彩色无搭头橡胶坝在永安市城区河道上的应用

　摘要：本文介绍彩色无搭头橡胶坝技术在城区河道上的成功应用，既达到了灌溉用水和美化环境的目的，同时又不降低原堤防的防洪标准，社会效益经济效益非常显著，有一定的推广应用价值，可供同类工程参考。

　　关键词：橡胶坝 灌溉 美化环境 安装与管理

　　1.绪言

　　橡胶坝是一种造价低、工期短、耐久性强、抗震性能强、美化环境效果好的的新坝型，已被广泛应用于灌溉、发电、防洪、城市美化等方面。作为拦河坝，可在枯水期充水成坝蓄水，满足用水及美化环境的需求，汛期排空坝内水，坍坝过洪，不影响河道行洪。彩色无搭头橡胶坝已在全国部分地区推广应用，但在我省尚属首例。

　　2.工程概况

　　某市地处沿海，地势平坦，人口密集。护城河从城区自东往西贯穿而过，城区以上流域面积510km2，河道长45km，平均坡降95‰。属季节性山区河流，河水丰枯悬殊，汛期洪峰流量大，枯水期流量小，常造成城区河床裸露，加上河道两岸工业生活污水的排放，城区河道脏乱现象较为严重，影响城区环境美化。另外，城区灌溉、供水直接取用河道水，枯水期河道水位低，取水无法保证。因此，有必要在护城河城区段兴建拦河闸坝，以抬高枯水期水位，满足用水及城区环境美化的需求。

　　3.拦河坝方案选择

　　3.1传统的拦河闸

　　传统的拦河闸有固定式和活动式两类。固定式拦河闸在大流域江河上应用较多，具有跨度大、控制水位高等特点，但造价高、工期长，其闸墩、启闭机架等结构阻水严重，降低了河道的行洪能力，需加高河道防洪堤。传统活动式的拦河闸有鱼鳞闸和翻板闸两种，这两种闸具有造价较低、控制水位灵活等特点，但可控制水位较低（一般控制水位低于1.5m）、止水效果差、工期较长、同时美化环境效果也较差，尤其是翻板闸与城区环境难以协调一致。

　　3.2橡胶坝的特点

　　橡胶坝是由高强度的织物合成纤维受力骨架与合成橡胶构成，锚固在基础底板上，形成密封袋形，充入水或空气形成水坝，具有以下特点：

　　（一）造价低，橡胶坝的造价与同规模的常规闸相比，一般可以减少投资40～50％。

　　（二）施工期短，橡胶坝袋是先在工厂制造，然后现场安装，施工速度快，一般3～15天即可安装完毕，整个工程结构简单，工期一般为3~6个月。

　　（三）不阻水，橡胶坝袋内水泄空后，紧贴在底板上，不缩小原有河床断面，无需建闸墩、启闭机架等结构，基本上不阻水。止水效果好，坝袋锚固于底板和岸墙上，能达到基本不漏水。

　　（四）节省三材，橡胶坝袋以合成纤维织物和橡胶制成的薄柔性结构：代替钢板钢筋砖结构，水下结构简单，因此三材用量显著减少，一般可节省钢材30～50％，水泥50％左右，木材60％以上。

　　（五）耐久性好，坝袋表面用氯磺酸化聚乙烯合成橡胶（氯锡酸盐聚乙烯橡胶）做涂层，可增强抵抗阳光照射的能力，大量科学试验表明，橡胶坝的设计年限至少有40年。

　　（六）可靠性强，可靠的原因是装置的结构简单，充、放水装置的失灵率低，维修简单。

　　（七）抗震性能好，橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构，富有弹性，抗冲击弹性40％左右，伸长率达60％，具有以柔克刚的性能，能抵抗强大的地震破坏和特大洪水的波浪冲击。

　　（八）造型优美，橡胶坝属流线型，造型优美。

　　3.3彩色无搭头橡胶坝特点

　　彩色无搭头橡胶坝除具有传统的橡胶坝的特点外，还具有以下突出特点：

　　（一）坝体色彩丰富，易与周围环境相协调，增强了其美化环境的功能。

　　（二）改善材料合成结构，解决了传统搭头橡胶坝二次硫化影响耐久性的难题，其使用期可达80～100年。

　　（三）表面平整光滑，易于安装操作。

　　3.4方案选定

　　综上所述，彩色无搭头橡胶坝具有造价低、施工期短、寿命长、抗震能力强、美化环境效果好等显著特点，优于传统的拦河闸坝，因此选用彩色无搭头橡胶坝作为拦河坝型。    4.橡胶坝结构设计

　　4.1工程布置

　　根据灌溉需求和河势状况，护城河城区橡胶坝设置在城区河段下游，枢纽建筑物由橡胶坝、下游消能设施及水泵房组成。

　　4.2橡胶坝

　　橡胶坝全长70m，坝基采用C20钢筋砼，厚1.0m，宽7m.坝袋选用JBD2.0-1010-2型无搭头橡胶坝袋，设计水头3.1m.坝袋材料为两布三胶，经向强度为220KN／m（两层布每层16OKN／m），纬向强度为220KN／m（每层160KN／m），堵头采用一布二胶。

　　胶袋锚固方式采用双锚线，分别在坝袋贴地的上、下游侧锚图，相距3.Om，锚固结构型式为孔压板式。

　　4.3下游消能设施

　　下游消能设施包括消力池和海漫，根据设计流量和设计水头，通过消能计算，确定消力池长10.0m，池深1.0m，海漫长20.00m，消力池底板为C2010钢筋砼，厚0.6Om，海漫为M10浆砌条石，厚0.30m.

　　4.4水泵房

　　水泵房布置在橡胶坝左岸，房高4.0Om，采用砖混结构，内设置有集水井、水泵、控制闸及输水管等。

　　5.橡胶坝的运行和维护

　　5.1运行

　　橡胶坝充水采用水泵供水，排水采用自排和抽排相结合，充排水时间约2小时。

　　橡胶坝的内压观测，由压力观测装置通过直接管与控制室相通，从标尺直接读取。

　　5.2维护

　　橡胶坝的维护包括抽排水系统的维修及坝体的维护。抽排水系统应定期检查维修。坝体维护主要是清除粘附在坝体上的粘土和废渣，采用清洁水洗刷为主。

　　6.日常需注意的问题

　　6.1坝袋的损坏

　　造成坝袋的损坏主要有以下方面

　　（一）人为破坏，应禁止非工作人员进入坝区

　　（二）放水造成的损坏，放水期间，被紧靠坝袋下游面的尖利物体所剌破。

　　（三）摩损造成的损伤，坝体的振动，坝与两岸的摩擦以及漂浮物都可能导致坝的摩损。

　　（四）明火造成的损坏，坝体合成材料，火是潜在的最不利因素。

　　6.2放水后坝体上的淤泥、碎石堆积

　　在放水期间，淤泥、碎石有时堆积在坝体上，再次充水前，必须予以清除。

　　7.结束语

　　（一）护城河通过设置彩色无搭头橡胶坝，在不影响河道行洪的前提下，达到美化环境、灌溉用水的目的。

　　（二）橡胶坝与传统的拦河坝相比，具有造价低、工期短、耐久性好、美化环境效果好等突出优点。