枕式橡胶坝塌肩现象的消除措施

2016-03-13陈庆亮陈祝锦赵林生

橡塑技术与装备 2016年24期

关键词：橡胶坝边墙端头

陈庆亮，陈祝锦，赵林生

(江苏扬州合力橡胶制品有限公司，江苏 225003)

枕式橡胶坝塌肩现象的消除措施

Elimination measures of the collapse of the pillow type rubber dam

陈庆亮，陈祝锦，赵林生

(江苏扬州合力橡胶制品有限公司，江苏 225003)

枕式橡胶坝在发展过程中具有较大优点同时也存在一些缺陷，在实践和使用过程中需要不断探索和完善，本文分析了枕式橡胶坝塌肩的主要形成原因，并针对性地提出了几种消除或减少堵头塌肩量的基本措施。

枕式橡胶坝；塌肩；消除措施

橡胶坝在现代化水利建设中发挥着越来越大的作用。随着化纤工业和橡胶工业的长足发展，橡胶坝的型式也已有了较大的发展：从端头锚固坝发展到枕式坝，从充水式坝到充气式坝，从螺栓锚固到楔块锚固，从黑色坝袋到彩色坝袋。枕式橡胶坝在发展过程中存在一些缺陷和问题，在实践过程中需要不断探索和完善。

1 枕式橡胶坝的主要优缺点

当前国外固坝通常情况下所选择的都是端头锚。而就我国当前实际情况而言，端头锚固坝方式主要包括两种，即直墙式与斜坡式，对于在边墙及中墩上所选择锚固线型式而言，在坡脚位置坝体会有水平褶皱出现，并且褶皱深度和中墩坡度或者边墙坡度存在一定关系。若坡度为1∶3，这种情况下褶皱相对而言比较浅，褶皱部位将会出现溢流现象，从而会对坝袋实际挡水高度产生影响，并且坝袋胶布很容易出现应力集中情况，随着时间不断增长，将会导致胶布出现脱胶及老化现象。在橡胶坝边墙或者中墩方面，日本所选择锚固线型式与我国存在差异，上游锚固线上坡后以斜直线与下游锚固线相交，对于此种锚固线型式而言，其能够使坝袋中水平褶皱转变成为竖直褶皱。在这种情况下，在坡脚位置坝袋不会出现溢水情况，并且边墙或中墩坡度能够降低到1:0.5，虽然得到一一定程度改善，然而仍未能够消除褶皱，在褶皱位置胶布仍很容易有脱胶及老化情况出现。另外，在边墙或者中墩斜坡面之上，及坡脚之处，端头锚固坝所受到应力相对而言比较复杂，其纬向应力与经向应力相比较高，而在河床部位，坝袋纬向应力却比较小，可选择经向与伟向不同胶布。为此，1979年辽宁省水利科学研究所，首先研制了直墙枕式坝。同年6月建成的本溪太子河高台子橡胶坝，是我国第一座枕式坝，坝高1.8 m，共三跨，每跨30 m，内外压比α0=1.5，采用楔块挤压式锚固方法，使用效果良好。对于枕式坝袋而言，在充胀之后其坝体断面整体相同，坝体整体应力分布相对比较均匀，其纬向应力与经向应力相比比较小，坝体形式平直美观，但这种坝袋的堵头与边墙或中墩之间很容易由于摩擦而导致塌肩（图1）产生，同时也会对坝袋挡水高度，因此需要对此进行研究。

2 影响枕式橡胶坝端头塌肩的主要因素

对于枕式橡胶坝而言，其端头塌肩影响因素主要包括以下几个方面：第一，边墙及中墩面所存在糙率相对比较大，导致其与坝袋端头之间有较大摩擦力产生，对端头升起会造成影响；第二，坝袋内外压与α0值相比较大，在对中墩或者边墙正压力较大情况下，其摩擦力相对而言也会有一定程度增加，从而导致坝袋塌肩量有所增加；第三，坝袋端头粘接工艺也会产生一定影响。

图1 塌肩实物图

在实际生产枕式橡胶坝过程中，可以堵头胶布粘合于坝袋端头部位，由于橡胶坝袋胶布具有一定硬度，因此在搭接缝部位会有一定圆弧形成（图2），这样一来，在充坝挡水情况下于坝袋及堵头相结合部位便会有圆弧形塌肩形成。

图2 搭接缝部位图

枕式坝堵头锚固分墙内和墙外锚固二种锚固方法，因目前大部分枕式橡胶坝采用墙外锚固方法。坝袋在充胀时，是依靠坝袋水压力使橡胶坝堵头与墩墙靠近并紧密地贴在一起，采用混凝土三角体切断上、下游通道而挡水。但封锚三角体增加了堵头塌肩量。

3 消除塌肩的基本措施

通过对枕式橡胶坝端头塌肩产生原因进行分析，在施工过程中与实际经验相结合，为能够使塌肩得以消除，可选择以下几种有效措施：

（1）将与中墩或者边墙临近的底板局部抬高，使其高程增加20～30 cm，如图3所示。可选择1:10坡比，使斜坡及底板两者之间能够实现连接，该措施就相当于将堵头高度抬高。但是应当注意保证适当斜坡坡比，若坡度过大，底板端头抬高较大，则很可能会造成坝袋端部出现受力不均情况，并且在坝袋顶部可能会有褶皱形成。