水利工程中的橡胶坝锚固与安装施工技术研究

张瑜 陈富强

摘 要：由于橡胶工业的高速发展，对于橡胶坝袋的制作工艺以及质量得到不同程度提高，大量的橡胶坝施工项目也开始不断涌现出来，有力的提升了水利工程的建设水平，也给人们的生产、生活带来了较大的便利。橡胶坝的施工过程十分复杂，其中涉及到十分复杂的施工流程以及多种施工技术。研究以某地区的橡胶坝工程为具体案例，分析其施工流程以及涉及到的相关技术问题，归纳相关施工经验。

关键词：水利工程；橡胶坝；施工技术

中图分类号：TQ336.5;TV641.8

文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）04-0025-04

Research on anchorage and installation construction technology of rubber dams in hydraulic engineering

ZHANG Yu1 ，CHEN Fuqiang2

（1.Rural Water Supply Station of Henan province，Zhengzhou 450000，China；

2.Henan Shangyu Engineering Management Co.，Ltd.，Zhengzhou 450000，China）

Abstract：Rubber dam is a new type of hydraulic structure with diverse functions，simple structure，convenient construction，low cost，short construction period，and good seismic performance.It is very suitable for construction in low head and large span reservoirs.In recent years，due to the rapid development of the rubber industry，the manufacturing process and quality of rubber dam bags have been improved to varying degrees.A large number of rubber dam construction projects have also begun to emerge，effectively improving the construction level of water conservancy projects and bringing greater convenience to peoples production and life.The construction process of rubber dams is very complex，involving complex construction processes and various construction techniques.The rubber dam in a region was taken as an example to analyze its construction process and related technical issues and summarize relevant construction experience.

Key words： hydraulic engineering;rubber dam;construction technology

橡胶坝是一种新型的水工建筑物，具有结构简单、施工方便、造价低、工期短、抗震性能好等特点，在多种不同的环境中均可以应用［1］。橡胶坝与混凝土坝相比，具有型号新颖、外形美观、结构简单、施工期短、投资节约、见效快、多种优点［2］。橡胶坝适合低水头、大跨度水库施工，坝高一般不超过6.0 m，单跨长度一般不超过50.0 m。橡胶坝的功能十分多样，包括防洪和灌溉以及发电等多个不同的领域，并十分适宜于在低水头、大跨度水库进行施工［3］。通常情况下，橡胶坝的坝高在6.0 m以内，单跨长度一般不超過50.0 m；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。

1 橡胶坝的特点

橡胶坝分为充水式和充气式2种。充水坝的充排时间要长于充气坝。在造价方面，2种坝型相差不多。橡胶坝的功能十分多样，目前，在各种水利工程中，对橡胶坝的应用日益广泛［4-5］。橡胶坝包含了多个不同的部分，其剖面示意图如图1所示。

2 水利工程中的橡胶坝施工技术

2.1 工程概况

现有某地区的橡胶坝建设工程，该项目的施工过程中需要按照施工方案的具体内容，建设一定的槽坝，对坝袋进行连接和安装，并建设一定的排水系统。该工程施工过程中涉及到的具体施工项目情况及工程量大小情况，具体如表1所示。

2.2 锚固槽施工

在该橡胶坝的施工过程中，需要结合施工需求进行锚固槽设计与施工。在施工过程中，采用锚固槽随底板混凝土一次浇筑成型工艺，以保证锚固槽与底板的整体性。在具体的施工过程中，主要包括了锚固槽模板的制作、锚固槽模板安装以及混凝土浇筑等技术环节［6］。

2.2.1 锚固槽模板制作

此次工程施工中，在锚固槽模板进行制作的时候选用的材料为红松木板，材料厚度5 cm，使用木板前首先对其进行烘干处理，以免木板后期发生变形。烘干后对木板进行处理，使用压刨进行压平、精刨，将板厚误差控制为 1 mm。在对木板进行加工的过程中，每4～5 m一段，每段连接处处理为榫状结构进行连接。在浇筑时使用胶带进行粘接，以免出现漏浆情况。在制作模板内肋的时候选择使用经烘干处理、不易变形的红松或者白松木材。在模板成型后，进行木板进行适当的处理，使用大白粉腻子对模板上的节斑处、损坏处以及表面拼接处予以刮平处理。并使用细砂纸进行局部打磨。

