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1、中华人民共和国行业标准橡胶坝技术规范SL22798文说1.0.1 橡胶坝是用胶布按要求的尺寸，锚固于底扳上成封闭状，用水（气）充胀形 成的袋式挡水坝。 它是本世纪 50 年代末，随着高分子合成材料工业的发展而出现的 一种新型水工建筑物，其运用条件与水闸相似，用于防洪、灌溉、发电、供水、航 运、挡潮等工程中。橡胶坝工程建设是指橡胶坝工程的规划、设计和施工等内容。由于橡胶坝结构新颖， 使用的材料新， 在其建设和管理中又不同于水闸而自成体系。为使橡胶坝工程建设和管理有章可循，根据橡胶坝的特点、使用条件和技术要求， 总结 30 年来的实践经验，统编成本规范。1.0.2我国已建成的橡胶坝工程中坝高最高为
2、5m单跨长度一般为50100m使用寿命可达20年以上。本规范仅适用于挡水高度5m及其以下的橡胶坝工程。随着合成高分子材料的发展和水利事业建设的需要，当橡胶坝高度大于5m或坝袋结构 型式有改变时，应进行试验研究，专题论证。1.0.3 橡胶坝工程的建设和其它建设项目一样有其特定的工作程序， 如先计划后建 设，先勘察后设计，先设计后施工，先验收后使用等。必须严格按基本设程序办事。据统计近 30 年来已建成的 500 多座橡胶坝工程中， 主要是为农业灌溉服务。 工程等 级多属 4 级或 5 级，故橡胶坝工程级别可参照水闸工程级别划分标准进行划分， 般划分为 4 级或 5 级，重要的橡胶坝工程也可划分为
3、 3级。对于一些投资少规模小 的地方性工程，根据实际情况，建成程序可以简化，但不能省略可行性论证和施工 图设计。1.0.4 与橡胶坝工程建设和管理有关的标准和规范有 防洪标准 (GB50201 94)，水闸设计规范(SD13 84),泵站设计规范(GB/T50265 97)，水闸施 工规范(SL27 91)，水闸技术管理规程，中小型水利水电工程地质勘察规 范，水工混凝土结构设计规范( SL/T191 96)，水利水电工程环境影响评价规范(SDJ302 88)，水利水电工程水文计算规范(SDJ214 83)，水利 建设项目经济评价规范，水利水电工程验收规程，水利水电基本建设工程 单元工程质量等级
4、评定标准等。2 工程规划2.1 基本资料2.1.1 搜集社会、 经济及环境效益等资料有如下两个作用： 为编制设计、 施工概预算提供依据，进行技术经济论证；结合橡胶坝工程服务特点，对工程建成后为 所在地区工农业发展作出评价，如供水、发电、防洪、灌溉、航运、美化环境等。有目的地收集工程所在地区的社会、 经济及环境效益等资料， 主要有如下六个方面：1) 地区经济资料包括：主要工农业产品的产量和产值、成本、供销和调运 费用； 工农业产品和建筑材料等的价格； 国家从有关的工农业产品中征收的税 利，国家在粮食、农用电以及其它有关方面的政策性补贴；地区的国民经济现状 和发展规划、当地群众的经济收人和增长趋势
5、等。2) 工程规划设计指标包括： 概算编制的依据和主要定额指标； 可供水量、 装机容量和年发电量等；与水利经济评价有关的防洪、治涝的保护范围、增加和 改善的灌溉面积、增加和改善的航运里程、增加的水面面积等。3) 水利效益资料包括：防洪、治涝保护区的土地利用情况，交通运输和工 业生产情况，国家、集体和个人的资财，不同典型年洪涝灾害的损失指标，历史洪 涝灾情的调查资料等；灌区的作物组成，灌溉的产量、产值、成本和成本的构成 以及其它技术经济指标； 有关电网的电力、电量、成本和其它经济、财务指标, 有关电站的技术经济指标； 其它为计算城镇供水、 航运、水产等效益所需的经济、财务指标资料。4）年运行费用
6、资料包括：有关部门对燃料动力费、维修费、管理费等的规定；已有工程实际支付的年运行费和盈亏情况；有关税收、折旧等年费用的规 定。5）有关部门关于经济分析和财务分析的规定及参考资料。 对搜集的资料， 应 按照经济评价的要求，系统地进行整理和分析。6） 环境影响评价包括：无本工程的自然景观、人文地理、生态环境状况、 存在的主要问题和发展趋势； 工程兴建后可能引起的环境因素变化等。这不仅避免发生波状2.2 坝址选择2.2.2 坝址宜选在过坝水流流态平顺及河床岸坡稳定的河段， 水跃和折冲水流、防止有害的冲刷和淤积，而且使过坝水流平稳，减轻坝袋振动及 磨损，延长坝袋使用寿命。据调查和实际工程观测在河流弯道
