橡胶坝施工中的质量控制要点分析

2019-10-15谢培进

工程建设与设计 2019年18期

谢培进

（中交上海航道局有限公司，上海200002）

1 工程简介

本工程橡胶坝设计最大过流量为345m3/s，橡胶坝主要建筑物级别为1级，设计洪水标准为100年一遇。坝袋总长60m，宽8m，结构形式为枕式，充排方式为充水式，橡胶坝坝前设计挡水深均为2.0m，设计坝高均为2.2m，坝袋容积为451.02m3。1#、2#橡胶坝均由上游防护段、橡胶坝段和下游消能防冲段3大段组成，橡胶坝顺水流向总长92.0m。

2 橡胶坝的设计

2.1 坝袋的设计

首先，需要考虑的是坝袋在完成安装后，需要进行充胀试验，确保坝袋内的充胀达到设计需求的标准高度后，且下游无水，这时坝袋就会形成类似的球形形状；其次，在坝袋达到充胀设计需求的标准高度后，坝上的游水深且与坝顶保持齐平，坝的下游无水；最后，在坝袋达到充胀设计需求的标准高度后，坝体上游水内的深度也会超过坝体的高度，并且坝的顶部也会开始出现溢流，坝体的下游也会有水的出现。如果在没有发生震动时，则可以将溢流水对坝袋所造成的影响忽略掉，但是，当发生震动，甚至出现坍塌，则需要对坝袋泄漏的原因进行分析。

2.1.1 坝袋安全系数的选择

坝袋主要通过合成纤维材料进行支撑。坝袋也会因为生产环节强度损坏的影响以及坝袋不均匀等相关因素的影响，导致其安全性得到降低。为进一步提高其安全性，故将安全系数k取为8。

2.1.2 坝袋内外压力比值的选择

坝袋内外的压力比值a=H0/H1，其中，H0为坝袋的内压水头，也是影响坝袋尺寸的主要因素，H1为坝袋的外压水头，即坝高，m，同时a与坝袋内的有效长度L0呈现为反比，并且与坝袋拉力的大小T形成正比。

2.1.3 坝袋拉力的计算

坝袋拉力的计算公式为:

式中，T为坝袋内的拉力，kN/m；γ为水容重，k/m。

2.1.4 坝袋周长的计算

在坝袋充胀后，其坝袋周长的计算公式为：

式中，S1为上游坝面的弧长；S2为下游坝面的弧长；n为上游坝袋贴地的长度；X0为下游坝袋贴地的长度。

2.2 锚固结构的设计

2.2.1 锚固结构形式的选择

按照材料的不同类型，将其分为楔块挤压锚固、螺栓压板锚固、胶囊充水锚固等。通过分析证明，本工程可以采用螺栓压板锚固，其安全性、经济型稳定性较高。

2.2.2 螺栓压板锚固的设计

橡胶坝锚固的主要作用就是利用锚固构件，在承载的端墙和底板上将锚固构件进行固定，从而使其能够形成一个封闭式的袋囊。在进行双线锚固设计时，2条锚固线在底板上所设计的距离应该为下坝底上游与下游的贴地长度。对于直墙式锚固来说，其应该将两端的锚固线布置在底板中，并使用堵头式坝袋；对于斜坡式锚固来说，应该改善边坡转角位置与底板位置坝袋的应力状态和褶皱状态，一般多设置为爬坡式。同时，应该综合考虑坝袋的实际受力状态和施工中所存有的便利性，确保坝袋设计的充胀断面和斜坡位置的锚固线能够在斜坡的特定位置中进行空间式的投影相切。

3 橡胶坝的特点以及施工质量的控制要求

橡胶坝的特点以及施工质量的控制要求有：

1）成本比较低且性能良好。橡胶坝的主要构成材料是以橡胶制品和高分子所合成的材料，具有较强的挡水效果，可以降低水利工程中钢筋、水泥、砖以及木材等常规材料的使用量，进而降低施工成本。

2）结构比较简单，安装方便。橡胶坝因为其自身结构的独特性，能在设置过程中，降低对中间主体部分支撑的操作，同时也不需要在中间闸墩按照钢筋等进行起臂和水上结构的设置，从而降低了木材、水泥以及钢材的用量。此外，在将原材料运输到施工现场后，也能够在现场对其进行直接的安装，所以具有安装简单的优点。

3）具有良好的抗震效果。组成橡胶坝的主体材料比较轻柔，导致其具有比较好的弹性与抗冲击性，从而也就具有比较良好的抗震效果。

4 橡胶坝施工质量控制的有效策略

4.1 施工地址的选择

在橡胶坝的工程建设方面，应该按照工程建设的规模、施工的期限、施工的设备、地形与地貌、施工的人员以及水文气象的变化和对施工所产生的具体影响，进行全面、综合的考察。

4.2 施工前的质量控制

在施工之前，首先应该组织各参建单位进行施工图纸审核的会议。在会议上应该由设计单位详细地介绍施工的范围、具体布点的范围、施工计算、注意事项以及各项指标等，同时也要针对可能存在的问题提出疑问，而后对具体的疑问进行书面回复。一旦确定好问题后，应该制订有效的解决措施，避免不必要差错的发生，为施工质量的良好控制奠定基础。其次，应该做好各种工程程序的交底工作。在具体施工前，应该对施工质量的标准进行明确，对控制点进行充分的控制，并且对主控项目提出明确的要求，避免施工过程出现的异常情况，即使出现异常情况也能够及时进行处理。最后，应该对施工方案进行审核。在施工前应该对施工的难点与特点、资源配置的情况、质量安全的保障情况以及紧急情况的处理方案等进行全面的审核，只有在审核完成后才能够进行施工。

4.3 规范施工程序

规范施工程序，应从以下几方面进行：

1）由测量人员放线确定各结构准确位置及标高，然后进行基坑开挖，开挖完毕放线复验，确认位置、标高无误方可进行垫层及结构施工。

2）为保证伸缩缝及止水片的施工质量，钢筋混凝土挡墙以及钢筋混凝土底板采用跳仓浇筑，几个作业面可以同时施工，为混凝土浇筑提供较多作业面。

3）为保证挡墙外观及墙身几何尺寸符合设计要求，模板的安装和加固尤为重要，特别是本工程墙身达5m。该工程挡墙模板加固采用拉筋联合钢管扣件双重保证措施，保证混凝土在浇筑时不发生跑模；模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、模板垂直度、节点联结、纵横向稳定性进行检查，在施工过程中发现模板有移位和变形应及时纠正。

4）该工程挡墙采用2次浇筑，施工缝设置在倒三角上部，即距离底板50cm处。对于施工缝处理处采用常规凿毛冲洗施工工艺外，在首次浇筑时，施工缝墙体内预留止水钢板（外露一半），增强施工缝的防渗能力。为保证混凝土质量，需做好温度控制措施，合理安排浇筑时间。

5）混凝土浇筑完毕后，应按照规定进行养护，墙后回填土应在挡墙混凝土的强度达到设计强度的75%才能进行；墙后必须回填均匀、摊铺平整，距离墙后1.0m范围内不得有大型机械行驶或作业，为防止碰坏墙体，应采用小型压实机械碾压，分层厚度不超过20cm。