2.2.2 锚固槽模板安装

在安装锚固槽模板的时候，首先需要对底板钢筋实施绑扎，待成型自后确定锚固槽的中心线具体位置，并定出具体的高程大小。锚槽2侧以及底面部位均应用角钢进行固定，并进行焊接处理，形成牢固的支撑体系［6］。对于角钢的放置距离进行合理的确定，通常可每隔2.0 m左右放置1道角钢。另外，在模板连接处的2侧位置，还需要分别放置1道角钢。模板2侧的角钢需要与模板面之间保持一定的距离，距离控制在10～15 cm，不能直接接触。之后，将已经制作好的红松模板平放在三脚支撑体系上。再次实施精确找平和校正，这一过程中使用的仪器为水准仪和经纬仪。最后加固于独立支撑上，固定时使用的材料为带弯钩的钢筋。为确保模板处于合适的位置，避免模板出现上浮问题，需要对模板进行一定的固定处理［7］。固定时使用小方木压条，在模板上方进行压制处理，小方木压条之间的间隔距离保持在1.5～2.0 m。并将小方木压条与底部角钢进行连接，应用铅丝予以牢固固定。密切关注混凝土的浇筑情况，待浇筑高度达到设计高程之后，将铅丝剪断，并将方木拆除。对于锚固槽模板与底板钢筋以及其他一些模板进行支撑的时候，要适当的分开，以免进行混凝土浇筑施工的时候发生位移。锚固槽模板安装情况如图2所示。

2.2.3 混凝土浇筑

在浇筑过程中，应当将锚固槽两侧位置的浇筑时间进行合理的安排，在完成其他部位的浇筑之后方可对该位置实施浇筑［8］。为确保浇筑质量，还需要严格控制锚固槽模板两侧的下料情况，以保证下料速度的稳定、均匀。在模板底部位置，需要适当的予以振捣处理。为了有效控制震动力量大小，避免模板出现上浮现象，可使用小振动棒进行振捣。在对模板两侧进行振捣的时候，可以同时开展［9］。为了确保混凝土的浇筑质量，应注意严密观察模板情况，应用经纬仪和水准仪等仪器进行细致的观测，掌握模板的位移情况。一旦出现位移应及时实施必要的调整，以保证浇筑质量。当完成所有位置的混凝土浇筑后，及时检查浇筑质量，在确保符合施工要求后，还需要做好后续的养护工作［10］。养护过程中注意提高用水的科学性，合理控制水流。

2.3 充排水管安装

2.3.1 泵房外管路安装

泵房外管路的安装过程中，选择使用的管道为铸铁管。此种类型的管道具有耐腐蚀、便于安装等特点，每根管道的长度为6 m。在对此种管道进行安装的时候，首先需要对管路基槽进行设置。其次，对承口的内部情况进行检查，对其中存在的油污、飞刺、铸砂、凹凸不平的铸瘤等进行清除。之后，按照施工需求，将充排水管及管件运输至设置好的基槽，并按照一定的安装顺序对管道进行摆放。将充排水管吊起，应用的工具为倒链与三角架。吊起后进行抄平找正，使用的仪器为经纬仪和水准仪。之后，利用角钢等对管道实施妥善支撑与固定，承插管口，并进行细致接口和密封处理，接口使用的材料为油麻与石棉绒水泥［11］。

