充水式橡胶坝工程设计特点

2020.641科技推广与应用造作用微弱，该类库岸稳定性一般较好。

土质岸坡在水库蓄水后，由于地质环境的改变，将产生一定程度的塌岸，根据塌岸预测分析，左侧库岸段：茶塘河口至石田林场（石田村段）、溪口大桥下游溪口村以及茶亭湾至石坑村段在水库蓄水后，将产生一定宽度的塌岸，库岸稳定性较差；右侧库岸段：阳干村段大部分库岸塌岸宽度小，库岸稳定性较好，局部岸坡较陡，库岸稳定性差，金城村段在水库蓄水后，将产生一定宽度的塌岸，库岸稳定性较差，溪口段虽塌岸宽度较小，但河岸上方均为居民建筑物，塌岸造成影响较大；另外，率水河支流沂溪河河口右侧库坡稳定性较差，虽修建有挡墙，但挡墙破损较严重。

为保证库岸上方农田以及居民建筑物不受塌岸影响，建议对以上岸坡进行防护■浅议充水橡胶坝的设计难点陈桂兰（上海渠观工程设计咨询有限公司　上海　200041）【摘　要】橡胶坝由于其造价低、施工工期短、抗震效果好、汛期不阻水以及维修少、管理方便等特点，自20世纪90年代以来在我国发展迅速。

本文介绍了充水橡胶坝设计过程中的坝基稳定计算、锚固结构型式、坝袋的设计等问题，同时也提出橡胶坝的坝袋变形、坝袋的使用寿命等问题，有待进一步改进。

【关键词】充水橡胶坝　稳定计算　锚固型式　坝袋1　概述橡胶坝，又称橡胶水闸，属薄壁柔性结构，是随着高分子合成材料的发展而出现的一种新型水工建筑物。

它是用高强度合成纤维织物作受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成胶布，再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过充排管路用介质将其充胀形成的袋式挡水坝。

根据充坝的介质不同，又可分为充水坝和充气坝，两种坝型造价相差不多，充水坝的充排时间要长于充气坝，充水坝可任意调整水头。

本文通过对某充水橡胶坝设计的坝基稳定计算、锚固型式、坝袋的设计等几个难点问题进行计算分析，为以后类似工程提供参考。

2　坝基稳定计算2.1 防渗计算橡胶坝闸基防渗长度可按《水闸设计规范》（SL265-2016）公式计算：L=C·△H式中：L—防渗长度（m）； △H—上下游水位差（m）； C—渗径系数，参照规范表4.3.2。

生态水利摘要随着生态文明建设的大力推进，橡胶坝工程成为众多城市的景观节点。

通过与传统拦河坝进行比较，针对橡胶坝工程特点、型式选择等，合理选择坝型，提高设计质量。

关键词橡胶坝；设计；应用□李树深黄腾收稿日期：2018-06-12作者简介：李树深，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，正高级工程师。

黄腾，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，高级工程师。

习近平总书记指出，绿水青山就是金山银山。

橡胶坝工程是一种河道防洪安全、造价较低、施工工期短、美化环境效果好的拦河建筑物，可在枯水期蓄水，满足用水既美化环境的需求，汛期坍坝过水，不影响河道行洪安全。

1.橡胶坝型式橡胶坝按充涨介质划分为充水式和充气式。

目前市场上出现的主要是充水式橡胶坝，据不完全统计，充水式结构的坝袋占当今市场份额的95%。

由于目前受坝袋结构形式的影响，充气式坝袋的自密性不够，充排系统自动化程度不高，造成管理不便等原因，未能受到市场的足够关注和青睐。

从岸墙结构划分为枕式坝袋和斜坡坝袋。

根据岸墙结构的划分，一般情况下，岸墙和河床成90°角时，选用枕式坝袋（也可选用和岸墙直接锚固）；0°～90°之间，选用斜坡坝袋。

就目前的情况而言，斜坡坝袋由于其制造、运输及安装极其方便而备受市场的追捧。

从坝袋接缝形式划分为有接缝坝和无接缝坝。

有接缝坝和无接缝橡胶坝的区别在于，从表面上看有接缝坝能看出每幅的位置，此外，有接缝橡胶坝是经过橡胶的二次硫化（热黏合）。

无接缝橡胶坝是一次成形，一次硫化，具有抗拉能力强、使用寿命长、充坝后外型美观等优点。

2.橡胶坝型式选择橡胶坝工程设计需要在土建工程、坝袋、锚固结构、控制系统、施工安装等方面综合考虑，合理选择技术可行、经济安全的充坝介质，充气橡胶坝与充水橡胶坝的特点见表1。

