魏海英,祝華威,李 季
河南省南陽市白河橡膠壩管理處,河南南陽 473000
橡膠壩是一種低水頭的擋水建筑物,也是近些年在城鎮河流上廣泛使用的一種新型水工建筑物,它的結構簡單,主要采用高強帆布纖維制品,摻和乳膠經高壓粘合成膠布,使用鋼板錨固在混凝土壩底板上,形成封閉狀,對壩袋充水或充氣脹起形成帶狀而擋水運用。被廣泛應用于防洪、擋水灌溉、城鄉供水、水力發電、美化環境等諸多領域。
橡膠壩工程的構造和水閘極相似,都是由鋪蓋、壩底板、消力池、海漫和防沖槽組成,但橡膠壩的獨到之處是升降十分靈活,一般配置自備井充水升起,利用自排塌落,運行成本也不高,有相當好的發展前景。橡膠壩在日常的運行中,根據庫區和壩頂溢流水深需要,進行壩高調節,有效控制上游水位和下泄流量,使地表水資源得到最佳配置和有效利用。橡膠壩工程在日常的調度運行管理中,每年都會遭受各種不良因素的影響,使工程的破壞現象種種,從而削弱了壩袋的性能,降低了壩袋的有效壽命,以致于影響了工程效益的正常發揮。因此,為了保證橡膠壩工程的安全運行,提高管理水平,就需要對管理中存在的問題,及時發現,善于總結,日常做好橡膠的維護、修理及養護工作,把工程隱患降低在萌芽狀態中。經常檢查和定期檢查,防止險情擴大化和帶病運行。橡膠壩的日常檢查和維護范圍為:充排設備、土建工程、橡膠壩袋等。
充排設備包括:電機、水泵、空壓機、管道、閘閥、低壓控制電路等組成。
1)一般情況壩袋充排設備層均位于地面以下,空氣濕度較大,管道、閥門等易銹構件,應定期進行除銹和涂刷防護層,保證管道暢通,無滲漏現象。嚴寒或潮濕地區應有防凍、防潮措施;
2)電機和空壓機也會因長期不用,受潮嚴重,而影響到正常使用,應定期開機空轉試運行,檢查動力設備運轉是否正常,以保證大壩能夠及時升、降操作;
3)低壓控制系統的電器部件,也應經常進行檢查和調試,增加低壓線路保護裝置,防止變壓引起的線路短路和電機燒壞。
4)及時清理充排水口和安全溢流孔內的淤積物及其他漂浮物,確保安全溢流孔和排氣孔暢通,充壩前及時把壩袋內存氣排空,確保壩袋達到所需高度;
5)控制室內各閥門要定期保養,做到定期除銹和打油,保證閥門運轉靈活;電氣設備需要定期檢查線路接頭牢固,確保安全可靠;指示儀表是否指示正確、運轉正常。
土建工程包括所有的混凝土工程以及土石工程,如防滲鋪蓋、壩底板、防沖槽、海漫等。其中,壩底板厚度應滿足充排水(氣)管路及錨固結構布置要求。
1) 混凝土建筑物易出現塌方、裂痕、管涌和流失,降低混凝土強度,應加強汛前汛后檢查,增加大流量通過時的觀測次數,掌握日常管理數據,針對問題查明破壞成因,及時制定修補方案;
2)伸縮縫的填料如果有缺失和斷裂,應及時修補填充,采用重新埋設和灌漿補充,避免滲漏或形成通縫,發生管涌和接觸沖刷;
3) 鋼筋混凝土的保護層、壩袋塌落區的底板受到水毀或異常破壞時,應根據情況分別采用灌漿、砂漿抹面或噴漿等措施進行修補,防止鋼筋銹蝕,降低有效強度,確保壩主體安全運行;
4)橡膠壩的防沖設施(防沖槽、海漫等)在遭受沖刷破壞的時候一般可以采用加筑消能設施,采用拋石、鉛絲籠拋石、打樁或加筋拋石等辦法固基處理;
5)橡膠壩的反濾設施,排水設施等應保持暢通,如有堵塞損壞,應予以疏通修復;
6) 砌石工程如果塌方、流失、松動、底部掏空、懸空等現象時,應按照砌石規范,選擇較大石塊,錯縫搭接,恢復原來的形狀,滿足設計要求;
7)沖水壩的充水水源應水質好、無污染、少泥沙、必要時可建蓄水池沉淀泥沙;
8) 橡膠壩下游的拋石工程,隨著逐年的洪水沖刷,會出現缺失現象,需在汛前或汛后進行回填,對沖坑要采用打樁固基,防止壩主體出現整體下切或不均勻沉降。
橡膠壩袋使用壽命與不同氣候、使用條例、受力狀況以及壩袋的制造質量、厚度等因素有關。
1)在壩袋表面上涂刷耐老化涂料,是減緩壩袋使用壽命的一項防老化措施;
2) 在壩袋充水(氣)前,須將下游側壩袋塌落區底板周圍和壩袋上的淤積泥沙清除干凈,對有可能刺傷壩袋的漂浮物予以清掃和打撈;
3) 橡膠壩過流時,壩袋有可能會發生拍打、振動等現象,實踐中常采用升高或降低壩高的辦法來避免壩袋在溢流時發生的拍打或振動現象;嚴禁壩袋超高超壓運行,即充水(或氣)不得超過設計內壓力;
4) 在高溫天氣時可適當降低壩高,以在壩頂形成短時間的溢流,或向壩面灑水降溫,以期延緩壩袋的老化速度和腐蝕程度;
5) 錨固件的檢查,主要觀察有無裸露,有無松動和漏水現象,若有異常,及時采取處理措施,或旋緊或壓牢、或密封、或予以更換;
6) 橡膠壩堵頭面接觸的中墩或邊墩混凝土定期涂刷環氧樹脂砂漿,保持接觸面光滑,減少壩袋的振動、擺動摩擦力,延長壩袋使用壽命;
7) 對壩袋的劃破、刮傷漏水現象,可在帶水作業情況下,采用木頭裹布填塞、打孔用壩袋布縫補螺栓緊固、皮帶扣緊固等緊急搶修措施,大面積的漏水采用塌壩局部冷粘維修或整段更換。
橡膠壩工程的出現,是水利工程和景觀工程的結合體。越來越多的河流治理,利用橡膠壩工程擋水蓄水,創造人工長湖,營造人文景觀。橡膠壩工程不僅能補充地下水源、防止洪澇災害,而且在美化城市景觀、創建生態宜居環境,發揮著重大的社會效益。隨著橡膠壩建設的急劇增多,在橡膠壩的運行管理過程中,由于日常的管理不善和外界自然因素的侵害,橡膠壩異常破壞種類很多,嚴重可能導致潰壩現象,因此做好橡膠壩的日常養護與維修勢在必行的,從橡膠壩的運行和實踐中總結出日常管理與維修方法,有效促進橡膠壩技術的發展。
[1]SL227-98橡膠壩技術規范.
[2]王溥文,韓昌海,童中山.橡膠壩技術與應用.北京:中國水利水電出版社,2008.
[3]高本虎.橡膠壩工程技術指南[M].北京:中國水利水電出版社,2006.
[4]楊士學.橡膠壩的管理與運行[J].北京水利,1995.
[5]全國橡膠壩技術推廣學習班教材,1994.
[6]南陽市白河橡膠壩設計報告.