充水式橡膠壩螺栓壓板錨固槽封堵新工藝

劉 偉 李 旭 張立貞

充水式橡膠壩螺栓壓板錨固槽封堵新工藝

劉 偉 李 旭 張立貞

由于橡膠壩具有施工工期短、工程造價低、運行維修簡便、抗震能力強等特點，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，橡膠壩新技術(shù)、新工藝的推廣與應(yīng)用也受到較高重視。橡膠壩螺栓壓板錨固槽封堵一般采用細石混凝土或瀝青砂漿封堵錨固槽的施工方法，該方法具封堵部位易凍脹粉碎剝落、磨損壩袋、施工周期長、錨固槽檢修不方便等缺點。如何對錨固槽封堵工藝進行改進，尤為重要。在調(diào)研國內(nèi)橡膠壩錨固槽封堵工藝的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出采用橡膠錨固塊對錨固槽進行封堵，來解決傳統(tǒng)錨固槽封堵工藝的有關(guān)問題。

一、工藝原理

橡膠錨固塊由三元乙丙橡膠塊，內(nèi)置水平加固鋼板組成，具有一定的強度、耐腐蝕和耐磨性。由生產(chǎn)廠家全部制作完成后運至施工現(xiàn)場即可安裝。橡膠錨固塊型號尺寸應(yīng)根據(jù)錨固槽和螺栓壓板的具體尺寸確定，一般單塊橡膠錨固塊長度為1m，重量約為30kg，高度與錨固槽頂面齊平，寬度與錨固槽底寬一致，橡膠錨固塊預(yù)留螺栓孔間距與壩袋錨固件螺栓間距相同。

橡膠錨固塊安裝前準備工作包括錨固槽的清理、錨固件螺母的緊固，在螺栓、螺母涂抹足量的黃油等工作。橡膠錨固塊安裝時應(yīng)注意盡量減小塊與塊之間空隙，遇到折點處應(yīng)根據(jù)折點情況使用切割機進行現(xiàn)場加工制作。緊固橡膠塊螺母時用風炮套筒直接緊固螺帽，螺母的緊固是橡膠錨固塊安裝的重要環(huán)節(jié)，直接影響橡膠錨固塊安裝質(zhì)量，螺母的緊固不應(yīng)過緊，也不應(yīng)過松。螺母緊固完成后，封蓋好橡膠帽即可。

二、工藝流程及操作要點

1.基礎(chǔ)底板及壩墩、錨固槽表面處理

橡膠壩袋容易受到銳利和有尖角物體的損壞，凡是與橡膠壩壩袋相接觸的混凝土表面應(yīng)保持平整、無毛刺。壩底板與壩墩范圍內(nèi)混凝土局部有凹凸、棱角的要用磨光機打磨掉，認真清除錨固槽周圍及壩袋塌落范圍內(nèi)的混凝土殘渣、鐵絲及木塊等一切雜物。并對橡膠壩中、邊墩表面所有對拉螺栓、鐵絲等進行打磨處理，中邊墩打磨光滑后涂刷丙乳水泥砂漿，丙乳水泥砂漿要嚴格按照配比，刷涂均勻，以減少壩袋與墩墻的摩擦。混凝土表面的孔洞和低凹處用水泥砂漿抹平壓實，再用砂輪將表面打磨平整。人工清理錨固槽、墊板表面殘留砂漿、混凝土等附著物。同時，用砂輪將錨固槽內(nèi)側(cè)混凝土棱角及壩底板伸縮縫打磨平整。此項工作主要是防止由于水流脈動、波浪沖擊等因素產(chǎn)生的振動摩擦而造成壩袋損傷，并可消除因壩頭塌肩而造成的不良影響。

2.錨固件處理

檢查預(yù)埋螺栓、錨固槽的位置、尺寸是否符合設(shè)計要求。清除預(yù)埋螺栓上的雜物，并用扳牙將螺紋部位扳一遍，把傾斜的螺栓校正成垂直狀態(tài)。檢查墊板有無變形、銹蝕，孔距是否符合設(shè)計要求，并用砂輪將邊刺磨掉，以免在安裝時傷及壩袋。

3.水帽口、溢流口處理

檢查水帽口、溢流口的位置、尺寸是否符合設(shè)計要求。為防止底墊片被劃破，應(yīng)將水帽口、溢流口表面的棱刺及其周圍混凝土表面打磨平整。并檢查管道內(nèi)釘子、小碎石、木塊等雜物是否清除干凈，此項工作主要是預(yù)防底墊片受損而導(dǎo)致壩袋滲漏。