7、附近建橡胶坝，过坝 水流很不平稳，坝袋易发生振动，加剧坝袋磨损，影响坝袋使用寿命。如果在河床、 岸坡不稳定的河段建坝，将增加维护费用。因此，在选择坝址时，必须在坝址上、 下游均有一定长度的平直段。同时，要充分考虑到河床或河岸的变化特点，要估计 建坝后对于原有河道可能产生的影响。2.2.3 橡胶坝的特点之一是跨度大， 一般可不设检修闸门。 坝址选择要考虑建坝后 检修方便。基础底板不宜低于河床，防止在坍坝泄洪时，坝袋被泥沙覆盖，管理维 修困难。因此，在满足泄洪断面的情况下，将基础底板适当抬高是适宜的。坝址宜 选择在水流过坝后有一陡坡段，泥沙容易排泄，以减轻坝袋振动和磨损。2 3 工程规模及枢纽布置
8、2.3.2 橡胶坝整个工程结构是由三部分组成的： 基础土建部分：包括基础底板、 边墩（岸墙）、中墩（多跨式）、上下游翼墙、上下游护坡、上游防渗铺盖或截渗 墙、下游消力池、海漫等； 坝体（即橡胶坝袋）。控制和安全观测系统：包括 充胀和坍落坝体的充排设备、安全及检测装置。在进行橡胶坝总体布置时，除考虑 一般水工建筑物的要求外，还必须考虑橡胶坝本身的特点和使用条件，布置型式有 如下几种：1) 建在溢流堰或溢洪道上的橡胶坝，坝后紧接陡坡段，无下游回流顶托，无 需布置上游的防渗铺盖和下游的消力设备。如建在奥氏溢流堰顶上的橡胶坝，基础 底板可呈曲面，不需改变原溢流堰顶的结构，由于堰顶宽度很窄，故宜采用充气
9、式 橡胶坝。建在溢洪道上的橡胶坝运行情况是最好的。因为在洪水期，大量推移质已 在水库沉积，即使有漂浮物过坝，因有过坝水层和堰顶急流，不容易产生磨损坝袋 现象；枯水期，上下游均无水，有利于对坝袋的全面检修。2) 建在平原河道橡胶坝。平原河道水流比较平稳，河流断面较宽，充分发挥 橡胶坝跨度大、阻力小的优点。建在平原河道的橡胶坝，在运用时要注意过坝水流 与下游水深的关系，认真布置消能设施，防止河床和河岸的冲刷，尽可能避免产生 坝袋振动磨损。北方的一些河床型式，一般都有深水河槽适宜建橡胶坝，因为泄洪 时，坍坝后仍保持原泄洪断面。当河道断面很宽时，为了运用方便则可布置中墩， 使橡胶坝分成几段。橡胶坝的闸
10、墩长度和外形轮廓应使过坝水流平稳，减小侧向收 缩和避免产生旋涡。如果橡胶坝闸墩设计过短，使闸墩两侧形成很大旋涡，闸墩下 游水流相互撞击，回流冲击坝袋，造成坝袋的振动磨损导致破坏。3) 建在山区河道橡胶坝。山区河道的特点是坡陡流急，含大量推移质，水流 过坝容易使坝袋产生振动拍打，造成磨损破裂。布置时要把基础底板适当抬高，改 善上下游水面的衔接，使过坝沙卵石不易随水流卷人坝袋下面。一般在底板与下游河床之间常用1:21:4的陡坡段连接。对建在山区河道上的橡胶坝，不仅设计要精 心，而且要加强对橡胶坝袋振动磨损的观测，及时修补。2.3.3 坝长的确定， 应满足校核流量时上游水位不超过防洪限制水位， 下游
11、单宽泄 流量不超过允许单宽泄流量。如果单宽流量较大时，必须加强下游消能防冲设施。在工程管理运行中摸索单宽流量与坝袋振动的关系。用调节坝高来控制单宽流量， 以避免坝袋振动和下游河床的冲刷。考虑坝袋运输安装、检修方便以及运行管理要求，单跨最大长度在100 m以内为宜。对冰凌等漂浮物较多的河段，单跨在2030m 为宜。多段式橡胶坝，坝长是指所有坝袋长度之和。2.3.4 充坝的水源水量应有保证，且水质好，无污染，少泥沙，必要时可建蓄水池 沉淀泥沙。另外，也可考虑在引水口一侧布置冲沙闸或调节闸控制引水量。2.3.5 橡胶坝是薄壁柔性结构，由于坝袋内压力变化及坝上下游水位变化等原因， 引起坝体变形，坝高也
12、随着发生变化，在不同条件下，坝高概念是不一样的。根据 建坝用途，运行中坝高可以随意调节，以满足需要。设计坝高，是指上游为设计水 位，坝下游水位为零时的坝高。在设计坝高时的坝袋内压为设计内压。确定设计坝 高时应考虑坝袋坍肩和褶皱处溢水的影响。 橡胶坝的泄流量， 按附录 A 的公式计算。2.3.6 坝底板高程与运用要求及坝袋检修有着密切的关系。坝底板高程定得低一 些，可以加大泄流量，但坝袋高度增加，相应坝袋周长加长，坝袋检修条件差。因 此，在不影响泄流情况下，特别是在山区推移质较严重的河道上，底板比河床略高 较为有利，可防止过坝推移质泥沙随水流卷入坝袋底部从而减轻坝袋的磨损，坝底板高程比上游河床地
13、形平均高程适当抬高0.20.4m。底板厚度常采用0.50.8m。底板宽度应满足坝袋坍落线的宽度要求，并于上下游留足安装检修的交通道。底板 顺水流方向设永久缝，缝距根据具体情况确定。沉陷缝应有一定的宽度，以免不均 匀沉陷发生互相挤压。在防渗段的沉陷缝内必须设止水，以保证防渗段的连续性。底板前后两端需设齿墙，齿墙深度一般为052m。2.3.8橡胶坝泄流有三种流态：1)橡胶坝全部坍落，袋面行洪，水流比较平稳，流速与原河床流速相近。2)橡胶坝全部充起，顶部类似实用堰。当坝顶开始溢流时，下游水深很浅甚至无水，水流连接条件不利，随着溢流量的增加，下游水深逐渐提高，形成水跃。水跃有一定程度的淹没，对消能有利
