探究橡膠壩施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

諸葛濱濱

【摘要】水利工程是以消除水害為主要目的，具有防洪、排澇、灌溉等重要功能，其既能保證我國各地調(diào)洪調(diào)蓄，又能通過航道來保證我國水路交通的運輸穩(wěn)定和安全。水利工程的綜合性強、工程復(fù)雜，可以分為國家政府、地方政府以及集體興建和個體興建等四部分水利工程。隨著“一帶一路”倡議的提出，我國水路交通運輸藍圖發(fā)生了明顯變化，尤其是隨著生態(tài)環(huán)境保護以及綠色建筑施工理念的提出，人們逐漸認識到原有水利工程對周邊自然生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞，這在一定程度上推動了橡膠壩施工技術(shù)的快速發(fā)展。橡膠壩施工技術(shù)屬于新型柔性水工建筑物，其在水利工程具體施工過程中不僅具有過水作用，還具有結(jié)構(gòu)簡單、施工周期短、抗震性能良好，且能有效降低對自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞、景觀效果良好等優(yōu)點，因此其在水利工程中得到了廣泛應(yīng)用。本文通過簡析橡膠壩，分析橡膠壩在水利工程中的價值體現(xiàn)，探究橡膠壩施工技術(shù)在水利工程中的主要應(yīng)用，以幫助人們加深對橡膠壩的認識和見解，并能明確橡膠壩施工技術(shù)的注意要點，從而正確應(yīng)用和施工，不斷提高橡膠壩在水利工程中的施工質(zhì)量，逐步縮短施工周期、降低水利工程施工造價成本，實現(xiàn)水利工程施工效益最大化。

【關(guān)鍵詞】橡膠壩;施工技術(shù);水利工程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

新時期我國科學(xué)技術(shù)水平得到了快速發(fā)展，多元化的施工技術(shù)、施工理念和施工材料、施工設(shè)備在水利工程的施工過程中得到了廣泛應(yīng)用。橡膠壩便是利用高強度合成纖維織物作為最關(guān)鍵的受力骨架，來完成水利工程基本過水、溢流等功能，其相比其他常規(guī)閘壩具有原材料投資成本較低、壩袋施工周期較短、壩體的防洪抗震、承載能力以及止水效果好等優(yōu)點。橡膠壩施工技術(shù)的好壞直接影響甚至決定著水利工程質(zhì)量的高低，從而影響水利工程防洪擋潮、灌溉發(fā)電以及航運等重要功能的高效發(fā)揮，如壩袋溢流不均或者端頭褶皺處的膠布過早老化等，既會影響水利工程運作的美觀度，還會給水利工程的正常運作帶來一定的安全隱患，從而導(dǎo)致洪水等自然災(zāi)害發(fā)生。因此，正確認識并科學(xué)運用橡膠壩施工技術(shù)對提高水利工程建設(shè)質(zhì)量、實現(xiàn)水資源利用最大化具有重要作用。

一、簡析橡膠壩

橡膠壩是由壩袋和壩床兩個部分有機組成的，根據(jù)實際水利工程建設(shè)需求，采用高強度合成纖維織物做受力骨架，通過涂抹橡膠作為壩體材料的保護層，并將其加工成膠布，利用充水或者充氣的形式，使其呈現(xiàn)出封閉的擋水壩，不僅可以根據(jù)實際水利工程建設(shè)需求科學(xué)調(diào)整水壩高度，還能有效提高水庫容量、減少對生態(tài)系統(tǒng)的破壞，且具有較長的使用壽命，大多被應(yīng)用在低水頭、大跨度的閘壩工程【1】。橡膠壩自1965年開始研究發(fā)展，先后經(jīng)歷研究試驗、總結(jié)改進、穩(wěn)步發(fā)展以及快速發(fā)展四個階段，其種類也逐漸得到豐富，主要包括盾式橡膠壩、書籍式橡膠壩以及擾流壩等，為我國水利工程的正常運作打下了堅實基礎(chǔ)。

二、橡膠壩在水利工程中的價值體現(xiàn)

1.保證水利工程質(zhì)量

橡膠壩相比其他常規(guī)閘壩具有施工操作簡單方便，且材料性能良好等優(yōu)勢，在水利工程橡膠壩施工過程中確保所有零部件質(zhì)量、安裝流程以及施工工藝的選擇都符合水利工程相關(guān)標準以及滿足現(xiàn)實需求，強調(diào)壩袋、底板、底墊板的質(zhì)量控制，明確螺栓的擰緊程度以及使用數(shù)量，明確中心線、錨固線的位置并做好橡膠壩的安裝、錨固、充排水試驗，不僅可以體現(xiàn)良好的擋水效果，還能最大限度發(fā)揮橡膠壩材料的性能優(yōu)勢，確保其與底板緊密相連，以此有效節(jié)約水利工程空間，在提高防洪安全的基礎(chǔ)上，降低裝置發(fā)生故障的可能性【2】。

