帶脊無縫充氣式橡膠壩在邕河治理工程上的裝設和應用

□齊 堅（河南水利建設投資有限公司）

帶脊無縫充氣式橡膠壩在邕河治理工程上的裝設和應用

□齊 堅（河南水利建設投資有限公司）

橡膠壩自20世紀90年代以來在我國發展迅速，其造價低、施工期短、適應性好、維修管理方便的特點決定了其在城市河道中的應用越來越普及。文章以南陽市邕河治理項目中的2#橡膠壩為例，主要介紹了帶脊無縫充氣式橡膠壩的裝設過程以及其在城市河道治理工程中的應用，為其他類似工程提供了借鑒。

橡膠壩；河道治理；邕河治理；應用

橡膠壩是用高強度合成纖維織物做受力骨架，內外涂敷橡膠作保護層，加工成膠布，再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過充排管路用水（氣）將其充脹形成的袋式擋水壩。自20世紀90年代以來，橡膠壩在我國，尤其是在城市河道治理工程中的應用發展迅速。南陽市邕河治理工程中設置的4座橡膠壩，具有典型代表意義。

1.工程概況

邕河位于南陽市東郊，發源于紫山東南部，河道總長度18.61km，流域呈狹長形，流域面積34.5km2。邕河治理項目是第七屆全國農民運動會的配套工程，位于農運會場館西南及白河左岸，312國道南北兩側區間。邕河綜合治理工程規劃在邕河設置4座橡膠壩，壩高1.5～2.0m，總回水長度6km，層層跌水，形成4段不同水深的景觀水體，常水位水深0.5～1.5m，景觀水面面積約14.4hm2左右。

邕河橡膠壩工程等別為Ⅳ等，橡膠壩、控制室級別為4級，設計洪水標準正常運行期為20年一遇，非常運行期為50年一遇。邕河橡膠壩工程主要包括：橡膠壩主體工程；左右岸翼墻及上下游護岸工程；供排氣系統及控制室工程；上下游河床整治工程；管理工程等。

以2#橡膠壩為例，主要介紹橡膠壩的裝設和應用。該橡膠壩壩袋長度為18m，橡膠壩順水流方向長度為6.0m；壩高1.7m，內壓比1.0，壩底板厚度0.8m，采用C25鋼筋混凝土結構。

2.壩袋錨固和就位安裝

2.1 錨固方式

充氣式橡膠壩依靠將壩袋牢牢固定在承載底板和邊坡上來錨固,以此形成封閉的囊袋,不僅壩袋牢固可靠，且能夠做到嚴密而不透氣。所以說錨固是充氣式橡膠壩是否能夠起到穩定擋水作用的關鍵，本文中橡膠壩的壩袋采用雙線錨固方式，錨固結構采用螺栓壓板錨固，螺栓壓板錨固壩袋是較為先進的安裝方式，其特點是設計數據準確、壩體受力均勻、施工簡單、維修方便。

錨固構件由螺栓、螺母、壓板、墊板組成。錨固槽的施工要求主要是槽內螺栓的預埋尺寸必須準確、表面一定要平整。為了滿足這些要求，邕河橡膠壩采用了預留C25二期混凝土的方式來進行錨固槽的澆筑。預留二期混凝土需要同時考慮結構的整體性以及施工的方便性。為了確保槽內預埋螺栓尺寸的準確性，通過廠家技術人員的指導，我們選用了0.8cm厚、20cm寬的鋼板進行焊接，每5m為1塊，在鋼板上首先定好位置鉆孔，然后將預埋螺栓垂直焊接在鋼板上，并留出設計的外露尺寸，然后使用鋼筋支架將焊有螺栓的鋼板固定在二期混凝土槽內。在澆筑錨固槽混凝土之前，下壓板位置一定要準確，每塊下壓板首尾要齊平，并用螺母逐個擰緊，使其牢牢地固定在錨筋上，以保障在混凝土澆筑過程中錨固螺栓不至于移動變位。同時還應對每個螺栓的螺牙涂上黃油并加上護套，以防止水泥凝固在螺栓上，從而損傷螺牙并影響其與螺帽的緊固。待混凝土澆筑完畢但還沒初凝之前還應該再次校核預埋螺栓的尺寸是否準確，如果有偏差應趕緊糾正。

2.2 壩袋就位安裝

壩袋就位安裝一般在壩袋廠方技術人員指導下進行。

2.2.1 安裝前的準備工作

壩袋安裝前，首先清理壩袋底板、錨固槽、邊墻及壩袋安裝場地表面的雜物，檢查壩袋接觸面的平整度和錨固預埋件的位置尺寸，對不能滿足壩袋安裝要求的進行處理。

2.2.2 壩袋安裝

在安裝壩袋之前應首先在承載底板、壩袋以及底墊片上分別標出壩軸線、壩袋中心線以及錨固線。先從中線開始安裝，并同時向兩側推進。先將底墊片鋪在底板上，上下游暫時用混凝土壓軸來固定，兩端則采用錨栓來固定，同時開孔裝設進出水口的水帽；安裝好底墊膠片之后，就可以把壩袋膠布平鋪在底墊膠片和下游底板上，鋪設時以壩袋中線與底板中線重合為標準；鋪設完壩袋膠布后即可以錨固壩袋，錨固壩袋應該按照從上游至下游最后到邊墻的順序來進行。在底板錨固時，應從壩軸中線開始向左右兩邊逐步錨固。錨固槽內的鋪設順序應是:橡膠找平片為最底層，然后是壩袋底墊片，在壩袋底墊片與壩袋之間應放置止水海綿膠片來防止漏水，止水海綿膠片的上下面應使用氯丁膠，從而使膠片能夠與壩袋和底墊片結合。

