摘要：浙江省橡膠壩主要應(yīng)用干水庫(kù)溢洪道、天然河道、人工渠道、城區(qū)人工湖及河道入海口處．通過對(duì)橡膠壩的分類簡(jiǎn)介，本身的特點(diǎn)及工程的發(fā)展的幾個(gè)特點(diǎn)對(duì)橡膠壩進(jìn)行了深入的思考，以此為基礎(chǔ)闡述橡膠棒對(duì)環(huán)境優(yōu)化的影響因素，為橡膠壩的發(fā)展做一定的理論基礎(chǔ)。
　　關(guān)鍵詞：橡膠壩；環(huán)境優(yōu)化；運(yùn)行管理
　　
　　一、橡膠壩分類及特點(diǎn)
　　橡膠壩，又稱橡膠水閘，屬薄壁柔性結(jié)構(gòu)，是用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷橡膠作保護(hù)層，加工成膠布，再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過充排管路用水（氣）將其充脹形成的袋式擋水壩。
　　1、橡膠壩的分類：
　　橡膠壩根據(jù)填充介質(zhì)不同分為充水式和充氣式兩種。兩者各有優(yōu)劣：充氣式橡膠壩的高度與周長(zhǎng)之比比充水式橡膠壩高得多,使得加大相同庫(kù)容所需薄膜面積顯著減少，即擋水高度一定時(shí)，充氣式橡膠壩造價(jià)較低；但是，充水式橡膠壩在各種水文條件下綜合運(yùn)用更穩(wěn)定；另外，充水式橡膠壩的充排時(shí)間要長(zhǎng)于充氣式橡膠壩。在選擇橡膠壩壩型的時(shí)候需綜合考慮各方面條件再做決定。
　　2、橡膠壩的特點(diǎn)：
　　橡膠壩運(yùn)用條件與水閘相似，與常規(guī)閘壩相比有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　2.1造價(jià)低。可減少投資30％～70％，可節(jié)省鋼材30％～50％，水泥50％左右，木材60％以上。
　　2.2施工期短。壩袋只需3天～15天即可安裝完畢，多數(shù)橡膠壩工程當(dāng)年施工當(dāng)年受益。
　　2.3壩體為柔性軟殼結(jié)構(gòu)，能抵抗地震、波浪等沖擊，且止水效果好，跨度大，汛期不阻水，可用于城區(qū)園林美化。
　　2.4維修少，管理方便。橡膠壩袋的使用壽命一般為15～25年。
　　二、橡膠壩運(yùn)行中的常見問題及維護(hù)措施
　　1、閘閥銹蝕嚴(yán)重
　　產(chǎn)生的原因：金屬遇河水或海水，產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)。
　　維護(hù)措施：針對(duì)此常見的問題，進(jìn)行每月一次的定期保養(yǎng)、充塌壩試驗(yàn)和汛前洗井。定期保養(yǎng)內(nèi)容包括抽掉排水閘閥井內(nèi)積水，保持井內(nèi)干燥，排水閘閥及其它機(jī)電設(shè)備用柴油清洗后涂抹黃油保護(hù)。
　　2、供排水管道出口易淤死
　　產(chǎn)生的原因：河道內(nèi)水流的沖刷，使沖刷物淤積于排水管口。
　　維護(hù)措施：定期進(jìn)行充塌壩試驗(yàn)或人工清理排水管道口有利于供水泵、供水管道及排水管道等暢通。
　　3、壩的損壞
　　3.1人為破壞造成的損壞
　　產(chǎn)生的原因：橡膠壩容易受到尖利和有尖角物體的損壞，因管理防護(hù)不到位，使非工作人員接近壩體，造成惡意的破壞。
　　3.2洪水和潮水夾帶的殘骸造成的損壞
　　產(chǎn)生的原因：由于洪水和潮水中夾帶有各種殘骸，如民用垃圾、建筑材料等尖利物在溢流或塌壩后過流時(shí)造成損傷。
　　3.3塌壩造成的損壞
　　產(chǎn)生的原因：塌壩期間，橡膠壩體可能會(huì)由于聚集于壩袋上下游面處、壩端頭的尖利物體所刺破。
　　3.4磨損造成的損傷
　　產(chǎn)生的原因：壩體的振動(dòng)、壩與河床以及與兩岸的摩擦，以及漂浮的各種垃圾、塌壩過流時(shí)的夾帶物等都可能導(dǎo)致壩的摩損。
　　3.5火造成的損壞
　　產(chǎn)生的原因：人為因素是直接原因。
