、抗震性能好、抗不均匀沉陷性强、水密封性好、节省三材等突出优点,满足了我国中小型水利、水电、水运及城市环境建设的需要。但在施工时由于对锚固技术不够重视以及施工方法不当造成预埋螺栓安装误差大、锚固件锈蚀及坝袋渗水等质量问题，给工程造成了安全隐患、也使人民的生命财产受到了严重威胁。因此，锚固结构作为橡胶坝的重要组成部分，直接影响到坝袋的密封性、防水能力和安全性。而充水式橡胶坝坝袋双线锚固施工技术经过多次实践应用，锚固效果能够很好的满足各项性能要求。

2 工程概况

某市引滦水源地保护工程项目橡胶坝位于桩号2+875处，橡胶坝为单跨形式，净长71.0 m，坝高3.50 m，由铺盖、底板、消力池、海漫、防冲槽等组成。坝袋为充水式双锚固线袋体，内压比1.35，充坝时间20 h，坝袋型号为JBD3.5-120120-3，厚12 mm，采用螺栓锚固。锚固构件从下到上依次为垫板、地垫片、海绵胶条、垫平片、保护垫片、压板，橡胶坝剖面图见图1。

3 施工方法

工程设计要求充水式橡胶坝对锚固既要牢固可靠，承受坝袋径向拉力，又要密封不透水,起良好的挡水作用，而锚固结构是将坝袋安装在基础底板上，它直接关系到坝袋安全,是橡胶坝程重要组成部分。项目综合考虑后采用坝袋锚固可靠性高及重要性程度较高的穿孔式螺栓压板双线锚固。坝袋锚固完成后，锚固槽封堵采用碎石混凝土封堵。

3.1 坝袋锚固预埋螺栓及下压板的安装

坝袋锚固采用双锚固槽锚固。预埋螺栓、垫板的安装根据土建施工坝床浇筑施工的进度安排。分段坝床钢筋绑扎完成后，即可进行预埋螺栓与垫板的安装。垫板长度每根为1 m，其中有5根预埋螺栓，首先应将预埋螺栓穿入垫板孔内，留足螺栓扣后，上、下分别用螺母固定，固定后的垫板及螺栓在混凝土中的固定不得与坝床混凝土钢筋连接，应单独固定，垫板及螺栓固定后应连成整体，要求牢固、可靠。以防混凝土浇筑过程中压板位移。垫板及预埋螺栓的固定支架均采用φ18螺纹钢制作。具体做法见图2,图3。

3.2 锚固槽修整及地垫片的铺设

1)坝床上、下游锚固槽的修整。

锚固槽呈梯形，梯形槽底部及上沿部，混凝土均应成圆角过渡。其棱角及突出的混凝土必须剔除，并用角磨机打磨成圆角过渡状，底部应采用混凝砂浆填抹成圆角过渡状。下压板面上所有混凝土粘贴物必须清除干净，打磨出金属光泽，并检查预埋螺栓，清除扣间杂物。丝扣如有损坏派专人修整。

2)两端锚固槽的修整。

两端锚固槽位于两端坝墙内，呈凹进状，其部位是坝袋锚固的关键部位。由于位置比较特殊，其混凝土浇筑经常出现误差，修整时需将所有突出的、剩余的混凝土全部剔凿掉，尤其是靠里墙部分，保证足够的空间。否则上压板将放不下去，紧固工作不能展开。

3)地垫片的铺设。

在底板上分别标出坝轴线、中心线，底垫片就位，在底垫片上分别标出中心线和锚固线，地垫片在充排水管口开孔补强，补强范围为孔径的3倍，底垫片沿螺栓中心线打孔、补强，将打好孔的底垫片装于垫板坝床底板上。

3.3 坝袋的铺设

1)坝袋进场后，首先要仔细检查坝袋有无破损、折痕、刮痕，如有发现应及时修补，对于厂家进场的配件，附料应详细核对，并妥善保管好。

2)坝袋的摆放应核对好坝袋的上、下游标志进行摆放，放置位置应摆放于坝床长度2/3的位置上，并错开坝袋的充、排水口。

3)铺设坝袋前，首先应根据坝袋在坝床上画出轴线，中心线，在展开坝袋时坝袋中心线与坝床中心线应首先对正后，方可向两边逐一展开，在展开过程中除中心线应对正外，其坝袋轴线应随时检查对正，保证随放随检，坝袋放平后，将两边叠起，使坝袋两边分别对正预埋螺栓。

3.4 坝袋的锚固

1)将叠好坝袋两边对正预埋螺栓后，校正尺寸，并划出两边螺栓打孔中心线，经再次核对尺寸无误后，可开始坝袋打孔。

2)坝袋打孔后，开始装于预埋螺栓上，其顺序为先下游，后上游；先中间，后两边，两端最后装。

3)锚固构件从下到上依次为垫板、地垫片、海绵胶条、垫平片、保护垫片、压板及螺栓，安装顺序为先下游，后上游；先中间，后两边，两端最后安装。坝袋安装在海绵胶条和垫平片之间，坝袋套在螺栓孔上装好后，其四角处个别部位均需垫加密封胶泥，压板安装位置必须与垫板对称。

