水利工程中橡胶坝施工技术的应用

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水利工程中橡胶坝施工技术的应用

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-20 2257 0


【摘要】橡胶坝是水利工程中的一项重要技术,又被称为橡胶水闸,由于其运用高强度合成纤维,因此承载能力较强。本文首先将介绍橡胶坝的优点,然后结合工程实例详细探究其在水利工程中的应用。通过实例分析,橡胶坝施工技术有利于提高水利工程施工质量,保障坝体的正常运行。

【关键词】橡胶坝;水利工程;应用

1引言

橡胶坝具有结构简单、抗震性能好、施工工期短、运用管理灵活等优点,因此被广泛应用于水利工程施工中,在保障水利水电工程可持续发展,促进国民经济发展方面具有十分重要的作用。

2水利工程中橡胶坝的优点

2.1节省材料且性能良好

在水利工程中使用橡胶坝,有利于大幅度降低钢材、木材以及水泥等的用量。橡胶袋的主要构成材料是橡胶制成品以及合成纤维织物的包柔性结构,可以很好的替代钢材、木材、砖的结构。由于在施工的过程中不需要对启闭机具、中间闸墩以及工作桥安装钢筋砖等水上结构,因此使用橡胶坝能够在很大程度上减少钢材、水泥以及木材的使用量。在整个橡胶坝施工技术中,除了胶布的结构之外,其他的材料全是水和空气构成的,因此可以体现出很好的挡水效果。

2.2造价低结构简单

橡胶坝造价低廉、结构简单,在实际应用中一般不需要在中间设置任何支撑,由于操作系统使用手动闸阀,缺乏相关起臂设备,因此能够在很大程度上节约工程造价。

2.3施工简单操作方便

在橡胶坝的实际施工中,坝袋并不需要自己制作,只需要根据实际需要从工厂统一批发。在具体的安装的过程中,安装速度比较快,一般可以在3~15d之内完工,这样有利于缩短整个工程施工工期。

2.4防洪安全

橡胶坝的实际应用并不会对水利工程实际运行造成不良影响,橡胶坝的坝袋在没有进行工作时一般与底板紧紧贴住,能够有效节省空间。如果需要进行其他操作,也不需要改造原来的工程,而且坝袋的止水作用比较明显,不会出现漏水以及渗水的问题,能够有效保障水利工程的防洪安全。2.5维修工作比较简单橡胶坝安装便捷,结构简单,只具备放水功能和充水功能,通常情况下,这些装置很少发生故障,相关维修工作十分简单和方便,因此橡胶坝被广泛应用于水利工程施工中。

3工程施工案例

3.1工程概况

本文将结合某水利枢纽工程中5跨橡胶坝的施工技术进行详细探究。该工程由发电厂房坝段、泵房坝段、泄洪闸坝段、船闸坝段和主拦河挡水橡胶坝段组成橡胶坝采用了5跨螺栓压板双锚固式,单跨长度85m,高度5.25m,属于较高的橡胶坝;橡胶坝的分隔墩为坡比1:1的斜面式。坝袋采用三布四胶,型号为JBD5.25-300-3。外覆盖胶厚大于2.5mm,内覆盖胶厚度大于2.0mm,夹层厚度胶大于0.5mm,单层帆布强度300kN/m,坝袋总厚度大于12.1mm,坝袋底垫片采用一布二胶,厚度大于2mm。坝袋锚固设计采用双锚线螺栓压板式锚固,螺栓间距20cm,上压板采用Q235铸钢件并作防锈处理。

3.2材料性能

3.2.1橡胶坝袋性能橡胶坝袋性能必须达到设计的抗拉强度和抗撕裂性能、柔曲性、耐疲劳性、耐水浸泡及耐久性,而且胶布和橡胶粘合性能也应该良好。所有的材料在出厂前都必须根据坝袋生产标准、要求和指标进行试验,并且在使用前提供产品合格证和检验报告。