由表1可知充气橡胶坝与充水橡胶坝比较有下列区别：充水橡胶坝一般需要上下游两道锚固系统，充气橡胶坝为单锚系统，安装简便，只需上游、两端坝头锚固，下游无需锚固，坝袋塌平后需要底板顺水流方向长度略短于充水式，充排设备、控制系统和管理房占地空间小，工程总造价比充水橡胶坝更节省。

浅析橡胶坝在水利工程中的应用摘要：当代社会城市建设中，一些河流中都会有橡胶坝的建筑设施，保留河流蓄水和排水功能。

橡胶坝是运用一种新型高分子材料作为其坝体主要材料，通过运用袋装设计，将橡胶坝的内部进行充水或者充气以便保证坝体形状。

通过这样一个运行机制，使得橡胶坝在水利工程建设中尤为受欢迎。

它利用收放自如的优势，可以有效控制水量，实现枯水期蓄水、汛期排水的功能。

这样就能有效保护水利工程设施，同时将其中的水量进行良好控制，以便更好的保护周围环境。

关键词：橡胶坝；水利工程1 橡胶坝在水利工程中应用的特点橡胶坝在水利工程中应用的特点尤为突出。

从施工经济性上，橡胶坝具备造价低、设计施工简单的特点。

橡胶坝的施工大部分结构都是借助于橡胶材料完成，这就使得整个施工过程可以更多节省一般建筑材料，如水泥、钢材以及木材等等。

经实践统计，水泥、木材的使用和通常的坝体相比只占据其中的50%左右，而钢材的使用会有所增长但也能节省30%到50%。

这样一个实际数据不难说明在材料节省上，橡胶坝是最为突出的。

借此，可以有效控制节省施工成本，形成造价低的特点。

其设计施工简单更是显而易见的。

从使用功能上，橡胶坝具备防洪排涝、抗震性能极佳的特点。

由于橡胶坝的可操作性比较强，在特殊时期可以采用特殊策略，实现及时防御的效果。

这样就能满足水利工程安全度汛的目的，为周边基础建设给予良好保护。

2 橡胶坝在水利工程中应用的关键技术分析2.1 导流围堰技术导流围堰技术的实施是为了给橡胶坝的施工提供有效施工环境，它可以有效截住上游水流，实现施工段的无水环境。

在导流围堰技术实施中，要关注材料使用和方案设计。

在材料使用上，施工单位要做好就地取材，将坝基材料作为围堰材料进行施工，有助于节省投资。

这样不但能缩减施工开支，还能有效加快施工进度，保证导流围堰施工顺利完成。

另外，在围堰施工中，还要重视方案设计。

从方案设计中，实现导流围堰技术的高水平应用。

在当代施工中，用于导流围堰技术中的施工方案大多采用分期开工。

充水式橡胶坝设计与施工实例摘要本文以阜阳市逸景国际住房小区内的二道河景观带工程为例，阐述橡胶坝的特点及设计、质量控制及日后维护保养要注意的问题。

关键词充水式橡胶坝；设计；质量控制1 工程概况阜阳市逸景国际住房小区内的二道河景观带工程设计，为了蓄高小区内水位采用充水式橡胶坝截流上游来水，橡胶坝主体建成后，上游约4km的河段将形成稳定水面。

该橡胶坝采用自流式排水，尺寸L×B×H：15 m×5.2 m×3 m。

2 充水式橡胶坝的特点1）造价低。

可减少投资35％~70％，可节省钢材35％~50％，水泥60％左右，木材65％以上，这是橡胶坝的突出优点；2）施工期短。

坝袋只需7天~15天即可安装完毕，多数橡胶坝工程当年施工当年受益；3）橡胶坝主体为柔性软体结构，能抵抗洪峰、地震等冲击，且止水效果好，跨度大，汛期不阻水，可用于城区园林美化；4）维修少，管理方便。