4)螺栓紧固，坝袋锚固螺栓的紧固应安排专人进行，紧固顺序是先下游、后上游；先中间，后两边；最后紧两端，见图4。

3.5 坝袋充水试验

坝袋充水试验是检验坝袋安装质量的重要步骤，其程序如下：

1)坝袋充水：坝袋充水前应清理坝袋上、锚固槽内、坝床两侧、尤其是坝袋两端面缝隙内的所有杂物，检查坝袋两端的放风口应关闭,开使注水。

2)第一次检查：坝袋充水至50%时进行一次坝袋检查。查看坝袋升起有无变形、折叠，有无渗漏之处，检查锚固螺栓情况。

3)第二次充水：坝袋继续充水，其充水速度应缓慢进行，不得全开阀门一次充水到设计要求。第二次充水达到设计要求90%(按设计高度计算)，其过程中应打开放气阀，排尽空气。

4)坝袋形体检查：坝袋充水至设计高度的90%，其充水结束。进行坝袋的二次检查，主要查看坝袋整体形状，坝袋整体两侧应平、直，其弧度一致，无起鼓，变形，折叠处，坝袋两端坝肩一致，无褶皱。

5)坝袋渗漏的检查：检查坝袋锚固部分有无渗漏，尤其检查坝袋两端部分有无渗漏，后进行坝袋高度的测量，高度测量后，观察48 h，再一次进行测量，如高度无变化，检查无其他情况，坝袋安装检验合格。

3.6 坝袋锚固槽、螺栓封堵

坝袋锚固槽封堵采用碎石混凝土封堵，封堵从里侧上压板边沿开始，盖至螺栓顶3 cm～5 cm，外侧与坝床平齐，混凝土压平、抹光。坝袋锚固槽两端头的封堵，应支木板封堵，外侧与原坝头墙平齐，然后灌碎石混凝土，其混凝土必须捣实，待木板拆除后，再用砂浆抹平，保持与原坝墙平齐。

4 施工中常见质量问题及预防措施

4.1 预埋螺栓安装误差大及预防措施

底板钢筋绑扎完成后，施工劳务人员为求方便省事，将地脚螺栓与坝床混凝土钢筋连接，混凝土浇筑过程中极易造成压板位移，导致预埋螺栓安装偏差较大。采取预防措施有如下4点：

1)安装开始应与土建施工紧密配合，加强联系，安装前要熟悉土建图纸，核对好锚固螺栓位置、尺寸和标高。在确认无误后方可放线，进行安装。

2)预埋螺栓与垫板的预埋应根据土建施工分段进行安装，无论分几段，其每段的衔接标高，轴线必须控制好，每段伸缩缝中间，不得有压板跨过，且必须保证预埋螺栓间距20 cm。

3)预埋螺栓与垫板的安装位置、尺寸和标高的误差必须控制在±2 mm以内，安装时应随时用水准仪检测其标高，而且每块板与板之间的接缝处不得出现错位，均应平滑过渡。

4)预埋螺栓与垫板的支架其底部必须固定于坝基底板混凝土上，而且用螺纹钢单独连接成一个整体，严禁与浇筑混凝土钢筋连接，在混凝土浇筑中全程应有专人监护，检查。

4.2 锚固件锈蚀及预防措施

充水式橡胶坝螺栓等锚固件,由于长期处在水中,受水中化学物质侵蚀，锚固件防锈蚀处理具体有以下措施：

1)底板设置锚固槽，锚固件全部置于锚固槽内。

2)封堵前每个螺栓均涂黄油，使锚固件避免接触空气和水，再采用塑料胶带缠绑，绑扎必须牢固，保护黄油稀释脱落。

3)坝袋锚固槽封堵采用混凝土封堵至螺栓顶3 cm～5 cm，混凝土必须捣实，排除混凝土中气体含量，减小孔隙率，使锚固件密封在混凝土中。

4.3 坝袋渗水及预防措施

由于坝袋材料质量差、锚固方法不当及锚固件材料选择的差异等造成充水式橡胶坝袋渗漏非常普遍，为此,提出了以下处理措施防止坝袋渗水：

1)在坝袋运到达工地现场，及时检查出厂合格证、检验报告等是否齐全，对坝袋外观质量进行检查，有破损处负责修补处理，确保达到安装坝袋的条件。

2)每块压板五条螺栓紧固顺序是先中间，后向两边顺延，紧固均用力，不得将螺栓一次紧固到位，而是整个一圈紧固完成，进行下一圈的紧固，紧固到位应分五圈完成。坝袋两端，四个转角是紧固的重要部位，均应特别用心紧固，实现锚栓紧固均匀一致。

3)采用沿坝袋锚固线设置高止水性海绵胶条，坝袋安装在海绵胶条和垫平片之间，坝袋套在螺栓孔上装好后，其四角处个别部位均需垫加密封胶泥，增强了坝袋的密封性能,达到了防止坝袋渗水的目的,从技术上保证了坝袋密封性。

5 结语

本文结合工程实例，系统的介绍了充水式橡胶坝坝袋双线锚固施工工艺流程及各种施工细节，表明双线锚固形式能有效增强坝袋和底板的锚固力、抗冲击力强，提高了坝袋锚固的安全性。锚固装置由垫板、地垫片、海绵胶条、垫平片、保护垫片及压板组成，刚性材料与柔性材料综合利用，既达到了坝袋紧固的效果，又提高了密封性和防水能力。对坝袋锚固安装过程中的预埋螺栓安装误差大、锚固件锈蚀、坝袋渗水等质量问题提出了相应的预防措施，并且在工程项目应用中取得了很好的效果，本工程的施工经验对相似工程的设计施工提供了有效的借鉴作用。