橡膠壩壩袋縫合粘補技術淺析

□ 許方方 □王夢珂 □張君慧（南陽市白河橡膠壩管理處）

1 概述

橡膠壩系一種低水頭擋水建筑物，是20世紀50年代末隨著高分子工業的發展而出現的一種新型水工建筑物。它是用合成高強度纖維帆布作受力骨架，其表面止水層和保護層由附著氯丁橡膠 (或其它合成橡膠)的膠布拼粘或用整體硫化膠布制成，按設計尺寸錨固于壩底板上，形成封閉狀的一種新型擋水建筑物。我國橡膠壩事業經過30多年的實踐，在工程規劃、設計、壩袋制造、安裝及運行管理等方面形成了自己的特色，已達世界先進水平。

隨著橡膠壩工程建設步伐的加大，對經濟和社會效益的促進作用日益顯著，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，庫區水資源也在發生著溢流、下滲、蒸發等動態的變化。

2 縫合粘補技術的必要性

橡膠壩壩頂可以溢流，根據需要調節壩高，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利用。橡膠壩工程在日常的運行管理中，每年都會因為自然或人為的因素，出現超高、超壓運行、溢流水深過大或溢流水深不一，壩袋發生振動，橡膠壩袋結構不符合工程運行要求；外力撞擊、橡膠壩袋局部被磨損；充排系統失靈、人為破壞、冰凍破壞，橡膠壩底板被沖塌引起壩袋撕裂等壩袋的撕裂、損壞現象。由于橡膠壩袋自重大，一旦損壞，尤其是發生縱向大切口和大面積的撕裂，不僅維修方案單一、工期長、費用高，而且嚴重影響工程效益的正常發揮。

根據橡膠壩壩袋的設計原理，依據《橡膠壩技術規范》（SL227-98）規定的對壩袋維修粘補的技術工藝要求，通過對壩袋縱向大切口縫合粘補的技術實踐和研究，對其它裂口同樣適用。該技術針對橡膠壩壩袋縱向裂口，在修復時，根據橡膠壩壩袋受力主要是徑向壩袋布受力、緯向壩袋布受力很小等特點，利用與原壩袋徑向纖維度一致的錦綸線，創新的運用縱向裂口縫合、粘補新工藝。是在原有壩袋維修粘補技術基礎上的延伸，改進生產力，提高生產效率，使壩袋的維修粘補技術取得了突破性進展，其創新點就在于縫合。

3 縫合粘補技術施工流程

3.1 縫合粘補工藝流程及原理

橡膠壩壩袋縱向大切口縫合粘補工藝流程圖如圖1所示。以2布3膠壩袋裂口為例，雙面縫合粘補原理圖如圖2所示。

圖1 縫合粘補工藝流程圖

圖2 雙面縫合粘補原理圖

3.2 施工流程

3.2.1 準備工作

先拆除一側橡膠壩袋錨固線，包括混凝土、螺栓、壓板、膠墊片、壩袋布，并把拆除后的壩袋翻過來，展平；將壩袋破損處清洗干凈，晾干，放平，劃出修補范圍；按同樣尺寸剪好所用的補強壩袋布，以2布3膠為例，搭接寬度為15 cm。

3.2.2 打毛

用砂輪或木銼對縱裂口內外兩側和兩片被粘膠片分別進行打毛。打毛時，按順序進行，要求均勻、不能傷及錦綸帆布。可將木板墊在需要修補部位的壩袋下面，用木銼或砂輪機把壩袋破損處和補強壩袋布分別進行打毛、毛面均勻，且將粘結面上的膠粉等雜物清洗干凈，用清洗劑擦洗一遍，以保證搭接面為新鮮表面，增加粘合面比表面積，增強搭接面粘合強度。