14、；但当坝下游护坦与底板高程齐平时，下游坝脚处易产生局部负压区，使坝袋振动。3) 橡胶坝未充到设计高度，或在坍落过程中，坝型类似于宽顶堰，坝顶溢流时，水流具有两个自由表面的跌差：一个在上游面的顶端，一个在下游面的顶尾。如淹没式宽顶堰，则只有一个自由表面跌差。坝下游连接及消能方式：建在溢洪道上的橡胶坝， 无需另设消能设施。 建在河渠上的橡胶坝， 基本采用底流式水跃消能。消力池与底板之间采用陡坡段连接，坡度为1:31:4。如基坑开挖有困难时，坝下游护坦与底板高程齐平，护坦的设置范围，应根据计算综合分析决定。2.3.11多跨橡胶坝应用中墩分开，距离由单跨长度定。墩厚不小于0. 5m以便 布置超压溢流管
15、； 墩高应大于坝顶溢流时的水头； 墩长大于坝袋工作状态时的长度， 但宜小于底板长度0.51.0m。橡胶坝与其它水工建筑物结合时，中墩长度应与上 游铺盖和下游消力池长度一样。3 工程设计3.1 坝袋3.1.1 橡胶坝按充胀介质可分为充水式、 充气式。 充水橡胶坝在坝顶溢流时袋形比 较稳定，过水均匀，对下游冲刷较小；由于气体具有较大的压缩性，充气橡胶坝在 坝顶溢流时，出现凹口现象，水流集中，对下游河道冲刷较强。在有冰冻的地区， 充气橡胶坝内的介质没有冰冻问题；充水橡胶坝不具备这一优点。充气橡胶坝气密 性要求高；充水橡胶坝这方面的要求相对低些。充气橡胶坝比充水橡胶坝工程投资 低。在选择方案时应根据运
16、用要求和工作条件，考虑上面的优缺点选择适当坝型。3.1.2 橡胶坝经常在宽河道上使用，除经济效益明显，管理方便外，景观优美，壮 观雄伟，也是一大优点。但单个坝袋过长会带来一系列的问题，如加工不便，运输 困难，安装难度大，充坝时间长，不利检修等。因而在宽河道或溢洪道上修建橡胶 坝时，选择过长坝袋要认真论证。在直立岸墙的情况下，宜优先采用坝袋袋壁几乎 不产生纬向应力的堵头式结构。3.1.4 设计内压比a= H0/H，其中HO为坝袋内压水头，Hi为设计坝咼。根据调查，设计充水式橡胶坝采用的内压比最低为 1.25，大多数选取的范围是1.31.6。充气橡胶坝的内压比选取的范围为O.751.10。从运用角
17、度出发，在没 有特别要求时，内压比无须选择太大。从强度角度讲，坝高较小时，强度的选择基 本不受材料限制，内“压比选择幅度很大，为节省坝袋材料，可选取较大值。而高 坝的强度选择受材料限制很大，宜选取较小值。在内压比选择幅度较大时，内压比 的选择应经技术经济比较。3.1.5 坝袋强度设计安全系数为坝袋抗拉强度与坝袋设计计算强度之比。 北京右安 门橡胶坝强度设计安全系数取 40，而且该坝正常运行 22 年后才拆掉，说明安全系数的取值对于右安门橡胶坝是可行的。 但是，右安门橡胶坝能够运行 22 年与它的 良好的工作条件不无关系。如长期低坝过水运行，很少把坝充至设计坝高，坝袋的 受力条件极好。由于坝上长
18、期过水，夏季少受热，对防止热空气老化与防紫外线老 化也很有好处。冬季过水防止了冰冻，冰冻与冰压力对坝袋的影响也不大。总之， 右安门橡胶坝的运用条件对延长坝的使用寿命极为有利。因而，在研究右安门橡胶 坝成功经验的同时，还应考虑其使用条件与一般橡胶坝使用条件的差别，以便坝袋 强度设计安全系数不致定得太低。据调查近年来已修建的橡胶坝强度设计安全系数的选取多大于 6.0 ，只有极个 别的工程因材料强度达不到要求，才不得不把安全系数降到 6.0 以下。因而把强度 设计安全系数的下限定为 6.0 是可行的。充气式橡胶坝国内建的不多，日本是已建充气橡胶坝最多的国家，这里考虑采用日本橡胶坝的坝袋强度设计安全系
19、数，取值应不小于8.0 。0.5 倍选确定坝袋纬向强度设计安全系数的方法是一种经验的和近似的方法。根据试验 结果分析，绪头式坝纬向强度设计安全系数可按径向强度设计安全系数的 取。橡胶坝坝体纵断面采用梯形或矩形布置，在边墙、边坡采用压板锚固时，纬向 强度设计安全系数取用径向强度设计安全系数的 0.8 1 .0 倍。在确定坝袋强度安全15%系数时还应考虑下列因素：坝袋胶布材料加工制成胶布时强度损失一般达 25左右，并且材料强度存在不均匀性；坝袋在使用过程中因老化所造成的强度损 失，以及工程规模和重要性等。3.1.6 由于本条篇幅较长，列人附录B。坝袋实际运行状况有多种，但对设计结果 起控制作用的是
20、坝上游水深等于坝高，坝下游无水的状况。此时，坝袋径向所受拉 力最大，故此种状况作为设计状况。附录 B 只就设计状况列出数解法的计算公式及 计算表。与“橡胶坝技术指南”相比，修正了充气式坝袋设计参数表中部分计算结果。为精确地描述坝袋外形，准确地给出坝袋堵头的轮廓尺寸，附录B给出充水式橡胶 坝与充气式橡胶坝坝面曲线部分的坐标表，设计时可直接使用坐标绘制坝袋外形。使用坐标绘制的坝袋外形可达到准确的效果，而且便于制做放线。3.1.7橡胶坝袋应满足下列构造要求：1)2)坝袋胶布的帆布层数不宜超过三层。3)坝袋胶布各层胶的厚度宜参照表 C.0.2 选取。4)在有推移质的河道上，坝袋宜考虑缓冲垫层设计。在胶