4.底墊片、止水海綿安裝

壩袋和底墊片運到現(xiàn)場后，首先應(yīng)對其質(zhì)量及外觀進行檢查，檢查壩袋是否有變形和損傷，是否符合設(shè)計要求。其次復(fù)核海綿片、保護片等尺寸、數(shù)量是否符合圖紙要求，以確保安裝順利進行。

安裝前，先在混凝土底板上標出壩軸線、中心線，根據(jù)底墊片就位線將底墊片展開，四周大小均勻后，在底墊片上分別標出上下游錨固線。底墊片的鋪設(shè)采用人工鋪展。伸展后的底墊片應(yīng)順直、平展，應(yīng)使鋪展后的墊片上的錨固線與錨固槽內(nèi)的螺栓中心線相重合，且展開不能有褶皺，兩端距壩墩與兩邊距錨固槽尺寸要一致。在底墊片上打孔，根據(jù)現(xiàn)場的實際螺栓位置，將誤差分給每個螺栓間距，定出每個對應(yīng)螺栓孔位置，在墊片上劃線，用手電鉆進行打孔，且所打孔洞應(yīng)比螺栓稍小，確保其安裝后的密封效果。在底墊片上畫出水帽和超壓溢流管位置，復(fù)核無誤后在各管口處打孔，并在各管口四周的底墊片打毛，然后粘上一層加強膠片作補強處理，粘貼部分超出水帽、溢流口周圈1m左右，以防壩袋磨損。根據(jù)螺栓位置及所打的孔洞進行底墊片安裝，保證安裝孔洞四周不出現(xiàn)破損現(xiàn)象。止水海綿中心線要與螺栓中心線一致，其打孔方式與底墊片方式相同。只要安裝平整順直，連接密實，無皺褶即滿足要求。

5.壩袋鋪設(shè)

底墊片安裝完成驗收合格后，將壩袋鋪平，測量出上下游錨固線及側(cè)錨線。壩袋的鋪設(shè)順序為：先下游，后上游，最后邊墻。橡膠壩袋鋪設(shè)從底板中心線開始，向兩側(cè)同時進行，采用人工配合機械的方法將壩袋展開。先將中間段的壩袋攤平，使壩袋端部落在錨固線上，根據(jù)壩袋尺寸定出壓板線及鉆孔中心線，量出壩底板長度、寬度及壩袋長度、寬度，確定出長度、寬度總長誤差。壩袋螺栓孔的定位打孔自兩端開始，將總長誤差均分到每個螺距，避免誤差集中在一小段內(nèi)，引起壩袋皺褶，保證接觸面順直相接、結(jié)合緊密。用手電鉆鉆孔，鉆孔大小根據(jù)預(yù)埋螺栓大小而定。按照從下游到上游的順序逐漸將壩袋套放在螺栓上。壩袋堵頭拐角處，斜坡上的壩袋采用拉鏈葫蘆牽引，要對壩袋進行折疊、理順，用橡膠片墊平袋布的折疊、皺折處。拐角處是容易造成漏水的關(guān)鍵部位，安裝時要引起重視。壩袋嵌入螺栓后及時放置上壓板。壩袋的中心線、錨固線等點線面重疊吻合后，方可放置螺栓彈簧墊圈和鎖上錨固螺帽。

6.保護片、壓板安裝

壓板安裝前打磨干凈，根據(jù)設(shè)計壓板號數(shù)對號就位，注意排列整齊，間距均勻。安裝壓板時要首尾對齊，如不平整要用橡膠片墊平，特別是兩側(cè)邊坡拐角處，不得用剪口補強處理。

7.壩袋錨固

壩袋錨固應(yīng)遵循“先中間，后兩邊，上下游同時進行，最后兩邊堵頭”的原則。螺帽的緊固是壩袋安裝的最后一道程序，也是保證壩袋安全的重要環(huán)節(jié)。因為壩袋安裝的最后質(zhì)量好壞，漏水與否，主要靠螺帽的緊固使螺栓和壓板錨緊，形成封閉的壩體。螺帽的緊固不應(yīng)過緊，也不應(yīng)過松。緊固過緊，一方面容易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致螺桿斷裂，無法保證壩袋的安裝質(zhì)量；另一方面容易引起保護片等局部出現(xiàn)皺折。緊固過松，使各層接觸面之間閉合不緊密，容易發(fā)生漏水，影響安裝質(zhì)量。緊固壓板螺帽時先用風炮套筒上螺帽，緊固后再用特制工具制作的套筒，使用人力將每一個螺帽緊固好。

