探究橡膠壩施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

諸葛濱濱

【摘要】水利工程是以消除水害為主要目的，具有防洪、排澇、灌溉等重要功能，其既能保證我國各地調(diào)洪調(diào)蓄，又能通過航道來保證我國水路交通的運(yùn)輸穩(wěn)定和安全。水利工程的綜合性強(qiáng)、工程復(fù)雜，可以分為國家政府、地方政府以及集體興建和個(gè)體興建等四部分水利工程。隨著“一帶一路”倡議的提出，我國水路交通運(yùn)輸藍(lán)圖發(fā)生了明顯變化，尤其是隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及綠色建筑施工理念的提出，人們逐漸認(rèn)識(shí)到原有水利工程對周邊自然生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞，這在一定程度上推動(dòng)了橡膠壩施工技術(shù)的快速發(fā)展。橡膠壩施工技術(shù)屬于新型柔性水工建筑物，其在水利工程具體施工過程中不僅具有過水作用，還具有結(jié)構(gòu)簡單、施工周期短、抗震性能良好，且能有效降低對自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞、景觀效果良好等優(yōu)點(diǎn)，因此其在水利工程中得到了廣泛應(yīng)用。本文通過簡析橡膠壩，分析橡膠壩在水利工程中的價(jià)值體現(xiàn)，探究橡膠壩施工技術(shù)在水利工程中的主要應(yīng)用，以幫助人們加深對橡膠壩的認(rèn)識(shí)和見解，并能明確橡膠壩施工技術(shù)的注意要點(diǎn)，從而正確應(yīng)用和施工，不斷提高橡膠壩在水利工程中的施工質(zhì)量，逐步縮短施工周期、降低水利工程施工造價(jià)成本，實(shí)現(xiàn)水利工程施工效益最大化。

【關(guān)鍵詞】橡膠壩;施工技術(shù);水利工程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

新時(shí)期我國科學(xué)技術(shù)水平得到了快速發(fā)展，多元化的施工技術(shù)、施工理念和施工材料、施工設(shè)備在水利工程的施工過程中得到了廣泛應(yīng)用。橡膠壩便是利用高強(qiáng)度合成纖維織物作為最關(guān)鍵的受力骨架，來完成水利工程基本過水、溢流等功能，其相比其他常規(guī)閘壩具有原材料投資成本較低、壩袋施工周期較短、壩體的防洪抗震、承載能力以及止水效果好等優(yōu)點(diǎn)。橡膠壩施工技術(shù)的好壞直接影響甚至決定著水利工程質(zhì)量的高低，從而影響水利工程防洪擋潮、灌溉發(fā)電以及航運(yùn)等重要功能的高效發(fā)揮，如壩袋溢流不均或者端頭褶皺處的膠布過早老化等，既會(huì)影響水利工程運(yùn)作的美觀度，還會(huì)給水利工程的正常運(yùn)作帶來一定的安全隱患，從而導(dǎo)致洪水等自然災(zāi)害發(fā)生。因此，正確認(rèn)識(shí)并科學(xué)運(yùn)用橡膠壩施工技術(shù)對提高水利工程建設(shè)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)水資源利用最大化具有重要作用。

一、簡析橡膠壩

橡膠壩是由壩袋和壩床兩個(gè)部分有機(jī)組成的，根據(jù)實(shí)際水利工程建設(shè)需求，采用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，通過涂抹橡膠作為壩體材料的保護(hù)層，并將其加工成膠布，利用充水或者充氣的形式，使其呈現(xiàn)出封閉的擋水壩，不僅可以根據(jù)實(shí)際水利工程建設(shè)需求科學(xué)調(diào)整水壩高度，還能有效提高水庫容量、減少對生態(tài)系統(tǒng)的破壞，且具有較長的使用壽命，大多被應(yīng)用在低水頭、大跨度的閘壩工程【1】。橡膠壩自1965年開始研究發(fā)展，先后經(jīng)歷研究試驗(yàn)、總結(jié)改進(jìn)、穩(wěn)步發(fā)展以及快速發(fā)展四個(gè)階段，其種類也逐漸得到豐富，主要包括盾式橡膠壩、書籍式橡膠壩以及擾流壩等，為我國水利工程的正常運(yùn)作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、橡膠壩在水利工程中的價(jià)值體現(xiàn)

1.保證水利工程質(zhì)量

橡膠壩相比其他常規(guī)閘壩具有施工操作簡單方便，且材料性能良好等優(yōu)勢，在水利工程橡膠壩施工過程中確保所有零部件質(zhì)量、安裝流程以及施工工藝的選擇都符合水利工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及滿足現(xiàn)實(shí)需求，強(qiáng)調(diào)壩袋、底板、底墊板的質(zhì)量控制，明確螺栓的擰緊程度以及使用數(shù)量，明確中心線、錨固線的位置并做好橡膠壩的安裝、錨固、充排水試驗(yàn)，不僅可以體現(xiàn)良好的擋水效果，還能最大限度發(fā)揮橡膠壩材料的性能優(yōu)勢，確保其與底板緊密相連，以此有效節(jié)約水利工程空間，在提高防洪安全的基礎(chǔ)上，降低裝置發(fā)生故障的可能性【2】。