2.節(jié)約工程造價成本

橡膠壩的使用可以有效降低傳統(tǒng)閘壩施工過程中采用鋼材、木材、水泥等原材料的用量，這能從根本上降低水利工程施工的造價成本，還有利于保護周邊自然生態(tài)系統(tǒng)不被人為因素所破壞。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時代背景下，橡膠壩的壩袋已實現(xiàn)由工廠進行統(tǒng)一化、標準化、規(guī)模化定制生產(chǎn)，不僅可以大幅度降低傳統(tǒng)閘壩材料組裝的時間，還能由于壩袋型號統(tǒng)一而縮短整個施工周期，這不僅符合我國正在建設(shè)節(jié)約型社會的發(fā)展需求，還能嚴格貫徹落實綠色施工的可持續(xù)發(fā)展理念，確保施工材料的合理利用，最終實現(xiàn)人與自然的和諧相處。

三、橡膠壩施工技術(shù)在水利工程中的主要應(yīng)用

1.前期準備工作

在水利工程施工過程中，采用橡膠壩施工技術(shù)時要注意做好前期準備工作，明確導(dǎo)流管設(shè)置、草袋擋水圍堰以及圍堰內(nèi)排水清淤工作的開展，從而為后期橡膠壩的施工打下堅實基礎(chǔ)。在導(dǎo)流管設(shè)置過程中要根據(jù)實際的水利工程施工需求以及現(xiàn)場的水流大小科學(xué)調(diào)節(jié)，確保水流能夠在重力的作用下順利排出且不會發(fā)生回流。通常情況下采用200型挖掘機進行施工，同時注意兩個檢查井間距的合理性，常以20米為準，每處橡膠壩需要設(shè)置140米長的導(dǎo)流管，且在橡膠壩基礎(chǔ)施工結(jié)束之后用細石砼進行填實處理，避免出現(xiàn)邊坡漏水或者坍塌現(xiàn)象。草袋擋水圍堰以及圍堰內(nèi)排水清淤工作的進行是在導(dǎo)流管夯實結(jié)束之后，選用鋼筋焊制攔污格柵，保證其距離橡膠壩邊緣20米，并利用污水泵對圍堰內(nèi)部進行清淤處理，科學(xué)核對河床底標高設(shè)計以及斷面開挖的土方工程數(shù)量【3】。

2.壩基礎(chǔ)底板施工

壩基礎(chǔ)底板施工的質(zhì)量好壞直接影響到水利工程橡膠壩的施工質(zhì)量，其主要包括基槽開挖、地基釬探驗槽、砼墊層澆筑及砂礫墊層鋪筑以及底板砼施工等。基槽開挖過程中要強調(diào)地基的壓實密度能夠達到95%，以保證橡膠壩邊坡的穩(wěn)定、安全和牢固;在進行地基釬探時要利用相關(guān)的機械探釬，采用梅花形布點，合理控制1.5米的間距，并根據(jù)平面圖布置做好編號，同時每打入30厘米就要記錄一次錘擊數(shù);基槽開挖驗收合格之后根據(jù)槽底控制樁標高并進行基槽清理，其中回填砂礫料的相對密度不小于0.7，并及時清除表面溝壑，以保證壩袋與壩床和岸墻接觸部位的表面平整光滑，避免后期橡膠壩在充氣或者充水過程中因尖銳砂石等而造成破裂;底板砼施工要進行壩袋螺栓、充泄水管道定位等施工，在進行鋼筋固定時采用梅花形綁扎法，同時用趕漿法進行連續(xù)澆筑【4】。

在進行橡膠壩基礎(chǔ)砼澆筑施工過程中要充分考慮氣候影響，一般情況下橡膠壩基礎(chǔ)砼澆筑厚度為800毫米，且大多在下午或者晚上進行澆筑，同時對其覆蓋塑料薄膜以有效保證水分，避免出現(xiàn)表面龜裂;冬季施工過程中要尤其注意氣溫過低而造成的砼凝結(jié)時間延長以及混凝土強度增強現(xiàn)象，從而采取相應(yīng)保溫措施以及使用高標號水泥等施工材料來避免由于冰冷而導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)被破壞。