21、布加工条件许可的情况下，应尽量选用布幅较大的帆布。5)坝袋胶布布幅间的搭接强度应大于坝袋纬向设计强度。 搭接方法应与胶布 制做厂家商定， 搭接强度须经试验验证， 并应保证坝袋锚固安装有良好的止水效果。在坝体纵断面为矩形布置，且选用堵头结构时，可选用平搭接或无搭接坝袋。力。6)7)8)充水橡胶坝坝顶须设排气阀。充水橡胶坝应设安全溢流装置。 充气橡胶坝应设压力监测设备监测充气压坝袋与底板的连接可采用双锚线锚固或单锚线锚固， 充水坝宜优先采用双锚线锚固，充气坝宜优先采用单锚线锚固。9)采用双线锚固的橡胶坝应设底垫片， 底垫片应不漏水并具有一定的抗拉强度。坝体纵断面为矩形布置时， 宜优先采用坝袋与岸墙
22、无锚固的堵头式结构。11)坝体纵断面为梯形布置时，两端坝顶以略高于设计坝高为宜，两端坝高可取设计坝高的 1.1-1.2 倍。3.2 锚固结构3.2.1 橡胶坝锚固的作用， 是用锚固构件将坝袋胶布固定在承载底板和端墙 (或边坡)上，形成一个封闭袋囊。因此，锚固是橡胶坝能否稳定起到挡水作用的关键部位，其构件必须满足设计的强度和耐久性，达到牢固可靠和严密不透水(气)的要求。锚固结构型式有以下三类：1) 螺栓压板式锚固的锚固构件由螺栓和压板组成。 按锚紧坝袋的方式可分为穿孔锚固和不穿孔锚固。 穿孔锚固是在锚固部位将坝袋穿孔套进预埋的地脚螺栓，用压板锚紧。穿孔锚固的优点是胶布和锚件所需长度较短，约为不穿
23、孔锚固长度的半。施工安装和拆卸检修方便。缺点是锚固部位要穿孔，在孔的周边要补强，以 防应力集中将坝袋撕裂。另外，穿孔锚固是靠螺栓和钢压板锚紧，其构件在污水河 道中使用，容易锈蚀而失效。不穿孔锚固是将锚固部位的胶布用一根压轴卷起或塞 人锚固槽内，用压板压紧。锚固部位的压轴材料可用圆木或钢管。优点是不需在坝 袋上打孔和补强，锚固长度相对较长，施工安装费工。 按使用的压板材料分为不 锈钢、普通钢、铸铁和钢筋混凝土压板等。 为防止锈蚀，螺栓应用不锈钢材料， 若用普通钢应经过防锈蚀处理，如镀锌等。因细纹螺栓在运用中易于滑扣，应采用 粗纹较好。2) 楔块挤压式锚固。楔块挤压式锚固系由前楔块、后楔块和压轴组
24、成。锚固 槽有靴形和梯形两种，施工时用压轴将坝袋胶布卷塞人槽中，用楔块挤紧。由于锚 固槽内受力比较复杂，坝袋安装时，锚固槽受楔块挤压，这个挤压力很难估算。坝 袋充胀后，锚固槽受到坝袋拉力作用带动前楔块上升，槽前壁受到摩擦力，同时带 动压轴挤压前楔块，其作用结果是挤压后楔块向上位移。总之，楔块挤压式锚固计 算比较复杂，重要工程应由锚固结构试验确定。3) 胶囊充水锚固。 胶囊充水锚固是用胶布做成胶囊， 胶囊内充水或充气将坝 袋挤紧，制造全部工厂化，拆装方便，止水性好。3.2.3 锚固线布置分为单线锚固和双线锚固。 单线锚固只有上游一条锚固线， 锚线 短，锚固件少，但多费坝袋胶布，低坝和充气坝多采用
25、单线锚固。由于单线锚固仅 在上游侧锚固，坝袋可动范围大，对坝袋防振防磨不利，尤其在坝顶溢流时，有可 能在下游坝脚处产生负压，将泥沙吸进坝袋底部，造成坝袋磨损。双线锚固是将胶 布分别锚固于四周，锚线长，锚固件多，安装工作量大相应地处理密封的工作量也 大，但由于其四周锚固，坝袋可动范围小，于坝袋防振防磨有利。另外在上下游锚 固线间可用纯胶片代替坝袋胶布防渗，从而节省胶布约三分之一。在沿海潮区，由于河水位和海水位经常变动，可采用对称双线布置。对有双向 挡水任务的橡胶坝，也宜双线锚固布置。双线布置时，两条锚固线在底板上的距离为设计条件下计算的上下游坝袋贴地 长度，最好锚固在底板的同一高程上。若岸墙为直
26、墙， 则采用堵头式坝袋， 两端锚固线仍布置在底板两端。 若为斜坡， 为改善底板与岸墙转角处坝袋的折皱及应力状态，根据堤防或岸墙断面，多设渐变 爬坡段，使成斜坡连接。斜坡部分的锚固，其锚线最好按坝袋设计充涨断面在斜坡上的空间投影形成的 空间曲线形状布置，但这样坝袋须加工成曲线形，锚固件也应做成曲线形，加工安 装困难，故上游侧多采用相切于坝袋设计外形的折线布置，下游侧成直线布置。上 游锚线在边坡上要延长一段，以便在坝袋充涨时减少纬向应力，经过试验并根据工程实践经验，坝端坝高一般可取1.11.2倍设计坝高。3.2.4 橡胶坝的锚固是保证坝袋安全的重要环节， 对于重要的橡胶坝工程， 应做锚 固结构试验
