橡胶坝损害原因和防治措施

□ 丁清伟

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；用于海岸作防浪堤或挡潮闸，因不受海水侵蚀和海洋生物的影响，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，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；用于城区园林工程，采用彩色坝袋，造型优美，线条流畅，可为城市建设增添一道优美的风景等。

橡胶坝是一种随着高分子合成纤维和橡胶工业的发展而出现的新型低水头建筑物。它以高强力合成纤维为骨架，内外涂敷橡胶为保护层，制成坝袋。袋内注水或充气充胀后控制上游水位，用以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。但是，橡胶坝在实际的运行过程中，也极易受到损害。

一、损害成因

（一）人为破坏造成的损坏

橡胶坝容易受到尖利和有尖角物体的损坏，在容易遭受到因无知或恶意破坏而造成严重的重复损伤的地方不应安装橡胶坝。

通过筑起栅栏把靠近橡胶坝的地面隔护起来，可以减少上述情况的发生。或将橡胶坝设置在被封闭起来的区域内，进入该区域的通路只限于允许出入的工作人员。

（二）洪水过后的残骸造成的损坏

由于洪水过后遗留的各种残骸，诸如民用设施与建筑材料这类尖利的物体很可能对坝体的上游面造成损伤。微小处的漏气易于修复，如果漏气面积很大，例如建筑物的碎石造成的漏气，修复起来比较困难。

（三）放气造成的损坏

放气期间，橡胶坝体可能会因紧靠坝下游面的尖利物体刺破受损。

（四）磨损造成的损伤

坝体的振动、坝与河床及两岸的摩擦，以及漂浮的各种垃圾都可能导致橡胶坝的磨损。

（五）火造成的损坏

火也许是对橡胶坝最为不利的潜在危害因素。火可引起大范围的坝体损坏，而修复大面积的坝体有时是不可能的。对于很重要的坝，需提供备用橡胶坝，以便在出现严重损坏时，能迅速替换。

二、实例分析

以白河橡胶坝为例。

（一）橡胶坝设计方面存在的问题

一是设计时对泥沙给橡胶坝运行管理带来的困难考虑不周。白河发生洪峰流量超过400m3/s时，洪水挟沙量特别大，这样的洪水一般采取塌坝运行，但沙石在通过坝袋时，对坝袋产生一定程度的磨蚀。同时，沙石还易被洪水带入上游坝袋锚固槽，或过坝后因负压作用吸入坝袋底部，如果充坝前没有清除干净，坝袋在振动或蠕动过程中与这些石块产生摩擦，一旦遇到特别尖锐物体，情况就特别危险。二是设计没有考虑具体的工程措施，山洪河道大量漂浮物如大树、船只等，通过时容易划破橡胶坝。三是安全检查极为不便。为节约建设资金拦河坝仅在一端船闸处设工作桥，致使检查观测十分不便，特别是行洪期间，无法对全坝进行检查。

（二）运行管理方面存在的问题

一是该拦河坝上游流域面积广大，达10910km2，尚未健全流域洪水预报信息系统。二是尚未掌握坝袋运行规律。多跨橡胶坝，其运行规律需要经过多年的实际调控才能掌握，该坝建成历史不长，对一些问题尚未弄清。三是安全监控方面存在不足。橡胶坝主要由合成材料制成，白河四级橡胶坝为两布三胶，壁厚仅7mm，未加钢丝网保护，极易人为破坏，或被河道漂浮物刺伤。因此，需要对坝袋全天候、全方位地观察保护。

三、加强橡胶坝的运行管理

（一）科学调度洪水，减少橡胶坝磨损

根据本橡胶坝工程特点，洪水初期小于150m3/s时，应尽量采用两侧调节闸泄洪，因其底板低，泥沙易被冲刷至下游，可减少橡胶坝前淤积。遇较大洪水，流量超过150m3/s时一定要塌坝泄洪，这样可以加大泄洪能力，也有利于冲砂排淤。泄量一旦小于150m3/s，就可启用调节闸泄洪，腾出时间立即检查橡胶坝看其冲刷磨损情况，必要时可及早对沙石进行清理打捞，以确保橡胶坝继续行洪的安全，每年汛后要对橡胶坝彻底检查一遍，并将坝底及锚固槽的沙石清除干净。

（二）坝袋运行组合以同起同落为宜

通过10年的实际运用观察，以8节坝袋为一组，两岸泵站同时工作、同时蓄坝或塌坝，可使坝顶溢流单宽流量减少，避免下游集中水流冲刷，保证河床稳定。同时可使坝高高度一致，通过观察第一坝高起落情况就可知道全坝，消去因无工作桥给观察全坝带来的不利影响。

（三）减轻风浪冰冻对坝袋的影响

风浪对坝袋产生的不利因素主要有三点：一是风浪造成坝袋剧烈振动，长时间拍打具有往复破坏作用；二是风浪对坝体产生附加作用力，可使坝袋内压力增大；三是风浪增加了对坝体的冲击力，会使坝的锚固力加大。目前消去波浪的破坏作用尚无根本的措施，但可在风浪到来之时降低坝高，减少对坝袋的影响。

该橡胶坝冬季需正常蓄水，每年在12月份下旬河面会封冰，最大厚度可达10cm，持续时间较长，同时坝袋内也会结冰。为防止冰压对坝袋的影响，可采取如下措施：一是结冰期间不允许调节坝高，上游来水可通过坝顶溢流或调节闸调节，尽量保持水位不变，避免冰面对坝袋的压力。同时坝顶溢流还可减薄坝前结冰的厚度。二是在化冰期间注意观察，防止发生冰块对坝袋的摩擦、刺破事故。

（四）实现水情预报、坝闸安全监控现代化，提高运行管理水平

为了提高枢纽工程管理水平，科学监控、预报、调度洪水，建设水情预报与闸坝安全监控自动化系统，可实现与防汛指挥部门水情预报系统联网，达到水情资源共享，实现科学调度，安全监控现代化。

（五）加强汛前汛后检查观测

对橡胶坝运行必须经常进行检查观测，作好详细记录，如果发生异常迹象，要分析原因，及时采取措施。每年汛前汛后要进行特别检查，汛前主要检查维修工作是否完成，是否仍存在隐患。汛后着重检查工程变化、损坏情况，以便尽早采取措施。