3.2.2螺栓压板式锚固机构性能根据《橡胶坝技术规范》,应通过计算确定螺栓的直径、间距、长度以及压板的厚度断面,螺栓间距以20~30cm为宜,锚固机构由预埋螺栓、下垫板、上压板、垫片、紧固螺帽等组成,应满足的强度、耐久性、锚固力、锈蚀等因索的要求。

3.3安装方案的确定

3.3.1安装前的准备工作

(1)坝面处理:根据工程设计要求,坝袋在放水坍落和冲水两种工况下,与基础地板和边墩接触面范围,浇筑厚15cm的C40二期细石混凝土,而且需要对坝面进行水磨石面式的研磨,确保表面平滑。在安装施工前,还需要对整个基础面进行除尘和清渣。

(2)锚固:常见的锚固结构型式有螺栓压板锚固和楔块挤压锚固,在实际应用中,应该根据工程规模、加工条件、耐久性、施工、维修等条件,综合比较经济性能,合理选用。在本工程中,上游侧和底部进行凿毛处理,对与坝袋接触的锚固基槽一侧,进行二期细石混凝土浇筑、压光、磨光处理。

(3)场地准备:由于坝袋较大,因此需在下游侧,平整或铺垫能够展开整个坝袋的场地,对坝袋安装定位进行调整,确保满足机械起重和运输车辆的卸车条件。

3.3.2合理确定安装顺序因本工程分三期围堰施工,二期围堰内有两跨橡胶坝建筑物设计布置为:橡胶坝右边墩,1#橡胶坝,1#2#坝中隔墩,2#橡胶坝,2#3#坝中隔墩按照工程进展情况,确定首先安装1#坝,然后安装2#坝,这样才能确保符合渡汛要求。为了提高安装速度,提高机械设备利用率,需要采用两跨穿插安装方法,具体的施工工序为:1#坝床处理→1#坝袋进场→安装1#坝袋,同时,2#坝床清理→2#坝袋进场→2#坝袋安装,并减少了材料的二次搬运,尽量减少安装时间,三期围堰里3跨橡胶坝同上。

3.3.3坝袋安装流程螺栓压板式橡胶坝安装可以分为十二个工序流程,如下所示:坝床处理→锚固槽处理→展开底垫片和打孔→安装庄水海绵→水帽和溢流管处理→展开坝袋调整定位→坝袋打孔压平→垫平片安装→安装上压板→紧固螺栓→坝袋冲水试验→浇筑封锚混凝土。

3.4安装工艺控制

3.4.1进场材料检查对进场的橡胶坝袋和相关配件进行质量检查,由厂家出具质量检验报告和合格证明。

3.4.2吊装设备操作要求在坝袋进场时,需要将坝袋由拖车上卸下,然后初步调整到安装位置。在实际施工中,需要结合坝袋长度和重量,在吊装时采用8个吊点,而且还需要安排两辆吊车相互配合,在坝床上下游各布置一台汽车吊,两台吊车分别吊挂坝袋两端4个吊点,两台吊车同时起吊,保证高度和速度的统一,将坝袋由吊车缓慢

长丝土工布的应用领域(1)作挡土墙回填中的加筋,或用于锚固挡土墙的面板。修筑包裹式挡土墙或桥台。(2)加固柔性路面,修补道路上的裂缝,防止路面反射裂缝。(3)增加碎石边坡及加筋土的稳定性,防止水土流失和低温时土体的冻害。(4)路道碴与路基之间的隔离层,或路基与软基之间的隔离层。(5)人工填土、堆石或材料场与地基的隔离层,不同冻土层之间的隔离,反滤和加固作用。(6)储灰坝或尾矿坝的初期上游坝面的滤层,挡土墙回填土中排水系统的滤层。(7)排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层。(8)水利工程中水井、减压井或斜压管的滤层。(9)公路、机场、铁路道渣和人工堆石等与地基之间的土工织物的隔离层。(10)土坝内部垂直或水平排水,埋入土体中消散空隙水压力。(11)土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。(12)排除隧洞周边渗水,减轻衬砌所承受的外水压力及各建筑物周围渗水。(13)人工填土地基运动场地基的排水。(14)公路(包括临时道路)铁路、堤岸、土石坝、机场、运动场等工程中用以加强软弱地基。