27、。通过试验对坝袋材料强度、锚固槽及锚固构件的设计、加工以及安装 工艺等进行现场原体试验。试验方法和要求应遵循有关模型试验规程规范的规定。3.3 控制系统3.3.1 橡胶坝充、 坍坝时间的选用应根据工程的具体运用条件确定。 根据国内已建 橡胶坝工程的统计，其充坝时间为 23 小时，坍坝时间为 1 2 小时。另外，对建 在行洪河道或溢洪道上的橡胶坝， 由于有突发洪水的情况出现， 如因排水时间过长， 不能及时坍坝，可能造成洪水漫滩或漫坝，由此带来严重后果，其充、坍坝时间或 运用方式应作专门研究。双锚固坝的坝内亦可设置导水（气）管，用以排除坝内水（气）。3.3.2 坝袋的充排方式有两种，即动力式、混合
28、式。所谓动力式，即坝袋的充、坍 完全利用水泵或空压机进行； 混合式即坝袋的充、 坍部分利用水泵或空压机来完成， 部分利用现有工程条件自充或自排。充排方式的选择应根据工程的现场条件和使用要求等经技术经济比较后选定， 一般采用动力式。有条件的地方，当充水量不大时也可以利用自来水充坝；对建于 水库溢洪道上或下游水位不影响自流坍坝的橡胶坝工程，亦可采用自流坍坝。3.3.4 充排系统的设计主要包括动力设备的选型、管道计算。1）水泵选型水泵的选型应根据坝的规模、充（坍）坝时间及拟定的系统计算水泵的流量及 扬程。Q= V/nt水泵的流量按下式计算：3.3.4-1 )式中 Q计算的水泵所需最小流量，m/h ；
29、V坝袋充水容积，m;n 水泵台数；t 充坝或坍坝所要求的最短时间，h。水泵的扬程应根据管道的布置分别计算充坝或坍坝时所需的水压力：HB=( = 2)+H3.3.4-2 )式中 Hb水泵所需的扬程，m 1水泵出水管管口高程 ,m； 2水泵吸水管最低水位 ,m； H水泵吸水管和压力管水头损失总和，m当出水管直接向坝袋充水时，则3.3.4-3 ) 1 =a H + 3式中 a坝袋内压比;Hi坝高，m 3坝底板高程，根据计算的出口流量和扬程，参照水泵的样本选用合适的水泵。2）空压机选型应根据坝袋的容积、设计内压比及充坝时间计算确定空压机的额定生产率。空 压机的工作压力根据橡胶坝的额定充气压力确定，工作
30、压力应大于额定充气压力。根据空压机的额定生产率、额定充气压力参照空压机的样本选用合适的空压机。3）管道选择管道的直径按下式计算:(334-4)式中 Q管段内最大计算流量,m/s ；v管道采用的计算流速,S。管道中的流速按下述原则选取:水泵吸水管中的流速在1.22m/s中选取；压水管中的流速在25m/s中选取；气体流速在1020m/s中选取。3.4安全与观测设备3.4.1安全设备设置1)管（孔）为防止坝袋超压，充水橡胶坝应在一岸或两岸边墙或中墩上设置安全溢流 ，其管出口位置须与坝袋设计内压水头齐平，管径不得小于坝袋充水管管 径。溢流管的出口形式有直筒式和弯曲式，为防止洪水倒灌，可设阀门控制。对堵
31、 头式充水橡胶坝，在坝袋的两端顶部装设排气帽。2）对建在山区河道或水库溢洪道上有突发洪水出现的充水橡胶坝以及重要的 橡胶坝，若不能及时坍坝，将可能出现坝袋超压破裂或库区淹没的问题，故提出采 用自动坍坝装置如虹吸管。 该装置国外使用较多，我国的广东也使用过，效果较好。3) 充气橡胶坝必须设置安全排气阀， 以防坝袋超压破坏， 有条件时还可以设 置水封管或 U 型管。3.4.2 观测装置设置1) 为准确掌握橡胶坝上、 下游水位及坝袋内压情况， 以便为控制运用及管理 提供准确的依据，有条件时，宜设置上、下游水位及坝袋内压观测装置。2) 上、下游水位观测简单的方法是采用水位标尺， 也可采用连通管接至控制
32、 室从玻璃管或塑料管读取，随着我国水利事业管理水平的提高，我国的一些橡胶坝 工程已开始采用计算机自控系统，此时水位监测应采用自动水位传感器。3) 坝袋内压观测， 充水橡胶坝一般采用连接管接至控制室从玻璃管或塑料管 读取，充气橡胶坝可直接利用压力表读取，当采用计算机自控系统时，应采用压力 传感器。3.5 土建工程3.5.2 橡胶坝的土建工程设计与水闸基本相同， 应根据坝的设计条件、 水工布置分 别验算建筑物的强度及防渗、抗滑稳定。3.5.33.5.4作用在橡胶坝上的各种荷载可参照水闸设计规范进行计算。橡胶坝底板 (包括边坡底板) 是橡胶坝工程的关键部位， 设计中可按如下步骤进行。1)底板顺水流方
34、板的平均基底压力、 最大压力和最小压力可分别参照水闸设计规范进行计算。4）岸墙（中墩）是橡胶坝在左、右岸进行锚固和充胀坝袋成密封状的重要部 分。岸墙（中墩）的设计高度应首先满足坝袋锚固布置的要求，同时高于坝顶溢流 时最大溢流水位。岸墙（中墩）有斜坡式和直墙式，在天然河渠中建橡胶坝，为保 持原有过水断面， 通常用斜坡式， 边坡一般在 1 ： 2 以上，以减小坡脚处坝袋的折皱； 在已建水库溢洪道上或无行洪要求的河、 渠上建橡胶坝可采用直墙式。 岸墙（中墩） 的计算与底板基本相同，各种情况下的平均基底压力应不大于地基容许承载力；基 底压力的最大值与最小值之比以及抗滑安全系数都不小于规定的容许值。3.