3.2.3 縫合

錦綸系列品種較多，但用于橡膠壩帆布卻僅有錦綸6和錦綸66錦綸。錦綸6由乙丙酰胺開環聚合而成，故常稱聚乙丙酰胺。錦綸66由乙二酸和乙二胺組成。這兩種錦綸簾線雖然有相同的化學分子式，但由于它們的分子立體結構不同，分子間形成氨鏈和取得高結晶度能力不同，從而使二者物理性能上呈現較大差異。錦綸纖維的比重為1.14，強度8～10 g/d，扯斷伸長率18%～30%，吸濕率4.50%，耐摩擦性能（摩斷次數）2500，耐曲饒性能和水中耐久性能好，錦綸帆布可滿足作為壩袋受力骨架的質量要求。

壩袋縫合時要根據壩袋型號，確定錦綸帆布所用線的型號，錦綸6和錦綸66所具有的物理性能均比較符合橡膠壩袋膠布的要求，故我國采用錦綸絲制成帆布做橡膠壩壩袋受力骨架。但錦綸66纖維的物理力學性能均優于錦綸6（見下表1），更能避免出現縫合粘補后壩體變形不一而出現不平直、壩頂溢流深度不相同而引起壩袋振動等現象。

表1 錦綸66、錦綸6纖維物理性能指標

縫合時應根據設計的針距（≤5 cm），把購置的錦綸線進行再加工，按照其原來的扭向進行合股加工，加工后的線徑一般為壩袋布厚度的1/3～1/2，粘補后壩袋強度比原壩袋抗壓強度提高2～3倍。

在橡膠壩壩袋縱裂口的兩側打孔，按照設計的針距，用特制的針具和加工后的錦綸線，從孔中穿過，把裂口的兩側縫合連接起來，再把壩袋線兩頭打結，增加其強度。縫合時，要求縫口緊密、平整，既不延長壩袋，又不縮短壩袋，兩層或多層膠布其平整性一定要好。如果存在皺折或錯角則受力不均勻，就大大降低了橡膠壩袋的安全系數。

3.2.4 調膠漿

將原膠漿倒入調膠盆內，看原膠漿稠度，如果稀就少加一點稀料，如果稠就多加一點稀料，膠漿攪拌均勻待用，等開始涂膠漿時再加入少量固化劑。

3.2.5 刷膠漿

刷膠漿前，用配制好的溶劑洗刷一次，然后測試溫度、濕度，室外溫度18～25℃，濕度70%以下，以2布3膠為例，把事先配制好的膠漿攪拌均勻，用毛刷在粘結面上涂刷膠漿3遍，每遍間隔時間因氣溫不同而異，一般第1遍刷后30-45min，再刷第2遍。第2遍刷后15-25min，再刷第3遍(視當地天氣而定，以膠粘劑揮發于不粘手、對粘有細粒絲狀態為適)。涂刷膠漿必須嚴格控制好各膠層的厚度，并保證其均勻性。

膠層<2mm時，粘結作用降低，影響兩層之間粘合；膠層>3mm時，施工成本增加。對于涂膠時間較長，粘補面積大的壩袋，涂膠時要由兩人相向方向涂膠，以保證粘接處的膠漿結晶點一致。避免陽光曝曬，嚴防塵土雜物，不能起膠泡。補強膠布（膠片）與壩袋膠布同時同樣打毛、清洗、刷膠。

3.2.6 粘合

將粘接的縱裂口內側和一片被粘膠片對正貼合，由中間向四周逐步壓實，用手輥縱橫反復壓實，排出氣泡，不得留有空隙和殘存氣泡，并用橡膠錘夯實，保證粘合面密實牢固。將補強膠布邊緣貼上封口膠條并壓實，并用砂袋或其它重物平壓達24 h以上（在自然固化期間，壩袋粘合部位不受折疊，嚴防水浸泡。），再將粘接的縱裂口外側和另一片被粘膠片按照上述步驟進行粘合。

3.2.7 安裝

待粘補強度符合要求后，把符合質量要求的壩袋布按先后順序進行安裝，壓緊螺栓，升壩試壓，待不漏水后進行錨固線封堵，維修施工結束。上述工作完成48 h后即可升壩運行。

4 結語

該技術通過對壩袋縱向大切口的粘補維修，對壩袋運行影響小、效益顯著、適用性廣泛，使橡膠壩壩袋維修工作更經濟、高效，使粘補維修后壩袋的強度得到了有效保障，具有較強的實用性和可操作性。