橡胶坝工程控制造价的技术措施

于群

橡胶坝工程控制造价的技术措施

于群

橡胶坝已是一种比较成熟的新型低水头水工建筑物，除具有跨度大、基础简单、工期短、抗震性能好、抗不均匀沉陷性强、水密封性好、运用管理灵活方便等诸多优点外，本身还具有节省三材、造价低的重要特点。

一、总体布置优化

橡胶坝工程的总体规划布置，按照所在河道的水流条件，地形、地质和施工条件等进行分析，可采用闸坝结合、高低坝结合等优化布置型式，以达到控制工程总体造价的目的。

二、土建工程设计改进

橡胶坝土建部分的造价在工程总投资中所占比重较大，可达50%以上。降低此部分造价，经济效益十分可观。

1.地基加固处理

地基加固方法可根据场地实际地质状况采取碾压及夯实法、置换法、振密挤密法、拌入法等不同方法。碾压及夯实法有重锤夯实、机械碾压、振动压实、强夯（动力固结），对松散中粗砂地基多采用强夯法。置换法以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土。振密挤密法有振冲挤密、灰土挤密桩、砂桩、石灰桩、爆破挤密，适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土。拌入法有深层搅拌桩、高压喷射灌浆等，适用于粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。根据不同地质条件选取不同的加固方法，能达到降低造价的目的。

2.铺盖

对铺盖在满足总体布置、防渗、防冲要求的前提下，尽量缩短其顺水流方向长度。可以考虑采取加深铺盖前齿墙等措施来达到渗透稳定的要求。同时要结合当地情况，就地取材，以降低造价。

3.底板

（1）因《水闸设计规范》中明确说明设计标准适用于1～3级水闸，4～5级水闸可参照使用，即不需严格受其约束，有些设计参数和设计要求的取值可适当放宽。橡胶坝工程等级若按照水闸分类，大多为4～5级建筑物。在设计时，可适当降低其抗滑稳定等安全系数允许值。一般比3级建筑物低0.05。

（2）橡胶坝底板厚度按抗裂要求控制是加厚的主要影响因素。根据水闸设计建议，将底板裂缝最大宽度限制在δmax≤0.15mm范围内，可使底板厚度大为减小。根据有关单位实际观测经验，只要裂缝宽不超过0.2mm就不会发生钢筋锈蚀。所以在设计橡胶坝底板时，控制裂缝宽在0.15mm范围内，是降低底板厚度一项可行的技术措施。另外，底板可结合齿墙、锚固槽局部加厚。大中型水闸的底板设计厚度一般为1.0～2.0m，最薄的0.6m。而橡胶坝底板厚度明显低于水闸，一般0.3～0.8m。

4.消能防冲措施

消能防冲设计可参照现行《水闸设计规范》，但又不完全等同于水闸运用工况，应结合工程具体实际，利用合理的控制运行方案，来改善坝下消能条件，达到降低工程造价的目的。提出消能计算优化控制条件，包括汛期限制蓄水位、利用调节闸建立橡胶坝下水位、舍弃单孔破坏工况、利用洪水预报及管理运用措施五个方面。

三、坝袋设计时充分利用坝袋材料性能

橡胶坝建设中，坝袋材料投资占到工程造价的11%～14%，在保证橡胶坝安全的前提下，如何优化坝袋设计，坝袋的内压比是一个关键性控制参数。从运用角度出发，没有特别要求时，内压比无需选择太大。从强度角度讲，坝高较小时，强度的选择基本不受材料限制，内压比选择幅度很大，为节省坝袋材料，可选择较大值。而高坝的强度选择受材料限制很大，宜选取较小值。根据坝袋作为塑性材料存在伸长变形的实际，充分利用坝袋变形量来设计坝袋周长，对《橡胶坝技术规范》中坝袋设计周长计算公式进行修正，在满足最优设计内压的前提下，缩短坝袋周长，达到降低坝袋造价的目的。

四、常规锚固技术改进

常用锚固技术有两种：一是楔块锚固，二是螺栓压板锚固。由于楔块锚固难以从理论上进行准确计算，发展方向将逐渐被螺栓压板锚固所代替。螺栓压板锚固存在四个需处理方面：一是锚固件计算条件与实际工况拟合不好；二是锚固件防锈蚀措施没有彻底解决；三是锚固件组合及锚固槽混凝土施工需要改进；四是双锚线的渗漏水需处理。应用锚固技术改进新措施，能达到降低工程造价的目的。

五、充排水系统设计优化

充排系统是调节橡胶坝高度的专用设备，是橡胶坝控制运用的核心，投资占到机电设备造价的45%～50%。

充排水系统的规模容量根据坝袋容积及其要求的充排水时间而定，与工程投资和控制运用具有直接关系。而充排水时间的确定与橡胶坝所在河道的洪水过程密切相关。如临沂市沂河上的橡胶坝，充坝时间一般为28h，坝袋排水时间一般为4h。另外，动力装置最好配备电动机和柴油机两套设备，以便一旦停电时，不影响运行。

充排水共用同一条管道，一条主管道可连接两坝袋，两坝袋间设连通管，连通管与超压溢流管合一的设计方案，可进一步系统地优化橡胶坝常规充排水系统设计方法（一管一袋），在保证坝袋内压均衡、塌落充胀一致的同时，节省供排水管道。

六、施工组织优化

（1）橡胶坝址所在上游若存有引水河渠，则应尽量改造利用，以减少导流费用。

（2）尽量利用现有的拦河闸坝及低堰作为导流围堰，并尽可能利用扩宽天然河床已形成子槽。

（3）大跨度多跨橡胶坝所在河段宽度大，施工期流量大，全断面围堰法投资大，选定分段（分期）施工导流方法是合理的。同时橡胶坝坝袋安装按月控制导流流量，实现小流量枯水月份期间的坝袋安装，达到坝底板土建与坝袋安装利用不同导流期（流量不同），节约工程投资。

七、结语

橡胶坝应用范围越来越广泛，如何从技术上降低橡胶坝工程造价是研究和设计人员的重要课题。本文从六个大方面提出的综合技术措施，对推广应用橡胶坝技术有较高的实际应用价值，对橡胶坝工程设计、施工也有一定指导意义。橡胶坝袋、锚固件、充排水设备等定型系列新产品的开发和研制也应配套进行，以满足我国加快橡胶坝建设的速度和降低其造价的迫切要求

（作者单位：山东省临沂市水利勘测设计院 276000）