3.壩袋安裝

壩袋安裝前需要根據(jù)實際水利工程需求進行相關(guān)零部件的運輸工作，在進場材料的運輸過程中，要嚴格控制操作技術(shù)，同時做好壩袋和底墊片的復(fù)查工作，以及時發(fā)現(xiàn)相關(guān)材料存在的損傷并進行修補或者更換。選用吊裝設(shè)備進行壩袋輸送時，要根據(jù)壩袋的長度和重量合理設(shè)置吊點，保證兩臺吊車的高度和速度統(tǒng)一，確保壩袋垂直于壩軸線。底墊片質(zhì)量檢查合格之后，在提前做好排水清淤工作的壩床上進行人工攤鋪平整，正確標注上下游，且用混凝土壓軸進行臨時固定，并做好底板的壩軸線和中心線標記;將伸入壩袋內(nèi)充排水管口位置的底墊片使用橡膠材料制成膜進行補強處理，同時標記好中心線和錨固線，根據(jù)提前做好的標記對壩袋各管口按照上游、下游、隔墩和岸墻的順序進行打孔和固定，并粘附止水海綿，確保底墊片、底板以及壩袋中心線和錨固線的對應(yīng)線相互重合。

4.壩袋錨固

壩袋錨固是整個水利工程橡膠壩施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，錨固工程的密封性和穩(wěn)定性是確保后期橡膠壩使用壽命的重要影響因素。在進行壩袋錨固過程中，要遵循壩袋鋪平的施工工藝，完成壩袋的安裝和打孔入槽工序，之后做好墊平片和壓板覆蓋，在壓板覆蓋時要使用全站儀、水準儀等進行校正和焊接，以確保壓板水平，并保證兩岸邊墻、中墩的每塊壓板對應(yīng)的螺栓個數(shù)控制在5個以內(nèi)，以有效避免壓板上其他螺栓的承載力過重，同時降低施工操作難度，最大限度提高橡膠壩的穩(wěn)定性。對螺栓進行黃油涂抹做好防腐工作的同時保證螺絲擰固緊密，采用加力桿從橡膠壩兩端開始進行擰緊處理，前后需加力三次，保證所有螺母在擰緊一遍之后停放12小時再重復(fù)進行擰緊【5】。完成壩袋錨固螺栓和壓板之后要采用二期混凝土進行澆筑，以確保螺栓的封閉性，并保證混凝土內(nèi)實外光。

5.壩袋充水排水試驗

在完成水利工程橡膠壩施工的基礎(chǔ)操作之后，要做好壩袋的充水和排水試驗檢測，以此保證橡膠壩充水、充氣質(zhì)量。在橡膠壩未投入使用之前，在不擋水的情況對橡膠壩進行排水、充水檢測，當充排水泵站和管路均可正常操作運行時可直接利用泵站進行充排水試驗，并保持充水24小時，采用時段測量的方式來觀察并記錄橡膠壩的水位高度和充氣高度，以做好壩高和壓力測試，明確壩袋充水后的軟體結(jié)構(gòu)與前期設(shè)計相比存在的不同，從而確保壩袋承受的壓力在其可承受范圍內(nèi)，通過情況下壩袋充氣高度在設(shè)計高度的80%左右即為合格【6】。直到試驗結(jié)束時橡膠壩依舊無明顯的滲漏水現(xiàn)象，并且壩袋充脹后的頂面平整，尤其是壩端的褶皺相對較少，外型美觀，且塌落之后與壩床的吻合程度較高，這才能說明橡膠壩存在較強的防水效果，本次橡膠壩施工技術(shù)檢驗合格。

結(jié)論：

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時代背景下，尤其是隨著生態(tài)環(huán)境保護理念的提出，水利工程中的橡膠壩施工技術(shù)憑借自身施工工藝簡單、周期較短以及對周邊生態(tài)環(huán)境影響較小等優(yōu)點而得到了廣泛應(yīng)用。在橡膠壩施工過程中，要重視做好橡膠壩施工的前期準備工作，充分考慮現(xiàn)場的水流情況來強調(diào)壩基礎(chǔ)底板施工、壩袋安裝、壩袋錨固以及壩袋充水排水試驗等相關(guān)施工工藝的開展，重視后期檢查與維護工作的進行，以保證橡膠壩施工質(zhì)量符合水利工程相關(guān)施工標準和要求，從而實現(xiàn)施工材料的最優(yōu)化分配，降低橡膠壩的安全隱患，高效發(fā)揮橡膠壩在水利工程中的功能價值優(yōu)勢，滿足防洪、抗汛、交通運輸?shù)仁褂眯枨蟆?/p>

參考文獻：

[1]毛佳煒.橡膠壩技術(shù)在水利治理工程中的應(yīng)用方法探討[J].地下水，2018，40（06）：209-210+213.

[2]張曙俊.水利工程建設(shè)中橡膠壩施工技術(shù)的有效應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019（13）：172.

[3]王鐵剛.橡膠壩施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].低碳世界，2016（02）：92-93.

[4]李洋.水利工程建設(shè)中橡膠壩施工技術(shù)運用研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（25）：196+234.

[5]崔麗君.橡膠壩工程設(shè)計應(yīng)用[J].電大理工，2020（03）：5-7+11.

[6]謝章勇.橡膠壩技術(shù)在水利工程上的應(yīng)用[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2018（03）：182.