橡胶坝袋的使用寿命一般为15年~25年。

3 橡胶坝的设计1）橡胶坝坝袋充水采用市政给水管网冲灌，坝袋选用充水式坝袋，坝体布置方式为单跨式，经技术经济比较后设计内外压比选用1.3，坝袋强度设计安全系数选用8.0；2）锚固结构。

锚固结构采用螺栓压板锚固，为了坍坝时坝袋平整不阻水，采用岸墙锚固线布置，达到充坝时坝袋格皱较少的要求；3）安全控制系统。

根据本项目的实际情况、运用管理的可靠性和操作方便等因素，本工程坝袋充胀的动力设备选用动力水泵，流量和扬程符合动力设备设计技术规范；4）安全与观测。

设备充水坝设置了安全溢流设备和排气阀，以保证坝袋内压不超过设计最大值；排气阀装设在坝袋两端顶部，确保充气压力监测设备正常使用。

坝袋内的压力观测装置设置了坝内连通管，侧墙上设置了水位标尺和水位传感器，以观测橡胶坝的上、下游水位。

土建工程观测设计可参照《水闸设计规范》的规定进行；5）土建工程。

橡胶坝的基础底板、上下游翼墙、上下游护坡、边墩（岸墙）、上游防渗铺盖、下游消力池、海漫等等根据本项目的设计条件，都进行了精确的计算，以满足建筑物强度、安全性及地基稳定的要求。

关于充水式橡胶坝设计和施工的几个问题1 关于充水式橡胶坝设计和施工的几个问题摘要：随着社会经济的飞速发展,水资源的严重紧缺,水利工程中对水资源的开发和利用显得十分重要,工程中对充水式橡胶坝的应用越来越广泛，而且越来越被人们所认可，它具有投资小、有效拦截水资源、运行稳定等优点。

本文主要阐述了充水式橡胶坝的特点，并对如何控制其施工质量进行了探讨，这将对推进充水式橡胶坝技术的发展具有十分重要意义。

关键词：充水式橡胶坝，设计，质量控制，施工，特点上个世纪五十年代, 充水式橡胶坝工程随高分子合成材料的出现而产生。

充水式橡胶坝也叫橡胶水坝或橡胶气坝，它的工程原理是用高强力的合成纤维胶袋布作为受力骨架，并在其内外按设计要求的型号、材质和尺寸涂抹复合成橡胶作为黏结保护层,然后再加工成坝袋,并按设计将其锚固在混凝土的底板上,形成一个封闭状的袋形,水或者气等充胀介质通过管道和控制设备将袋子进行充胀,从而形成挡水坝。

充水式橡胶坝可以通过对坝袋内充胀介质的控制来适当调节高度、增减蓄水量、控制河水的过流断面，充水式橡胶坝开启简单迅速的优势为日后的管理和维护带来了方便。

1.充水式橡胶坝的特点1.1工程造价低，充水式橡胶坝的突出优点就是造价低，其工程造价比同规模的挡水坝减少百分之五十左右。

1.2材料相对节约，充水式橡胶坝坝袋是由合成纤维胶布袋和橡胶而制成，它取代了混凝土挡水坝中的钢木和钢筋混凝土结构，由于它不用修建由钢和钢筋混凝土制成的中间闸墩、工作桥以及安装启闭机具等水上结构，而且还可以使水下结构简单化，所以充水式橡胶坝对钢筋、水泥和木材的用量大大降低，均可节省百分之五十左右。

1.3施工工期较短，在工厂加工成型后的充水式橡胶坝坝袋便可直接用于安装操作，且安装便捷，仅需3~15天就可将坝袋安装完，整个工程也只要3~6个月便可完成，当年施工当年就可以得益。

1.4抗震和抗冲击性能好，充水式橡胶坝的坝体是薄柔性结构，拥有百分之三十五左右的抗冲击性，其伸长率高达百分之六百，拥有以柔克刚的良好性能，所以它对地震有强大的抵抗能力，对洪水也有较强的抗冲击能力。