2.節(jié)約工程造價(jià)成本

橡膠壩的使用可以有效降低傳統(tǒng)閘壩施工過程中采用鋼材、木材、水泥等原材料的用量，這能從根本上降低水利工程施工的造價(jià)成本，還有利于保護(hù)周邊自然生態(tài)系統(tǒng)不被人為因素所破壞。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，橡膠壩的壩袋已實(shí)現(xiàn)由工廠進(jìn)行統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)，不僅可以大幅度降低傳統(tǒng)閘壩材料組裝的時(shí)間，還能由于壩袋型號(hào)統(tǒng)一而縮短整個(gè)施工周期，這不僅符合我國正在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展需求，還能嚴(yán)格貫徹落實(shí)綠色施工的可持續(xù)發(fā)展理念，確保施工材料的合理利用，最終實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。

三、橡膠壩施工技術(shù)在水利工程中的主要應(yīng)用

1.前期準(zhǔn)備工作

在水利工程施工過程中，采用橡膠壩施工技術(shù)時(shí)要注意做好前期準(zhǔn)備工作，明確導(dǎo)流管設(shè)置、草袋擋水圍堰以及圍堰內(nèi)排水清淤工作的開展，從而為后期橡膠壩的施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在導(dǎo)流管設(shè)置過程中要根據(jù)實(shí)際的水利工程施工需求以及現(xiàn)場的水流大小科學(xué)調(diào)節(jié)，確保水流能夠在重力的作用下順利排出且不會(huì)發(fā)生回流。通常情況下采用200型挖掘機(jī)進(jìn)行施工，同時(shí)注意兩個(gè)檢查井間距的合理性，常以20米為準(zhǔn)，每處橡膠壩需要設(shè)置140米長的導(dǎo)流管，且在橡膠壩基礎(chǔ)施工結(jié)束之后用細(xì)石砼進(jìn)行填實(shí)處理，避免出現(xiàn)邊坡漏水或者坍塌現(xiàn)象。草袋擋水圍堰以及圍堰內(nèi)排水清淤工作的進(jìn)行是在導(dǎo)流管夯實(shí)結(jié)束之后，選用鋼筋焊制攔污格柵，保證其距離橡膠壩邊緣20米，并利用污水泵對圍堰內(nèi)部進(jìn)行清淤處理，科學(xué)核對河床底標(biāo)高設(shè)計(jì)以及斷面開挖的土方工程數(shù)量【3】。

2.壩基礎(chǔ)底板施工

壩基礎(chǔ)底板施工的質(zhì)量好壞直接影響到水利工程橡膠壩的施工質(zhì)量，其主要包括基槽開挖、地基釬探驗(yàn)槽、砼墊層澆筑及砂礫墊層鋪筑以及底板砼施工等。基槽開挖過程中要強(qiáng)調(diào)地基的壓實(shí)密度能夠達(dá)到95%，以保證橡膠壩邊坡的穩(wěn)定、安全和牢固;在進(jìn)行地基釬探時(shí)要利用相關(guān)的機(jī)械探釬，采用梅花形布點(diǎn)，合理控制1.5米的間距，并根據(jù)平面圖布置做好編號(hào)，同時(shí)每打入30厘米就要記錄一次錘擊數(shù);基槽開挖驗(yàn)收合格之后根據(jù)槽底控制樁標(biāo)高并進(jìn)行基槽清理，其中回填砂礫料的相對密度不小于0.7，并及時(shí)清除表面溝壑，以保證壩袋與壩床和岸墻接觸部位的表面平整光滑，避免后期橡膠壩在充氣或者充水過程中因尖銳砂石等而造成破裂;底板砼施工要進(jìn)行壩袋螺栓、充泄水管道定位等施工，在進(jìn)行鋼筋固定時(shí)采用梅花形綁扎法，同時(shí)用趕漿法進(jìn)行連續(xù)澆筑【4】。

在進(jìn)行橡膠壩基礎(chǔ)砼澆筑施工過程中要充分考慮氣候影響，一般情況下橡膠壩基礎(chǔ)砼澆筑厚度為800毫米，且大多在下午或者晚上進(jìn)行澆筑，同時(shí)對其覆蓋塑料薄膜以有效保證水分，避免出現(xiàn)表面龜裂;冬季施工過程中要尤其注意氣溫過低而造成的砼凝結(jié)時(shí)間延長以及混凝土強(qiáng)度增強(qiáng)現(xiàn)象，從而采取相應(yīng)保溫措施以及使用高標(biāo)號(hào)水泥等施工材料來避免由于冰冷而導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)被破壞。

