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充水式橡胶坝

行业新闻

单向挡水坝型及锚固线布置

一、单向挡水坝型及锚固线布置
所谓单向挡水坝袋,即坝袋下游水位永远低于上游设计水位。单向挡水坝锚固线布置形式,分端墙(边墩或中墩墙)锚固坝和枕式坝两种类型。
(一)单向挡水端墙锚固坝锚固线布置

单向挡水端墙锚固坝,无论单线锚固或双线锚固,在端墙坡脚处均有褶皱缝。褶皱缝的深度与端墙坡度和坝袋端头封顶锚固高度等有关。端墙坡度越陡,坝袋封顶锚固线越高坡脚处褶皱缝越深。如果端墙坡度为900,不仅坡脚坝袋褶皱严重,而且坝袋锚固也很困难。端墙坡度越缓越好。若坡度采取1: 2~1:3时,坡脚处褶皱深度较小。双线端墙锚固坝坡脚处的褶皱又分沿水平轴褶皱和沿竖轴褶皱两种形式。沿水平轴褶皱,褶皱处溢水,影响坝袋实际挡水高度。为减少溢流量,在SL 265-2001《橡胶坝技术规范》中规定,将坝袋设计高度提高0. 15~0. 2m图5-3为单向挡水单线锚固坝,在坡脚处有沿水平轴褶皱。图5-4为单向挡水双线锚固坝。其中图5-4(α)和图5-4(b)分别为沿水平轴和沿竖直轴褶皱锚固线布置形式。

沿竖直轴褶皱因褶皱处与坝顶齐平,不仅不溢水且比沿水平轴褶皱的坝型美观,同时端墙坡度可减小到1:0.5,因此可减少阻碍河流泄洪断面的宽度。我国山西省阳城等橡胶坝工程,采用了沿竖轴褶皱的锚固线形式。应该指出无论单线锚固或双线锚固,上游锚固线必须延伸到端墙斜坡上,其延长高度约为坝袋设计高度H.的1/8~1/7,否则上游锚固线端墙坡脚处的坝袋胶布在坝袋充胀挡水运行时可能产生集中应力而被撕裂。此外坝袋封顶锚固线高度主要影响端墙斜坡上的坝袋充胀形体和坝袋在端墙坡角处褶皱的深度。坝袋封顶线高,则端墙坡上坝袋,外形平直美观。一般封顶线高度约为1/3~1/2坝袋内压水头H。与坝高H.的差值。有的工程设计为了减小坡脚处褶皱的深度,将坝袋端头封顶锚固线与坝袋设计高度齐平,但由于坝袋胶布是弹性体,充胀后经向长度变长,因而在坝袋端头形成高于封顶线的大鼓包,极其影响坝体美观。日本橡胶坝技术规范规定单向塌坝可采用表5 -1中坝袋封顶R值(图5-5)。

(二)单向挡水枕式坝锚固线布置

枕式坝端墙为直立墙,墙上不设置锚固线。锚固线为矩形,均布置在底板上。上、下游及两端头锚固线相互对应平行。端头锚固线位于端墙根部,如图5-6所示。枕式坝的特点是,坝袋端头粘贴一片橡胶坝袋胶布,称之为坝袋堵头,其形状为上游水位与坝顶齐平下游无水时的坝袋设计断面。全坝体无褶皱,因而全坝体应力分布均匀。但充水(气)立坝时,由于堵头胶布与端墙之间摩擦阻止坝头升起,因而坝袋端头达不到设计坝高,此种现象称之为坝袋端头“塌肩”。坝头塌肩程度与坝袋内外压比ao值有关。坝袋内压即为作用在端墙上的正压力,内外压比ao值大即是坝袋内压水头高,+作用在端墙上正压力大,则端墙与坝袋堵头胶布之间的摩擦力大,则坝袋端头塌肩量随之增大;此外,坝头塌肩与端墙表面光洁度有关,墙表面光滑塌肩量小。其次堵头黏接工艺也影响坝袋塌肩。因此为减小塌肩量,除选用小的ao值和采取措施保证端墙表面光洁度、改进堵头黏接工艺外,还应在底板端头浇筑成1: 20坡度,使坝袋底板端头适当抬高无值;一般h-30. 0cm,为此同时还要将坝袋堵头胶布和坝身端头胶布也相应增大和加长。通过以上措施基本上能消除坝头塌肩现象。

枕式坝端头锚固分端墙内和端墙外锚固两种,、图5-7所示的端墙内锚固,其锚固槽设在端墙内。端墙内锚固的优点是坝袋堵头紧贴端墙,因而堵头胶布变形小,堵头不易被撕裂,同时坝袋塌肩量也相应小。应该指出,在坝袋充胀试坝时,需事先将端墙下部为锚固而预留的凹槽,要用砖或木板衬平?、以防堵头发生凸起大变形而被撕裂。工程竣工时用砖砌实,并抹面磨光。图5-8所示的端墙外锚固,其锚固槽施工和坝袋安装均较墙内锚固方便,但一定要限制底板端头锚固槽的宽度。锚固槽宽度—般不得大于18cm,否则,由于堵头下部肢布距端墙远而发生较大的变形,不仅增加坝袋端头塌肩量,而且还会导致堵头被撕裂。例如某一枕式橡胶坝工程,因端墙锚固槽宽度达32cm,虽在端墙根部加设三角形混凝土块体,坝袋充胀时堵头胶布发生了大的’变形,结果堵头胶布在距底板高约为0. 5~1.0m处被撕裂。

墙外锚固在坝袋安装试水时,也应该在端墙根部用木板支撑成三角体,以防堵头过大变形,试水后必须用二期混凝土在端墙底部筑成坡度平缓的三角体,以衬托坝袋堵头胶布使其仅能够发生小的变形,同时截断上、下游水流通道。
枕式坝的坝袋制造长度,应严格控制,其制造长度比工程底板实际长度长0. 1~0. 2m左右,具体超长量视坝长而定。若坝袋制造长度误差为负值,一方面坝袋不易拉长而难于安装,另一方面加大了坝袋端头塌肩量。

此外,还应该指出,堵头胶布虽不承受坝袋内水压力,但充胀试坝或立坝挡水过程中,堵头胶布发生变形而承受着拉力(墙外锚固)和与端墙的摩擦力等,因此堵头胶布需要采用二布三胶的胶布,胶布强度可以低于坝袋胶布,但外层胶的厚度要适当增加以抵抗磨损。