35、5.5 橡胶坝因对基础承载力的要求不高， 一般土基已能满足要求， 当出现淤泥质 土基时，一般采用换土垫层法进行基础处理较为经济，施工也较方便。换土垫层厚一般采用 1.52.0m。3.5.6 为保证上、下游边坡不受水流冲刷， 需要进行护坡。 当橡胶坝的断面为梯形 时，上、下游边坡应与坝身段一致；当橡胶坝的断面为矩形时，坡比应根据河岸土 质情况计算确定。边坡一般采用浆砌或干砌块石护砌，护砌高度应与可能达到的高水位加上风浪爬高，护砌长度一般超过防冲槽2.0m 左右。3.5.7 橡胶坝的消能防冲设计应综合考虑消能防冲及坝袋振动、 磨损等因素。 一般 分以下几个步骤进行。1) 水流衔接状态的判断。 坍坝
36、时应根据溢流水深、 流量、水位差、 下游水深、 流速等因素，计算收缩断面水深 he的共轭水深hc,将其与下游水深ht进行比较。当ht > hc时，产生淹没水跃，无须设消力地；当 ht = h c时，产生临界水跃；当ht< h e时，产生远驱式水跃，须设消力池。根据橡胶坝运行时的外形变化、水流衔接状态，经与同类水闸消能防冲计算比 较，在泄量相同的条件下，橡胶坝一般可不设消力池，可在同一高程采用底板和护坦的消能形式。为着检修安装的方便，习惯上将底板抬高0. 3m左右，在底板与护 坦间采用1:21:4斜坡连接，以便砂石等顺利排到下游， 这种布置型式有利于减小 坝袋振动及磨损，较多使用。当
37、下游水深 ht小于共轭水深he时，应设消力地。2) 消能防冲设施。消能防冲设计包括护坦(消力池)、海漫。护坦、海漫的 计算可参照水闸设计规范进行。护坦一般采用混凝土结构，其厚度一般为0.30.5m。海漫一般采用浆砌石、 干砌石或铅丝石笼，其厚度一般为 0.3 0.5m。3) 铺盖。铺盖的作用一方面是增加防渗长度，减小底板扬压力，同时也可以 防止上游河底冲刷。铺盖常采用混凝土或粘土结构，铺盖的长度应满足防渗长度要 求，铺盖的厚度视不同材料而定，一般混凝土铺盖厚0.3m,粘土铺盖厚不小于0.5m。4) 排水设施。 减少底板扬压力的另一种措施是设置排水， 由防渗设计综合考 虑后确定排水的位置。排水的
38、起始点便是防渗段的终点。排水设施一般用直径12cm的卵石、砾石、碎石等做成，平铺在地基上，厚度 0.20.6m。排水设施和地基土壤接触处容易发生破坏，应予注意。铺盖下设的反滤层其要求和设计计算应按照碾压式土石坝设计规范规定执 行。3.5.8 充气橡胶坝在坍坝时， 在坝顶局部有凹口现象产生， 在此处产生的单宽流量， 远大于按充水坝坍坝，坝体均匀下降时计算的单宽流量，且发生凹口现象的位置并 不固定，设计时应予以考虑。对于重要的橡胶坝工程，宜通过模型试验确定凹口发生的条件、位置，据以确 定消能防冲措施。3511 采用堵头式锚固的橡胶坝，充坝时在坝袋和边墙（中墩）结合部位出现坍 肩现象，引起局部溢流，
39、影响橡胶坝的正常运行。在工程上常采取将边墙（中墩） 与坝袋接触部位的混凝土做得尽量光滑、 端部底板局部抬高等办法来消除坍肩影响。4 施工安装4.1 般规定4.1.24.1.3橡胶坝工程的施工包括：坝袋的制造（在工厂进行）安装和土建两 部分。在制定施工计划时，应注重以下几点：1）施工围堰及导流措施。 坝址上游如有支汊或与之相连接的湖泊、 河网可以 调节水流，应进行比较，能利用的则加以利用，作为施工导流措施。上下游横向围堰宜与水流方向垂直，纵向围堰应与水流方向平行布置。围堰及 导流渠施工应满足过流、抗滑稳定与防渗要求。迎水坡面还应考虑风浪、冰凌的壅 高及设防措施。施工围堰的内坡脚线与基坑边线应留有
40、适当距离，以便于施工操作、排水、防 渗和抢险。2） 施工道路按临时或永久性考虑，视需要而定。3）各种建筑材料、 机械设备的安放地点， 钢材、木材仓库及预制构件的场地， 交通、水、电线路以及开挖基坑土方的堆放位置等，都要统一安排场地，专人负责， 做到既能加快施工进度，又能节省劳动量和有利于施工安全。4.1.6 为确保橡胶坝工程施工质量， 施工单位应建立质量保证体系， 建设单位应建 立质量检查体系。两者各司其职，不能互相代替。质量控制应根据国家和部颁发的有关标准及工程设计的施工图和技术要求，以 及施工规定等进行。施工过程中的质量问题及其处埋经过和遗留问题，施工人员必须如实记录；对 重大质量事故的处
41、理，施工单位应会同建设、设计、质检部门查清原因，提出补救 措施，及时处理，并应提出专门的书面报告。建议采用照相进行施工质量管理。自工程开始前至各施工阶段，对工程施工现 场照相留作记录，这可以作为隐蔽工程施工情况确认和检查资料，不在现场时也可 通过照片确认施工质量，同时亦可作为其它橡胶坝工程施工的示范。照片记录宜做到以下几点： 用照相确认每一有关临时工种的施工质量； 如 遇事故时应将情况照下来； 把质量管理（地基处理、混凝土强度、锚固结构、坝袋安装、控制与安全系统安装等）的实况照下来；坝袋制作、尺寸、强度的管理 情况； 隐蔽工程要注意照相； 应能确认照相部位和尺寸； 照相部位须注明以下几点：工种
42、及名称、测定点、设计尺寸、实测尺寸；照片应按施工日期、工种、 施工顺序进行整理后贴在相册上； 中间检查和竣工检查时应将相册作为确认施工 质量的资料。4.2 土建工程施工4.2.1 土建工程施工应注意以下几点：1）基坑开挖宜在准备工作就绪后进行，开挖至离设计高程还有200300mm 时，应用人工开挖平整至设计高程，然后浇筑混凝土。在开挖过程中，对于降雨积 水或地下水渗漏，必须及时抽干，不得长期积水；若地基不满足设计要求，要开挖 进行处理，并防止产生局部沉陷，影响工程质量和安全。侧墙开挖要严防塌方，以 免影响工期。2) 泵房施工及设备安装宜参照 泵站施工规范 要求进行， 并注意防渗要求， 使橡胶坝