橡胶坝一、橡胶坝的特点1、橡胶坝的原理：橡胶坝袋由高强度的合成纤维织物受力骨架与橡胶构成，锚固在基础底板上，形成封闭袋型，充入水后可用来挡水。

2、橡胶坝的特点：（1）造价低。

橡胶坝的造价与同规模的常规水坝相比，一般可节省30%-70%的投资。

（2）节省三材。

橡胶坝代替钢木及钢筋混凝土材料，不需要中间闸墩等混凝土上部结构，并简化水下结构，因此三材用量显著减少，一般可节约钢材30%-50%，水泥50%以上。

（3）施工期短：由于在工程加工成型，然后现场安装，施工速度快。

（4）抗震性能好。

橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构，延伸率达到600%，具有以柔克刚的性能，故能抵抗强烈的大地震波和特大洪水的波浪冲击。

（5）不阻水。

坝袋锚固于底板和暗墙上，基本能达到不漏水。

坝袋内水泄空后，紧贴在底板上，不缩小原有河床断面，无需建中间闸墩、启闭机架等结构。

二、橡胶坝的适用场合1.基本使用条件：适用于低水头、大跨度的闸坝工程。

坝高不高于6m，单跨一般为50-100m。

主要用于灌溉、防洪和改善环境2.具体应用（1）用于水库溢洪道闸门或活动溢流堰，以增加发电水头和增加库容。

（2）用于河道上的低水头溢流坝或活动溢流堰，特别是平原河道水流比较平稳，河道断面较宽，宜建橡胶坝，它能充分发挥橡胶坝跨度大的优点。

（3）用于渠道系上的进水闸、分水闸、节制闸等工程建设在渠系的橡胶坝，由于水流比较平稳，袋体止水性和柔性好，能够保持水位和控制坝高来调节水位和流量。

（4）用于沿海岸做防浪堤和挡潮闸。

由于橡胶制品有抗海水腐蚀的性能，不会像钢、铁那样因生锈而引起性能降低。

（5）用于船闸的上下游闸门。

（6）用于施工的围堰和活动围堰。

（7）用于城区园林工程。

三、橡胶坝的形式分为两种：充气式和充水式。

橡胶坝及其施工技术
橡胶坝是一种新型的水利工程技术，其以橡胶材料作为主要构造材料，具有较高的柔性和抗水压能力。

橡胶坝的施工技术是确保橡胶坝质量和使用寿命的关键之一。

本文将介绍橡胶坝及其施工技术，包括橡胶坝的定义、特点以及施工过程中需要注意的关键点。

一、橡胶坝的定义
橡胶坝是一种利用橡胶材料制造的可移动式水坝，其主要用途是临时性的水闸控制、水库分洪以及洪水调度等。

橡胶坝的主要组成部分是由一根根橡胶带组成的，橡胶带通过特殊的连接方式固定在支撑框架上，以实现对水流的控制。

二、橡胶坝的特点
橡胶坝相对于传统的混凝土水坝，具有以下几个主要特点：
1. 柔性和弹性：橡胶坝由柔韧的橡胶材料制成，具有较好的柔性和弹性，可以适应不同水位的变化。

这种柔性和弹性可以使橡胶坝克服地震和水流冲击带来的应力，提高其抗水压能力。

2. 耐候性：橡胶坝使用的橡胶材料具有较好的耐候性能，能够长期抵抗紫外线辐射和氧化腐蚀。

这种耐候性使得橡胶坝具有较长的使用寿命。

3. 可移动性：橡胶坝的组成部分可以拆卸和移动，方便在不同水利工程之间进行调整和使用。

这种可移动性使橡胶坝具有较高的灵活性和适应性。

三、橡胶坝的施工技术
橡胶坝的施工技术是确保橡胶坝质量和使用寿命的重要环节，以下是橡胶坝施工过程中需要注意的关键点：
1. 材料准备：施工前需要准备好橡胶材料、支撑框架和连接件等。