　　4、壩體漏損
　　產(chǎn)生的原因：無(wú)論壩安裝的有多么好，仍將滲漏掉一些氣體或水。這是因?yàn)闅怏w分子或水分子可通過橡膠膜而逸出。這種損失幾乎是感覺不到的。再者：交聯(lián)、刺傷、管道聯(lián)結(jié)缺陷以及緊固系統(tǒng)不嚴(yán)也可能引起損失。施工質(zhì)量和其它因素的影響所導(dǎo)致漏損。
　　5、易老化
　　產(chǎn)生的原因：根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)和工程實(shí)踐，初步判定橡膠壩的使用壽命一般為15～25年。由于氧和臭氧引起斷鏈和(或)聚合物的交聯(lián)，這將對(duì)合成橡膠起到破壞作用并改變其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。隨著天然橡膠的老化，斷鏈的作用會(huì)導(dǎo)致橡膠軟化并粘著。大多數(shù)其他合成橡膠由于交聯(lián)作用而變脆、變硬，而且，受熱、紫外線以及諸如銅、鈷和錳這些金屬均會(huì)加速橡膠的氧化，應(yīng)力也會(huì)加速橡膠壩的氧化。
　　6、塌壩后壩體上的碎石或淤泥堆積
　　產(chǎn)生的原因：在放氣期間，淤泥或碎石有時(shí)堆積在放氣后的壩體上。
　　7、在寒冷地區(qū)修建橡膠壩，應(yīng)注意防凍害問題。
　　在冰凍期，橡膠壩應(yīng)保持一定的自然坍落狀態(tài)，入冬前放空壩袋內(nèi)及管內(nèi)積水；冬季可利用凍冰層或積雪覆蓋層保護(hù)壩袋越冬。壩袋凍在冰層下，或覆蓋積雪0.3～0.5m厚，對(duì)保護(hù)橡膠壩是有利的，因?yàn)橄鹉z壩的材料可在-38～450C不脆化。冬季運(yùn)用擋水的橡膠壩，冰凍期可采取壩前破冰的辦法，在壩袋前開鑿一條小槽，防止冰凍壓力對(duì)壩體的作用。
　　三、橡膠壩防振防磨措施
　　橡膠壩的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)表明,導(dǎo)致橡膠壩出事,除人為因素外,主要是壩袋振動(dòng)引起的壩袋撕裂和磨損,因此,有必要對(duì)壩袋振動(dòng)問題進(jìn)行研究并予以解決。
　　橡膠壩運(yùn)行管理方面減振措施
　　壩袋減振管理措施橡膠壩工程能否充分發(fā)揮效益,運(yùn)行管理是關(guān)鍵。除橡膠壩設(shè)計(jì)施工方面減振措施外,工程運(yùn)行管理方面的減振措施包括:
　　控制壩頂溢流量,使壩頂溢流水深控制在設(shè)計(jì)內(nèi)壓要求范圍內(nèi)(即以不超出設(shè)計(jì)內(nèi)壓比為控制條件),超過時(shí)及時(shí)塌壩泄洪。
　　調(diào)整下游水位,應(yīng)盡可能提高到1/2壩高以上運(yùn)行,這樣振動(dòng)危害性小。
　　遇到大風(fēng)浪作用于壩袋時(shí),可適當(dāng)調(diào)節(jié)降低壩高,減少壩前風(fēng)浪吹程,達(dá)到減少浪高和浪壓力目的。
　　改變壩袋內(nèi)的內(nèi)水壓力,改變壩體自振頻率,使其避開水流脈動(dòng)的主頻率,防止壩袋共振現(xiàn)象的發(fā)生。
　　加強(qiáng)運(yùn)行觀測(cè)。積累橡膠壩壩袋振動(dòng)管理運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),總結(jié)控制壩袋振動(dòng)的成功經(jīng)驗(yàn),避免人為造成的加大壩袋振動(dòng)。
　　四、橡膠壩對(duì)環(huán)境發(fā)展有何貢獻(xiàn)
　　1、從橡膠壩的發(fā)展趨勢(shì)來看,可以說形勢(shì)大好。其主要原因有三個(gè),一是橡膠壩的制造和施工安裝技術(shù)比較成熟;二是橡膠壩的適應(yīng)性強(qiáng)且使用范圍廣;三是技術(shù)信息交流通暢。這三個(gè)條件對(duì)橡膠壩的發(fā)展是至關(guān)重要的。