吊至坝床上,然后调整坝袋位置,使其垂直于坝轴线放置因坝袋体积和重量较大。当底垫片就位后,可以在坝袋四周锚固线以外进行打孔作业,并且套入卡环和绳索,通过卷扬机、装载机,将坝袋平行于坝轴线方向M型折叠后,并牵拉就位。斜墙段施工时利用卷扬机、手拉葫芦等,通过隔墩上预埋的锚钩使两侧坝袋基本就位,临时固定。

3.4.3螺栓压板锚的安装要求每块压板的长度和重量都应该控制在合理范围内,尤其是两岸边墙、中墩的压板每块压板所对应的螺栓个数一般在5个以内,如果数量较少,则会因个别螺栓的拉断,导致同一压板上的其它螺栓应力过载,最终引发严重的安全事故;如果螺栓较多,则埋设精度要求比较高,安装困难,锚固件预埋位置准确性很难保证,会直接影响橡胶坝袋的安装。通常情况下,可以将预埋螺栓穿入垫板,在背面用薄螺母定位固定,然后在正面使用厚螺母固定拧紧,形成一个完整的整体,最后将其固定在混凝土中的钢筋网上,并且使用全站仪、水准仪进行校正和焊接定位。

3.4.4坝袋打孔安装要求打孔前要检查坝袋舒展状况,确定核实无误后才可以依据技术员划下的记号依次对坝袋打孔。打孔顺序为先下游后上游、最后是隔墩和岸墙,锚固顺序为先中间后两边,随打随套。两侧岸墙拐角处,袋布要折叠、理顺、垫平,不得用剪口补强处理。

3.4.5螺栓紧固要求完成底垫片、坝袋,垫平片的安装并通过验收后,可进行上压板的锚固安装。将上压板按顺序安装,并依次安装垫圈、螺母,螺母旋紧力通过测力扳手严格控制,所有螺母在旋紧一遍后停放12h后,再次旋紧一遍,如此重复3~4遍后,完成对螺母的旋紧。

3.4.6封锚施工要求封锚即是将安装、紧固完毕的坝袋锚固螺栓和压板用二期混凝土浇筑起来,达到封闭和保护螺栓的作用,对封锚混凝土浇筑质量要求内实外光。封锚前将锚固槽内杂物清理干净,确定槽内没有污物和积水。另外,还需要对螺栓进行防腐处理。在螺栓外均匀涂抹黄油,用厚塑料袋将外露的螺栓和螺帽扎好,保障螺牙的完整性。对于坝隔墩斜墙段,可以使用分段浇筑的办法,以2~3m为一层,分层浇筑至顶。要求浇完后封锚混凝土要与原坝底板平滑过渡,待封锚混凝土达到一定强度后,可用手提角磨机对其表面再进行打光处理。

3.5坝袋充水试验

若充排水泵站与各管路均已经满足充排水要求,则可直接利用泵站系统充排水。若充排水泵站设备安装达不到冲排水要求,通常利用坝墩的溢流管作为充水路径。充水完成后,要对坝高进行时段测量,停放时间内无任何异常后将水排掉.试坝工作结束。

4结语

水利工程是我国十分重要的基础建设,目前,在很多水利工程建设中都使用了橡胶坝施工技术。本文基于橡胶坝施工特点和内容,详细阐述了水利工程建设中橡胶坝施工技术的应用,希望促进该项技术的应用,推动水利工程的可持续发展。

参考文献

[1]宋青彦.橡胶坝技术在水利工程上的应用[J].黑龙江科学,2015(03):46.

[2]胡校奎.简析水利工程中橡胶坝的施工技术[J].建筑工程技术与设计,2015(09):54~55.

[3]杨鹏飞.水利工程中橡胶坝施工技术浅谈[J].城市建设理论研究:电子版,2015(04):176~177.

作者:王铁刚 单位:兴益水利水电建筑有限公司


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