43、能正常运行操作。3) 土建项目的施工技术要求， 可参照水利水电基本建设工程单元工程质量 等级评定标推 ( 一) 、( 七) 中有关规定执行，施工方法可参照水闸施工规范中 有关要求进行。4.2.2 橡胶坝基础底板的施工要求与水闸相同， 但对特殊部位有其独特的要求。 坝 袋起落时与混凝士表面接触处要求光滑，以减少由于水流脉动、波浪冲击的影响而 使坝袋产生振动磨损。 同寸，由于锚固槽处局部有凹凸， 与坝袋接触处应认真检查， 有棱角的去掉磨滑。4.2.3 锚固施工中应注意如下两点：1) 螺栓压板锚固的施工。在预埋螺栓寸，可采用活动木夹板固定螺栓位置， 用经纬仪测量，螺栓中心线要求成一直线。用水准仪测定
44、螺栓高度，无误差后用木 支撑将活动木夹板固定于槽内，再用一根钢筋将所有的钢筋和两侧预埋件焊接在一 起，使螺栓首先牢固不动， 然后才可向槽内浇筑混凝土。 混凝土浇筑一般分为两期， 一期混凝土浇筑至距锚固槽底 100mm寸，应测量螺栓中心位置高程和间距，发现误 差及时纠正。二期混凝土浇筑后，在混凝土初凝前再次进行校核工作。压板除按设 计尺寸制造外，还要制备少量尺寸不规格的压板，以适用于拐角等特殊部位。2) 楔块锚固和胶囊充水锚固。 必须在基础底板上设置锚固槽， 槽的尺寸允许 偏差为士 5mm槽口线和槽底线一定要直，槽壁要求光滑平整无凸凹现象。为了便 于掌握上述标准，可采用二期混凝土施工。二期混凝土
45、预留的范围可宽一些。浇筑混凝土楔块，要严格控制尺寸，楔块与后楔块的斜面必须吻合，4.3控制、安全和观测系统施工允许偏差为± 2mm特别应保证所有直立面垂直；前 其斜坡角度一般取750左右。4.3.1 控制系统由水泵（鼓风机或空压机）、机电设备、传感器、管造和阀门等组 成。这个系统的施工安装要求较高，任何部位漏水（气）都会影响坝袋的使用，在 安装中应注意下列事项：1）所有闸阀在安装前，都要做压力试验，不漏水（气）才能安装使用。所有 仪表在安装前应经调校。2）充水式橡胶坝的管道大部分用钢管， 其弯头、 三通和闸阀的连接处均用法 兰、橡胶圈止水连接，尽可能用厂家产品。管道在底板分缝处，应加
46、橡胶伸缩节与 固定法兰连接。3）充气式橡胶坝的管道均采用无缝钢管， 为节省管道， 进气和排气管路可采 用一条主供、排气管。管与管之间尽可能用法兰连接，坝袋内支管与坝袋内总管连 接采用三通或弯头。排气管道上设置安全阀，当主供气管内压力超过设计压力时开 始动作，以防坝袋超压破坏。另外要在管道上设置压力表，以监测坝袋内压力，总 管与支管均设阀门控制。4.3.2 安全装置施工与安装必须符合设计（精度）要求，确保施工安装质量，运用 灵活可靠。1）安全系统由超压溢流孔、安全阀、压力表、排气孔等组成，该系统的施工 要求独立埋管引水，取水点尽量离上下游远点。要求严密，不得有漏水（气）现象。2）密封性高的设备都
47、要在安装前进行调试，符合设计要求方能安装使用。3）安全装置应设置在控制室内或控制室旁，以利随时控制。4）超压管的设置， 其超压排水 （气）能力应大于或等于进坝的供水 （气）量。4.3.3观测系统由压力表。 内压检测、 上下游水位观测装置等组成， 其设计和施工应注意以下几点：1） 施工安装时一定要掌握仪器精度，要保证其灵活性、可靠性和安全性。2） 坝袋内压的观测要求独立管理，直接从坝内引管观测，上、下游水位观测3) 坝袋的经纬向拉力观测，要求厂家提供坝袋胶布的伸长率曲线。4.4 坝袋安装4.4.2 橡胶坝工程的损坏大都是由于坝袋质量问题而引起的， 坝袋质量已成为橡胶 坝工程推广应用的制约因素。现
48、橡胶坝袋还无国家或行业的产品标准，各坝袋生产 厂家根据各自的企业标推生产。为严格保证坝袋制作质量，坝袋出厂时必须附有经 过国家计量认证的权威检测机构出具的具有法律效力的坝袋产品检验报告。4.4.3 坝袋安装顺序和锚固施工步骤1) 底垫片就位(指双锚线型坝袋)：对准底板上的中心线和锚固线的位置， 将底垫片临时固定于底板锚固槽内和岸墙上， 按设计位置开挖进出水口和安装水帽， 孔口垫片的四周作补强处理，补强范围为孔径的 3 倍以上；为避免止水胶片在安装 过程中移动，最好将止水胶片粘贴在底垫片上。2) 坝袋就位：底垫片就位后，将坝袋胶布平铺在底垫片上，先对齐下游端相 应的锚固线和中心线，再使其与上游端
49、锚固线和中心线对齐吻合。3) 双锚线锚固型坝袋安装：按先下游，后上游，最后岸墙的顺序进行。先从 下游底板中心线开始， 向左右两侧同时安装， 下游锚固好后， 将坝袋胶布翻向下游， 安装导水胶管，然后再将胶布翻向上游，对准上游锚固中心线，从底板中心线开始 向左右两侧同时安装。 锚固两侧边墙时， 须将坝袋布挂起撑平， 从下部向上部锚固。4) 单锚线锚固型坝袋的安装： 单线锚固只有上游一条锚固线， 锚固时从底板 中心线开始，向两侧同时安装。先安装底层，装设水帽及导水胶管，放置止水胶， 再安装面层胶布。5) 堵头式橡胶坝袋的安装：先将两侧堵头裙脚锚固好；从底板中线开始，向 两侧连续安装锚固。为了避免误差
