橡膠壩設計中容易忽視的幾個(gè)問(wèn)題

1．1壩型比較方面。

        壩型比較時(shí)應考慮壩址距上游水庫距離。因為充水橡膠壩的坍壩時(shí)間較長(cháng)，如果上游水庫蹈橡膠壩過(guò)近，在上游水庫泄洪時(shí)，有可能因橡膠壩坍塌壩不及時(shí)而洪水就過(guò)壩，造成壩袋振動(dòng)、磨損和超壓破裂。如果橡膠壩過(guò)早坍壩，則水庫放李影響工程效益。

1．2沖砂閘的設置橡膠壩壩址如果有條件建沖砂閘的話(huà)，應考慮建設沖砂閘。

        因為我省地處山區，洪水期間泥砂含量大、漂浮物多，如果在小洪水時(shí)能先打開(kāi)沖砂閘泄洪的話(huà)，泥砂和漂浮物就可以先通過(guò)底板較低的沖砂閘流走大部分，而減輕橡膠壩上流過(guò)的泥砂量和漂浮物，減少橡膠壩的磨損，橡膠壩的清除泥砂和漂浮物的工作量也會(huì )減輕一些。

1．3單跨壩袋長(cháng)度《規范》規定

        考慮壩袋運輸安裝、檢修方便以及運行管理要求，單跨最大長(cháng)度在100m以?xún)葹橐?。筆者認為除了考慮以上因素外，還應考慮風(fēng)浪對壩袋振動(dòng)和失事后減少損失的因素。因為我省地處沿海山區，風(fēng)速較內陸省份大，風(fēng)浪對壩袋振動(dòng)磨損的影響較內陸省份大，單跨壩袋不宜過(guò)長(cháng)。橡膠壩壩袋破裂引起的失事一般都是某一跨破裂后造成的。如單跨壩袋過(guò)長(cháng)，造成的損失將比單跨短的大，也不能過(guò)短，影響美觀(guān)。

2、壩袋設計方面

        由于充水式橡膠壩具有壩頂溢流時(shí)袋形比較穩定，過(guò)水均勻，對下游沖刷較小，且我省又不處在冰凍地區，所以我省大部分橡膠壩采用充水式。其設計內壓比根據《規范》宜選用1．25—1．60。從運用角度分析，在沒(méi)有特別要求時(shí)，內外壓比無(wú)須選擇太大。從強度方面分析，壩高較小時(shí)，強度的選擇基本不受材料限制，內外壓比選擇幅度很大，為節省壩袋材料，可選大值。而高壩的強度選擇受材料限制很大，宜選取較小值。在內外壓比選擇幅度較大時(shí)，內外壓比的選擇應經(jīng)濟技術(shù)比較后確定。筆者認為，橡膠壩高度一般在5m以下，各地建成的類(lèi)似工程比較多，小規模工程可參照選用或參照選取兩三個(gè)值再進(jìn)行比較，減少盲目性。

 

3、土建工程設計方面

3．1壩底板高程的確定

        橡膠壩基礎底板高程的選定不僅與壩高、壩袋周長(cháng)及工程造價(jià)有直接關(guān)系，還與運用要求及壩袋檢修關(guān)系密切。壩底板高程定的低一些，可以加大泄流量，但壩袋高度增加，相應壩袋周長(cháng)加長(cháng)，壩袋檢修條件差。因此，在不影響泄流情況下，特別是在我省山區推移質(zhì)比較嚴重的河道上，底板比河床略高較為有利。壩底板高程比上游河床地形平均高程適當抬高0．2m～0 4m，這不但可使整個(gè)工程造價(jià)降低，檢修條件改善和便于觀(guān)測，而且可防止過(guò)壩推移質(zhì)泥沙隨水流卷入壩袋底部，從而減輕壩袋的磨損。

3．2消力池結構

        為防止在水舌下形成局部真空產(chǎn)生負壓，使過(guò)壩砂石能順利排到下游，消力池與底板間常用斜坡段連接。斜坡段坡度在《規范》中沒(méi)有明確定規定，但在《規范條文說(shuō)明》中提及為1：2～1：4，而在《橡膠壩工程技術(shù)指南》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指南》)中明確為不應陡于1：3，一般采用1：4或更大些，應根據水流流態(tài)確定。筆者認為采用緩釁為好，因為陡坡段是緊接在底板末端，如果該水流流態(tài)不好，將影響到坍壩后壩袋的末端，造成其振動(dòng)磨損，縮短壩袋壽命。

3．3中墩和底板的長(cháng)度

        《規范》中未明確中墩的具體長(cháng)度，但《指南》說(shuō)明“中墩長(cháng)度應大于壩袋工作狀態(tài)時(shí)的長(cháng)度，但宜小于底板長(cháng)度0．5m～1．Om。”筆者認為中墩長(cháng)度宜不小于底板長(cháng)度的0．5m～1．0m，主要是考慮到底板下游側的檢修通道要求。f_日出于安全考慮，筆者認為中墩下游側應大于壩袋坍壩后末端距離0．5m左右，因為若中墩過(guò)短，壩袋長(cháng)出中墩下游側，則在大壩過(guò)大洪水時(shí)，水流會(huì )在中墩下游側形成回流和旋渦，使壩袋產(chǎn)生嚴重的振動(dòng)和拍打現象，造成壩袋嚴重磨損。曾經(jīng)就有橡膠壩發(fā)生過(guò)類(lèi)似事件，造成壩袋磨破。

 

4、錨固結構設計方面

4．1錨固犁式的選擇

        錨固結構型式可分為螺豐拿壓板錨固、楔塊擠壓錨固以及膠囊充水錨固三種。目前橡膠壩錨固以螺栓錨固型式為主。螺栓錨固的主要優(yōu)點(diǎn)是設計施工經(jīng)驗豐富，質(zhì)量易于控制，缺點(diǎn)是耗費鋼材量較大，螺栓在水下易于生銹，耐久性差些。而楔塊錨固的主耍優(yōu)點(diǎn)是節省鋼材，構件形狀規則，現場(chǎng)澆筑和安裝方便，缺點(diǎn)是錨固槽內受力復雜，錨固計算比較復雜，錨固槽槽面不平整度要求高，后楔塊的夯擊力不易精確控制?！兑幏丁芬幎?，重要工程應由錨固結構試驗確定。

4．2楔塊錨固設計

        楔塊擠壓式錨固是采用靴形和梯形的錨固槽，用壩袋膠布、底墊片和止水海綿卷好壓軸置入側槽內，然后依次將前后楔塊裝入槽內并夯緊，錨固壩袋。詳見(jiàn)下圖。

(1)錨固槽。

        錨固槽一般采用如上圖所示的靴形槽，是槽內壁設凹槽的矩形槽。設計和施工中容易忽略的是槽面要求順直、平整光滑，精度要求較高，誤差一般在±2mm以?xún)?；楔塊表面制作誤差也不應超過(guò)±2mm。某橡膠壩失事后發(fā)現錨固槽槽面大超過(guò)±2mm，這將嚴重影響到楔塊夯擊效果，以致錨固力不夠而使壩袋被拔出。

(2)楔塊選擇