完成以上工作之后，再將壩袋端頭從上方折反過來，再放置一層補強膠片在其上面。壩袋、補強膠片、止水海綿膠片、找平墊片以及底墊片均應按螺栓位置鉆孔。為保證錨固時受力均勻，還應設置兩道Φ8mm通長鋼筋在補強膠片的上面，布好鋼筋之后再在上面放置16槽鋼壓板。最后安放螺母擰緊，在放上墊片上第一個螺母之前螺栓有絲部分應用黃油涂抹滿。

2.3 注意事項

在安裝橡膠壩袋之前，土建部分工程應先按照相關規范（橡膠壩技術規范、水利水電施工技術規范、橡膠壩施工規范等）進行驗收。其中金屬加工部分應該按金屬結構相關規范加工。由于錨固壓板螺栓的工序是橡膠壩袋安裝是否成功以及質量是否能夠保證的重要一環，所以在安裝過程中應該特別注意以下事項：一是各壓板之間首尾要齊平，當不平時需要用膠板或橡皮墊平；二是螺帽的四周要均勻落在壓板上；三是安裝好壩袋之后，還需檢查底墊片與壩袋之間的接縫有沒有縫隙，如果有縫隙應及時處理；四是在擰緊壓板螺帽時，不可一次強擰到位，而應往返多次慢慢擰緊，防止損壞螺牙；五是上螺帽應使用扭力扳手，逐個將螺栓按設定的扭矩擰緊；六是避免出現軟縫，造成局部漏水。

3.充氣式橡膠壩的應用

3.1 邕河河道現狀

現狀邕河為天然河道，河面狹窄，窄處2～3m，寬處7～8m入白河口處稍寬，河道整體所處地勢較高，現狀防洪標準不足10年一遇。兩岸植被茂盛，喬木以楊樹、柳樹為主，低矮灌木和地被植物大多為原生態植物。兩岸景觀總體而言具有明顯的田園特色，沿河用地主要為農田和村莊，自然淳樸，原始景觀條件較好。該河道沿岸市政排污管道不完善，存在多處村莊、單位將污水直接排入邕河，使邕河水質污染嚴重，出現嚴重的生態危機和水循環危機。隨著南陽市委市政府總體規劃和河西片區控制性詳細規劃以及“兩爭一迎”工作的提出，怎樣解決邕河水質污染及形象問題，已是擺在水利、市政園林等相關部門面前的重大課題。

3.2 充氣橡膠壩邕河治理上的應用

3.2.1 貯水和增加水循環

邕河河道為季節性河流，豐水季節，形成水流，甚至洪水奔騰；枯水季節，河水斷流、河床裸露，兩岸的生活污水和工業廢水不斷排入，致使邕河嚴重污染，水質黑臭，生活垃圾隨處可見。

邕河治理后，利用引水渠引白河河水至邕河河道。在邕河河道上修建橡膠壩能夠起到蓄水，減少水流對河床的沖刷，增加水循環的作用。豐水季節，壩前形成壅水，河水漫過橡膠壩，河水保持緩慢流動；枯水季節，引白河河水入邕河，橡膠壩能夠起到抬高水位，避免河床干枯裸露的作用，并且可以使得河水沉淀和澄清，使生活垃圾等漂浮物品得以沉積，使河水常年保持潔凈流水。當邕河河水通過層層橡膠壩貯水沉淀，最后流入白河的水體也得到了有效的循環。

3.2.2 防洪排澇作用

充氣式橡膠壩施工比較方便，其上部可以溢流，不需要建閘墩、啟閉機架等結構，故不阻水。相比啟閉需水閘，橡膠壩的排洪效率更高，洪水來臨時，可以將充氣橡膠壩放氣使其緊貼于河床，效果更好。另外還可以通過靈活控制橡膠壩的壩高來調節水位和流量，且在緊急情況下能夠迅速塌壩，以滿足汛期防汛搶險的快速反應。

3.2.3 美化環境作用

邕河綜合治理工程以城市防洪為基點，綜合考慮綠色生態防洪理念，建設城市防洪體系和水系景觀的立體防洪框架，因地制宜地打造城市防洪保安全的生命線，使工程布局和城市發展總體格局協調一致，為城市濱河規劃與開發提供科學的依據。

本工程充氣橡膠壩造型優美，線條流暢，橡膠壩為藍色，色彩明艷，賞心悅目。為南陽城市裝點得絢麗多彩。當河水溢流過橡膠壩，形成了別具一格的小瀑布，也將成為南陽市內一道靚麗的風景線。

3.2.4 消減壩袋振動

充氣橡膠壩在運行過程中的突出問題就是壩體內氣體壓縮不均勻導致水流集中沖刷河床；本項目中橡膠壩的獨特“帶脊”結構，通過帶脊挑流產生的擾流效應，能消減水流脈動產生的有規律的震蕩；且帶脊挑流形成的瀑布能更加張顯橡膠壩工程的壯美景觀。

4.結語

隨著充氣橡膠壩技術的發展，帶脊無縫充氣橡膠壩在城市河道治理以及景觀綠化建設等方面得到越來越廣泛的運用，并發揮著越來越重要的作用。

綜上所述，隨著我國水利建設技術的發展，橡膠壩設計、施工技術也越來越成熟，相信在今后的施工中帶脊無縫充氣式橡膠壩以其先進的性能和便利的施工條件在我國的應用也會越來越普及。

[1]何尚文.充氣式橡膠壩裝設和運行操作管理[J].水利科技,2003，1.

[2]彭莉.淺談充氣橡膠壩在廣州市區河涌整治上的應用和推廣[J].廣州科技,2009，7.

齊 堅（1981-），男，工程師，研究方向為項目管理。

2012-06-08