2.3.2 泵房内管路安装

泵房与后期橡胶坝的正常运行与使用之间存在着紧密的联系，泵房中涉及到多种不同类型的管路，在施工过程中选择用的材料为螺纹无缝钢管，每根的长度为6 m。此种钢管具备想好的强度和韧性，不容易被损坏。在施工时，结合泵房内实际尺寸大小，可以对钢管进行针对性的切割处理，并通过焊接方式对所切割的钢管进行连接［12］。按照工程施工需求，依照图纸对管路的具体尺寸进行设计。之后，按照具体设计要求，在预制厂内下好料。结合泵房施工进度安排管路安装工作，待泵房墙体完成浇筑之后，将下好料的钢管及半成品吊运到泵房中。吊起就位并进行抄平找正，使用的仪器为经纬仪以及水准仪。在不同的管道之间分布着大量的接头，对于这些接头均需要进进行焊接处理。焊接施工完成后施工人员需要对接头处情况进行仔细检查，确保焊接到位后，还需要进行一定的水压试验，以进一步检查焊接效果。如果经试验确认水压合格，则表明达到了理想的焊接效果。之后，对管道进行后续的常规防腐处理即可。

2.4 泵房混凝土

本项目泵房概况：长度16.5 m，宽度8.4 m，底板厚0.9 m，底板高程319.0 m，侧墙厚0.7 m；橡胶坝顶高程325.0 m，橡胶坝蓄水后泵房有6 m在水下。

2.4.1 混凝土澆筑

在泵房的浇筑施工过程中，对混凝土需要分 2 次进行浇筑。在第1次混凝土浇筑中，高程应当控制在319.4   m，第2次浇筑侧墙。另外，为了获得理想的浇筑效果，防止后期使用过程中出现泵房渗漏问题，在具体的浇筑过程中，施工人员可以使用反锥型拌合机对混凝土进行拌合处理，拌合时间控制在3 min左右。在拌合完毕后，用翻斗车从拌合机处对拌合完毕的混凝土实施水平运输，将混凝土运送至仓面。运送过程应当注意尽可能的保持翻斗车的平稳状态，尽量减少运输颠簸，以保障混凝土质量，避免其因出现离析情况而出现强度下降的问题。之后，对混凝土实施垂直运输入仓，并通过人工方式进行平仓处理。在浇筑混凝土的过程中，应注意合理振捣。尤其是在进行第2次浇筑的时候，负责进行振捣的施工人员需要进到墙体仓面进行操作。对于墙体浇筑的速度，也需要进行严格、合理的控制。施工过程中在进行浇筑的时候速度不可过快，通常情况下，应当将浇筑的速度控制在50 cm/h左右。同时，在浇筑混凝土的时候，不可以振捣代替平仓。浇筑过程中应注意随浇随平，避免发生堆积。同时，对边角等细节予以密切关注，防止骨料在边角出现集中现象。

2.4.2 2次结合面处理

为了提高施工质量，避免出现混凝土渗漏等问题，需要对第1次、第2次浇筑混凝土的结合面质量进行严格的控制。因此，完成第1次浇筑之后，首先要对施工表面进行必要的凿毛和清理等处理，并利用高压水枪对处理后的表面予以冲洗，冲洗完毕后，铺设厚度为2～3 cm的相同强度等级砂浆。在完成上述操作之后，方可开始进行第2次浇筑操作。除此之外，还需要在结合面浇筑一定的凸槽，以增加渗径长度，获得更为理想的防渗效果。

2.5 坝袋安装

2.5.1 前期准备工作

在对橡胶坝的坝袋进行安装的时候，首先要做好前期的准备工作。在安装之前，施工人员首先要仔细的检查楔块、基础底板等情况［13］。结合检查结果进行细致的分析，確保其满足设计需求。施工中为钢纤维混凝土楔块，需要对锚固槽内侧棱角进行必要的磨光处理，这一过程中使用的仪器为角磨机。另外，施工人员还需要仔细检查锚固槽情况，观察槽内的情况，及时对槽内进行清洁，以保证槽内光滑、无杂物。同时，全面检查坝袋地板情况以及两侧的边墙情况，对于存在杂物的位置进行彻底的清理，从而保证坝袋地板及边墙均保持平整、光滑、清洁、无杂物的状态。在橡胶坝的施工过程中需要用到多种施工材料，例如底垫片等。为保障后期的施工进程以及最终的施工质量，针对施工中使用的坝袋以及底垫片等材料，均需要进行严格的检查，并针对施工设计方案进行详细的核对。