　　2、橡膠壩的制造技術(shù)主要體現(xiàn)在橡膠壩袋的制造和加工工藝以及錨固系統(tǒng)上。我國(guó)在20世紀(jì)90年代以前織出的錦綸絲帆布抗拉強(qiáng)度一般都在300KN/m以下,修建6.0m高的橡膠壩壩袋的帆布層數(shù)為5層,這在壩袋制造上是很困難的。1999年國(guó)內(nèi)成功地研制出抗拉強(qiáng)度500KN/m的帆布,這樣,6.0m高的橡膠壩壩袋的帆布層數(shù)變?yōu)?層,這在壩袋制造上是完全可以實(shí)現(xiàn)的。2002年國(guó)內(nèi)又開發(fā)研制成功鋼絲骨架橡膠壩,單根鋼絲的抗拉強(qiáng)度是錦綸絲強(qiáng)度的6倍。這樣,建造6m高的橡膠壩采用二層鋼絲網(wǎng)就可以滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,使今后修建更高橡膠壩的希望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。同時(shí),橡膠壩壩袋的加工工藝也有很大發(fā)展。過去橡膠壩袋多采用工廠片狀生產(chǎn),工地現(xiàn)場(chǎng)搭接,搭接后的緯向抗拉強(qiáng)度及其它質(zhì)量問題也很難控制,給施工安裝、運(yùn)行管理帶來許多困難。尤其是橡膠壩在邊(岸)坡處要承受緯向拉力,當(dāng)邊坡坡度較陡,錨固線設(shè)計(jì)不甚合理時(shí),壩袋的緯向拉力有時(shí)會(huì)達(dá)到徑向拉力的100%～120%,有可能引起壩袋撕裂國(guó)內(nèi)現(xiàn)在采用的是改進(jìn)的錨固槽布置形式,即上游和下游錨固槽均采用斜線布置,這種布置方式使壩袋受力情況得到改善,壩袋也比較平整美觀。但錨固槽(線)布置及壩堵頭一些問題仍值得進(jìn)一步研究。
　　3、橡膠壩作為一種低水頭的擋水建筑物,由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、簡(jiǎn)便,使用時(shí)充脹擋水,泄洪時(shí)坍平過流,不阻水,不礙洪;既可以修建在灌溉渠道上,又可以修建在大江大河上;既可以建在山區(qū)河流,又可以建在城市平原;對(duì)于地質(zhì)條件較差和含沙量較高的河流也有一定的適應(yīng)能力。因此,可以說橡膠壩作為一種低水頭的擋水建筑物,適應(yīng)性是很強(qiáng)的。同時(shí),橡膠壩的工程造價(jià)也是很低的,基于橡膠壩的適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便和造價(jià)低廉,使用范圍也就比較廣泛。
　　五、結(jié)束語(yǔ)
　　橡膠壩是一種低水頭輕性薄殼柔體擋水建筑物,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便且造價(jià)低廉。國(guó)內(nèi)外相繼建成了一批壩袋較高、跨度較大的橡膠壩。其中建在意大利的威尼斯、橫跨利多航道的橡膠壩號(hào)稱世界上最大的橡膠壩,最大壩高15m,壩全長(zhǎng)900m,寬約30m。國(guó)內(nèi)先后建成大型的橡膠壩,運(yùn)行良好,效益顯著,近年來在我國(guó)發(fā)展迅速,據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)已建成500多座橡膠壩,都在發(fā)揮著作用。目前有一批更高標(biāo)準(zhǔn)的橡膠壩正在設(shè)計(jì)和建設(shè)中。橡膠壩發(fā)展前景,十分廣闊,是值得大力推廣的一種低水頭擋水建筑物。橡膠壩的廣泛應(yīng)用對(duì)環(huán)境發(fā)展，城市設(shè)施的改善也是大有助力的，是應(yīng)該由國(guó)家大力推廣支持的一項(xiàng)工程設(shè)施。
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