3.壩袋安裝

壩袋安裝前需要根據(jù)實(shí)際水利工程需求進(jìn)行相關(guān)零部件的運(yùn)輸工作，在進(jìn)場材料的運(yùn)輸過程中，要嚴(yán)格控制操作技術(shù)，同時(shí)做好壩袋和底墊片的復(fù)查工作，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)材料存在的損傷并進(jìn)行修補(bǔ)或者更換。選用吊裝設(shè)備進(jìn)行壩袋輸送時(shí)，要根據(jù)壩袋的長度和重量合理設(shè)置吊點(diǎn)，保證兩臺(tái)吊車的高度和速度統(tǒng)一，確保壩袋垂直于壩軸線。底墊片質(zhì)量檢查合格之后，在提前做好排水清淤工作的壩床上進(jìn)行人工攤鋪平整，正確標(biāo)注上下游，且用混凝土壓軸進(jìn)行臨時(shí)固定，并做好底板的壩軸線和中心線標(biāo)記;將伸入壩袋內(nèi)充排水管口位置的底墊片使用橡膠材料制成膜進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，同時(shí)標(biāo)記好中心線和錨固線，根據(jù)提前做好的標(biāo)記對壩袋各管口按照上游、下游、隔墩和岸墻的順序進(jìn)行打孔和固定，并粘附止水海綿，確保底墊片、底板以及壩袋中心線和錨固線的對應(yīng)線相互重合。

4.壩袋錨固

壩袋錨固是整個(gè)水利工程橡膠壩施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，錨固工程的密封性和穩(wěn)定性是確保后期橡膠壩使用壽命的重要影響因素。在進(jìn)行壩袋錨固過程中，要遵循壩袋鋪平的施工工藝，完成壩袋的安裝和打孔入槽工序，之后做好墊平片和壓板覆蓋，在壓板覆蓋時(shí)要使用全站儀、水準(zhǔn)儀等進(jìn)行校正和焊接，以確保壓板水平，并保證兩岸邊墻、中墩的每塊壓板對應(yīng)的螺栓個(gè)數(shù)控制在5個(gè)以內(nèi)，以有效避免壓板上其他螺栓的承載力過重，同時(shí)降低施工操作難度，最大限度提高橡膠壩的穩(wěn)定性。對螺栓進(jìn)行黃油涂抹做好防腐工作的同時(shí)保證螺絲擰固緊密，采用加力桿從橡膠壩兩端開始進(jìn)行擰緊處理，前后需加力三次，保證所有螺母在擰緊一遍之后停放12小時(shí)再重復(fù)進(jìn)行擰緊【5】。完成壩袋錨固螺栓和壓板之后要采用二期混凝土進(jìn)行澆筑，以確保螺栓的封閉性，并保證混凝土內(nèi)實(shí)外光。

5.壩袋充水排水試驗(yàn)

在完成水利工程橡膠壩施工的基礎(chǔ)操作之后，要做好壩袋的充水和排水試驗(yàn)檢測，以此保證橡膠壩充水、充氣質(zhì)量。在橡膠壩未投入使用之前，在不擋水的情況對橡膠壩進(jìn)行排水、充水檢測，當(dāng)充排水泵站和管路均可正常操作運(yùn)行時(shí)可直接利用泵站進(jìn)行充排水試驗(yàn)，并保持充水24小時(shí)，采用時(shí)段測量的方式來觀察并記錄橡膠壩的水位高度和充氣高度，以做好壩高和壓力測試，明確壩袋充水后的軟體結(jié)構(gòu)與前期設(shè)計(jì)相比存在的不同，從而確保壩袋承受的壓力在其可承受范圍內(nèi)，通過情況下壩袋充氣高度在設(shè)計(jì)高度的80%左右即為合格【6】。直到試驗(yàn)結(jié)束時(shí)橡膠壩依舊無明顯的滲漏水現(xiàn)象，并且壩袋充脹后的頂面平整，尤其是壩端的褶皺相對較少，外型美觀，且塌落之后與壩床的吻合程度較高，這才能說明橡膠壩存在較強(qiáng)的防水效果，本次橡膠壩施工技術(shù)檢驗(yàn)合格。

結(jié)論：

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，尤其是隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念的提出，水利工程中的橡膠壩施工技術(shù)憑借自身施工工藝簡單、周期較短以及對周邊生態(tài)環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。在橡膠壩施工過程中，要重視做好橡膠壩施工的前期準(zhǔn)備工作，充分考慮現(xiàn)場的水流情況來強(qiáng)調(diào)壩基礎(chǔ)底板施工、壩袋安裝、壩袋錨固以及壩袋充水排水試驗(yàn)等相關(guān)施工工藝的開展，重視后期檢查與維護(hù)工作的進(jìn)行，以保證橡膠壩施工質(zhì)量符合水利工程相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，從而實(shí)現(xiàn)施工材料的最優(yōu)化分配，降低橡膠壩的安全隱患，高效發(fā)揮橡膠壩在水利工程中的功能價(jià)值優(yōu)勢，滿足防洪、抗汛、交通運(yùn)輸?shù)仁褂眯枨蟆?/p>

參考文獻(xiàn)：

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