2.5.2 安装

为了保证安装质量，在开始安装之前，首先要结合整个工程的前期施工方案，在底板上进行准确的位置标准，包括中心线位置以及坝轴线具体位置。在完成底垫片安装之后，需要对各种管道等的具体位置进行标注，并进行反复检查和确认，确定位置准确无误之后，在不同管道的管口处进行挖孔处理，并予以妥善的固定。同时，针对橡胶坝的特点，综合考虑后期的使用需求，为确保施工质量，可以在一些重点位置进行适当的补强操作［14］。补强过程中，可以在底垫片上另外粘贴一层橡胶片，以获得理想的补强效果。相应的位置需要结合工程的具体情况进行选择，例如超压溢流管的管口，充排水（气）管管口四周等位置。之后，开始按照施工需求，依照一定的顺序对坝袋予以锚固。坝袋的端部固定，之后，先从坝的下游开始锚固，锚固完毕后开始锚固上游坝袋，最后对岸墙坝袋实施锚固。在对岸墙进行锚固的时候，首先需要对胶布进行挂起并撑平，保持整个平面的平整状态。之后，按照从下往上的顺序进行锚固。

3 结语

参照上述施工要点，在参建单位的共同努力下，该橡胶坝顺利完成各项施工，锚固完毕，并通过验收，工程质量优良。后期投入使用之后，未出现任何质量缺陷，获得了十分理想的应用效果。总体来看，在橡胶坝的施工过程中，涉及到多种不同的技术要点。在具体的施工过程中，还需要结合工程的实际情况，参照施工图纸，进行合理的施工工序安排，并严格遵照规范施工，确保施工质量。

【参考文献】

［1］ 郭伟，李嘉骏，高鑫，等.基于有限差分方法的橡胶坝挡水性能分析及简化设计［J］.天津大学学报，2022，55（4）：411-418.

［2］ 陈界仁，赵悦君，任磊，等.基于数学模型的沂河橡胶坝群塌坝方案［J］.水利水电科技进展，2022，42（1）：75-79.

［3］ 刘恒光，郝瑞霞，何晓燕，等.考虑橡胶坝影响的水动力学模型［J］.水利水电科技进展，2022，42（4）：27-32.

［4］ 赵瑜琪，彭清娥.梯级橡胶坝工程应急调度方案的优化设计［J］.水利水电技术，2021，52（1）：137-145.

［5］ 庞成勇.影响水利工程施工质量的主要因素与控制措施［J］.价值工程，2021，40（26）：32-34.

［6］ 王文成.水利工程堤围加固工程设计及施工技术［J］.价值工程，2021，40（18）：128-129.

［7］ 曹德志，韩进舟.水利工程水库大坝混凝土施工技术分析［J］.价值工程，2021，40（21）：109-111.

［8］ 晁永莲.混凝土施工技术在水利水电施工中的应用［J］.粘接，2020，43（8）：122-125.

［9］ 王宜超.水利工程混凝土施工技术及质量控制分析［J］.价值工程，2022，41（7）：64-66.

［10］ 班晓东.水利工程建筑中混凝土的配合比设计与性能研究［J］.粘接，2021，45（3）：121-123.

［11］ 卯虎平，刘云.混凝土防渗墙技术在水利工程的应用［J］.价值工程，2021，40（1）：149-150.

［12］ 刘晓蓬，陈健云，周晶，等.水下非接触爆炸荷载下某混凝土重力坝损伤预测研究［J］.振动与冲击，2022，41（12）：108-116.

［13］ 徐寅.水利工程混凝土施工技术及其质量控制策略［J］.价值工程，2021，40（18）：47-48.

［14］ 海琴.水利工程施工现场建筑材料质量检测与控制研究［J］.粘接，2020，43（8）：126-128.