50、集中在一个小段上，坝袋产生褶皱，不论采用何 种方法锚固，锚固时必须严格控制误差的平均分配。6) 螺栓压板锚固施工步骤：压板要首尾对齐，不平整时要用橡胶片垫平；上 螺帽时，要进行多次拧紧，坝袋充水试验后，再次拧紧螺帽；上螺帽时宜用扭力扳 手，按设定的扭力矩逐个螺栓进行拧紧；卷人的压轴(木芯或钢管)的对接缝应与 压板接缝处错开，以免出现软缝，造成局部漏水。7) 混凝土楔块锚固施工步骤： 将坝袋胶布与底垫片卷入木芯， 推至锚固槽的 半圆形小槽内；逐个放入前楔块，一个前楔块在两头处打入木楔块，在前楔块中间 放入后楔块，用大铁锤边打木楔块，边打后楔块，反复敲打使后楔块达到设计深度 并挤紧时，才将木楔块橇
51、起换上另两块后楔块，如此反复进行；当锚固到岸墙与底板转角处，应以锚固槽底高程为控制点，坝袋胶布可在此处放宽300mn左右，这样 坝袋胶布就可以满足槽底最大弧度要求。8) 胶囊充水锚固：将底垫片、海绵止水胶条和坝袋胶布放入锚固槽后，随之 将胶囊置于坝袋胶布之间，整理平顺后即向胶囊内充水，边充水边用钝头棍振捣胶 囊，使坝袋胶布与锚固槽壁紧贴密实，待胶囊水压达到设计压力时，即可向坝袋内 充水，进行试验。5 运行管理5.1 一般规定5.1.1 橡胶坝在运行过程中， 由于在日晒、 水浸的环境中使用， 受到复杂的自然条 件影响， 在各种外力作用和人为因素的影响下， 其状态随时都在变化， 如机械磨损、 老化
52、变质等。在管理运行中如不及时养护修理，则缺陷必将逐步发展，影响橡胶坝 的安全，严重的甚至会导致工程失事。实践证明，有的橡胶坝工程，虽然原来有些 缺陷，但由于认真管理，采取了积极的养护修理措施，而保证了工程的正常运用。相反，一个较好的橡胶坝工程，由于管理不善或无人管理，工程出现了缺陷，没有 及时地发现或者没有采取必要的修补措施，造成坝袋撕裂，失去了橡胶坝的挡水作 用。可见橡胶坝能否充分发挥效益，除了有合理地规划、设计、施工以及高质量的 坝袋外，加强对工程的管理和维护是十分重要的，而建立管理机构又是搞好运用管 理的基础和保证。又由于橡胶坝本身的特点是需要经常养护维修，为确保工程的正 常运行，要求工
53、程竣工后，必须建立管理机构。5.1.2 橡胶坝工程管理单位应结合工程具体情况， 制定或修订切实可行的管理办法 和相应的制度，报上级主管部门批准后执行。以后还应根据工程运用情况，适时进 行修订，审批程序同上。管理制度一般包括：计划、技术、经营管理制度；水质、水情监测制度；汛期 水情联系和预报制度；坝袋检查和各项观测制度；安全生产和安全保卫制度；请示 报告和工作总结制度；财务、器材管理制度；事故处理报告制度；考核和奖惩制度 等。5.1.3 为对橡胶坝工程进行科学管理， 正确运用，充分发挥工程效益， 必须做到责、 权、利相结合，调动管理人员的积极性和建立岗位责任制。在管好用好工程的前提 下，开展综合
54、经营，积累资料，总结经验，不断提高管理工作水平。橡胶坝管理工 作主要内容：l)橡胶坝管理人员要从技术上保障工程安全， 应该熟悉本工程各部结构、 设施工情况及工程中存在问题，并掌握控制运用、检查观测和养护修理等各项业务。2)贯彻执行上级主管部门的指示，做好工程控制运用。3)4)掌握气象、水情，做好防洪、防凌工作。对工程进行检查观测， 做好详细记录， 经常进行养护修理， 消除工程缺陷，维护工程完整，确保工程安全。5)掌握坝袋修理技术， 备有一般的修补材料及修补工具， 进行日常的局部修补。6)做好安全保卫工作，并向群众做好保护橡胶坝的宣传工作。7)利用水土资源，开展综合经营。8)建立日常的管理登记制
55、度和技术档案。5.1.4根据中华人民共和国河道管理条例 ，橡胶坝工程具体管理范围和安全区 域由县级以上人民政府划定。应在橡胶坝工程周围划定必要的工程管理范围和安全 区域，树立标志，其所有权归管理单位。建议管理区最小范围一般为：上游距坝轴 线不得小于100m下游不得小于50m坝的两端岸上范围应根据工程具体情况确定。严禁在距坝址500m范围内爆破采石。5.2 检查观测5.2.2 橡胶坝的经常检查是用眼看、 耳听、手摸等方法对工程及设备分部位地进行 巡查和巡视。由于简单易行，既全面又及时，一些事故苗头或工程隐患常常通过经 常性检查被发现，得到及时处埋，故必须引起足够重视，经常认真地进行检查。当 橡胶
56、坝遭遇到特大洪水、暴雨、暴风、强烈地震和重大工程事故等特殊情况时，很 容易使工程受损甚至破坏，严重影响工程安全运行，故必须进行特别检查。经常检查和定期检查应包括以下内容：l ) 管理范围内有无违章建筑和危害工程安全的活动，环境应保持整洁美观。2) 坝袋：应检查坝袋袋壁有无被漂浮物或人为的刺伤刮破， 坝袋袋壁的磨损 情况，有无机械损伤，坝袋下游表面有无磨损，橡胶袋布有无起泡、膨胀、脱层、 龟裂、粉化和生物至蛀蚀等现象，帆布层是否发生永久变形、脆化、霉烂等现象， 坝袋里面胶层有无磨损、脱层等现象。3) 锚固件：应检查锚固件有无松动，金属件有无变形锈蚀，混凝土楔块或木 楔块有无翘曲、劈裂以及生物化学浸蚀等。4) 充排设备：应检查动力设备运转是否正常，管路有无堵塞和漏水(气)现 象，各阀门是否灵活，电气设备是否安全可靠，充排设备线路是否正常，接头是否 牢固，安全保护装置是否动作准确可靠，指示仪表是否指示正确、接地可靠，管道、 闸阀等易锈蚀件是否锈蚀。5) 安全装置： 侧墙上的排气孔或坝袋上的排气阀是否完好畅通， 安全溢流孔有无损坏。6)充排水口和安全溢流孔是否淤积堵塞。7)充坝前和坝袋挡水运用时，坝袋前面有无漂浮物。8)9)坝袋
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