8.壩袋充水試驗

壩袋錨固完成后，必須進行全面的質(zhì)量檢查，各項檢查結(jié)果達到設(shè)計及規(guī)范要求后，開始進行壩袋充水試驗。充水試驗的目的在于檢查充排水系統(tǒng)是否能滿足運行要求、壩袋表面及錨固處是否有漏水現(xiàn)象、壩袋充脹后是否平順等。在壩袋充水前先把排氣閥關(guān)閉，待壩袋充脹到設(shè)計高度的70%～80%，能夠使兩端壩袋堵頭充分鼓起時，再把排氣閥打開排氣，排除壩袋內(nèi)的空氣，關(guān)閉排氣閥。整個過程均勻充水，以免壩袋受力不均。待壩袋內(nèi)充滿水后，檢查壩袋四周漏水情況，如發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)做好標記，等壩袋放完水后再處理。壩袋充滿水放置一天后將壩袋內(nèi)水放空，并對逐個螺母進行檢查，并按以上程序重新進行一次螺母緊固。

9.橡膠塊安裝

壩袋充水試驗結(jié)束，并滿足設(shè)計和規(guī)范規(guī)定各項技術(shù)指標后進行封錨。先將螺栓、螺母涂抹一層黃油，再用厚一點的塑料布將螺栓包緊，防止錨固件的銹蝕，以便下一次更換壩袋時螺栓能正常使用。完成后用橡膠塊封堵錨固槽，以保護錨固螺帽、螺栓和壓板。橡膠錨固塊可直接運至工地現(xiàn)場，按照上下游安裝位置的不同，對應(yīng)擺放。安裝時每兩人為一組，上下游各兩組，也可根據(jù)工程情況，隨時增減人員。因安裝簡便，只需將橡膠塊抬起后使錨固螺栓與橡膠塊螺栓孔對準放入即可，可根據(jù)先簡后難的原則，先將直線段安裝完成后，再進行拐彎折點處的安裝。拐彎折點處應(yīng)根據(jù)折點角度，在橡膠塊上劃出標線，使用切割機對錨固塊進行現(xiàn)場加工制作。橡膠錨固塊安裝時注意盡量的減小塊與塊之間空隙，使其能夠緊密結(jié)合。

10.緊固螺帽

橡膠錨固塊安裝完成后，再上第二個螺母。緊固螺帽時用風炮套筒直接緊固螺帽，螺帽的緊固是橡膠錨固塊安裝的重要環(huán)節(jié)，直接影響橡膠錨固塊安裝質(zhì)量，螺帽的緊固不應(yīng)過緊，也不應(yīng)過松，且不可遺漏，安裝完成后并蓋好橡膠帽。（見圖1）。

圖1 橡膠錨固塊安裝圖

三、工藝應(yīng)用

某工程設(shè)計蓄水位92.6m，設(shè)計壩高4.0m，橡膠壩480m，共布置6跨，錨固槽封堵施工時，采用橡膠錨固塊工藝。施工時嚴格控制施工質(zhì)量，預(yù)埋螺栓中端和下端固定在底板鋼筋上，上端套上螺母固定在錨固槽鋼模板上，避免混凝土澆筑時移位和變形，錨固螺栓高程差、位移差均不得超過5mm，采用經(jīng)緯儀和水準儀同時定位。在進行壩袋堵頭清理時應(yīng)在超出壩袋充水狀態(tài)0.25m范圍的壩袋堵頭采用砂輪抹平，以減少壩袋磨損。對橡膠壩中、邊墩表面所有對拉螺栓、鐵絲等進行打磨處理，中邊墩打磨光滑后刷涂丙乳水泥砂漿，丙乳水泥砂漿要嚴格按照配比，刷涂均勻，以減少壩袋與墩墻的摩擦。壩袋錨固時螺帽的緊固應(yīng)分5次進行，緊固的順序要按奇偶順序緊固、間隔進行，不得由一方向向另一方向漸次推進。檢驗螺母是否緊固可采用0～150kg力的彈簧秤。壩袋充水實驗時不得一次充至設(shè)計高程，宜將壩袋分次進行充水，每次充水后停留時間不少于30min。充水試驗完成后，最后進行橡膠錨固塊的安裝。工程實施后效果良好，達到了相應(yīng)的技術(shù)要求，并節(jié)省了施工工期和投資，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益

（作者單位：山東臨沂水利工程總公司 276000）