橡胶材料需要经过质量检测，确保其符合标准要求。

2. 基础处理：橡胶坝的施工需要在坝址进行基础处理，确保基础平整稳固。

基础处理需要根据地质情况和工程要求进行，一般包括填方、夯实和抹平等。

充水式橡胶坝技术在城市河道景观工程中的设计与应用摘要：橡胶坝是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，具有结构简单、施工期短、工程造价低、寿命长、运行维修方便、抗震能力强等特点。

本文以内蒙古某市河道景观工程为例，简述了充水式橡胶坝设计的技术要点及土建工程设计的技术要求，阐述了橡胶坝的泄洪能力、坝袋及其锚固计算方法，评述了橡胶坝的优缺点。

关键词：充水式橡胶坝；城市景观；设计；应用目前, 橡胶坝在我国发展较快,其对改善该市整个投资环境等都起到十分重要的作用, 其防洪效益、环境效益、社会效益和经济效益均十分明显。

内蒙古某市河道景观工程，位于内蒙古南部，河道流域面积140.5 km2，流经市区内的沟道长35 km，沟道比降18.9‰，流域内总的地势为西高东低。

根据工程布置需在河道上新建挡水坝8座；结构型式采用橡胶坝与翻板闸相结合。

采用钢筋混凝土底板，永久挡水坝段为橡胶坝段，泄洪段采用翻板闸结构，坝段长度为180～400 m。

1～8#挡水坝蓄水深度控制在0.5～2.5m，坝后瀑布5～10 m。

1．橡胶坝设计中的几个技术要点（1）工程设计中，设计内外压比α值的选用应经技术比较后确定。

对于充水坝袋，其α值应在1.25~1.6范围内。

（2）坝袋强度设计安全系数≥6，坝袋壁承受的径向拉力应根据薄膜理论按平面问题计算。

（3）锚固结构分为绑槽锚固、螺栓锚固和压板锚固。

经过综合比较后，选用锚栓压板式双锚固。

2．橡胶坝充胀介质的选择橡胶坝充胀介质一般有三种，即水、气、水气混合，各自具有优缺点。

针对本工程采用充水式橡胶坝。

3．橡胶坝泄洪能力计算橡胶坝泄洪能力，可按堰流基本公式计算：（1）式中：Q为过坝流量（m3/s）；σ为淹没系数；m为流量系数；ε为侧收缩系数；B为溢流断面的平均宽度（m）；h0为计入流速水头的堰上总水头（m）；；（2）对于双锚固充水橡胶坝的流量系数（3）（4）式中H0为坝袋内压水头（m）；H为运行时坝袋充胀的实际高度（m）；H1为设计坝高（m）；为坝上游水深（m）；为坝上游水深（m）。

橡胶坝工程技术
橡胶坝是将胶布按照规定的尺寸，锚固在底板上成封闭状，用水（气）充胀形成的挡坝。

橡胶坝不挡水时，只需放空坝袋内水（气）就可恢复原有河渠、堤防断面形状。

我国自1965年开始组织跨行业联合攻关，1966年建成第一座橡胶坝。

经过30
洪水过后，要检查是否有漂浮物对坝袋造成刺伤，以及坝体振动、坝袋与底板磨损、河卵石摩擦撞击坝袋等造成的损害。

橡胶坝袋容易受到尖利和有头角物体的损坏，故应划出橡胶坝工程的管理范围和安全区域。

橡胶坝主要适用于低水头、大跨度的闸坝工程，如用于水库溢洪道上作为闸门或活动溢流堰，以增加水库库容及发电水头；用于河道上作为低水头、大跨度的滚
水坝或溢流堰，可以不用常规闸的启闭机、工作桥等；用于渠系上作为进水闸、分水闸、节制闸，能够方便地蓄水和调节水位和流量；用于沿海岸作防浪堤或挡潮闸，由于不受海水浸蚀和海生生物的影响，比金属闸门效果好；用于跨度较大的孔口船闸的上、下游闸门；用于施工围堰或活动围堰，橡胶活动围堰高度可升可降，并且可从堰顶溢流，不需取土筑堰可保持河道清洁，节省劳力并缩短工期；用于城区园。