彩色无搭头橡胶坝在永安市城区河道上的应用

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彩色无搭头橡胶坝在永安市城区河道上的应用

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2878 0


 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

复合土工膜是在薄膜的一侧或两侧经过烘箱远红外加热,把土工布和土工膜经导辊压到一起形成复合土工膜。随着生产工艺的提高,还有一种流延法做复合土工膜的工艺。其形式有一布一膜、二布一膜、两膜一布等。土工布作为土工膜的保护层,使保护防渗层不受损坏。为减少紫外线照射,增加抗老化性能,最好采用埋入法铺设。施工中,首先要用料径较小的砂土或粘土找平基面,然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧,两端埋入土体部分呈波纹状,最后在所铺的土工膜上用细砂或粘土铺一层10cm左右过渡层。砌上20-30cm块石(或砼预制块)作防冲保护层。施工时,应尽力避免石块直接砸在土工膜上,最好是边铺膜边进行保护层的施工。复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固,连接部位要涂刷乳化沥青(厚2mm)粘接,以防该处发生渗漏。

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。


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