橡胶坝的构造

1、橡胶坝的构造教学文本水工建筑物教学资源库项目组编写2014年9月目 录1 教案计划表- 3 -2 教学实施- 3 -【步骤l】复习巩固- 3 -【步骤2】结合工程案例引入新课内容- 4 -【步骤3】课程介绍及知识讲授- 4 -【步骤4】案例讲解- 9 -【步骤5】学生实训- 9 -【步骤6】评价及反馈- 10 -1 教案计划表 表1 教案计划表 单元名称橡胶坝的构造学时2项目名称其他水工建筑物教学地点多媒体教室学生角色设计辅助人员教学目标知识目标技能目标态度目标（1）掌握充水式橡胶坝、充气式橡胶坝及它们的不同；（2）掌握暗墙的主要分类方式；（3）掌握橡胶坝段的组成；（4）掌握橡胶坝的锚固线的布

2、置；（5）掌握橡胶坝的锚固型式；（6）掌握橡胶坝的充排水方式。（1）理解橡胶坝的特点、适用条件；（2）掌握橡胶坝的形式及对应的组成，坝袋的构造；（3）能根据地质条件进行消能防冲设施和防渗排水设计。（4）掌握坝基锚固的类型与布置；（5）能根据资料数据进行橡胶坝充排水设施设计。（1）能按时到课、遵守课堂纪律、认真听讲、积极回答课堂问题，能按时交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。能力训练任务及案例案例：小埠东拦河橡胶坝教学重点、难点重点：（1）橡胶坝的特点； （2）橡胶坝的适用条件；（3）橡胶坝的形式； （4）橡

3、胶坝的组成；（5）坝基锚固类型与布置； （6）消能防冲设施和防渗排水（7）橡胶坝充排水设施。难点：（1）橡胶坝的坝袋教学方法、手段案例法，讲练结合法，黑板、多媒体课件，动画。教学组织过程 复习橡胶坝的特点、橡胶坝的适用条件、橡胶坝的形式、橡胶坝的组成、橡胶坝的坝袋、消能防冲设施和防渗排水、坝基锚固类型与布置、橡胶坝充排水设施等基础知识重点讲解，教师引入工程案例，提出问题让学生根据已讲的基础知识分组讨论解决问题，教师辅导评价，学生进行基础知识的练习，教师辅导答疑，教师提供答案，评价此过程。教学条件工程案例；练习题；课程相关课件。作 业基础试题（填空、选择题等）、技能训练习题备 注2 教学实施【步

4、骤l】复习巩固教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室学习任务引入与教师互动回答多媒体课件7（1） 复习巩固：跌水与陡坡的概念、形式、组成等。【步骤2】结合工程案例引入新课内容 小埠东拦河橡胶坝位于山东临沂市沂河城区段，由临沂市水利局组织施工建设和管理，工程于1996年1月动工，1997年1月竣工。橡胶坝全长1135米，由16段组成，每段70米，是目前世界上最长的橡胶坝。橡胶坝水利枢纽工程在发挥水利工程作用的同时，拦蓄1.6万亩景观水面形成沂蒙湖，与橡胶坝这道亮丽的风景线，成为临沂市民休闲、娱乐、观光的好去处。2001年9月，被水利部评为首批国家级水利风景区18家之一，是当时山东

5、省唯一一家获此殊荣的单位。 （1）案例驱动任务1）确定橡胶坝的组成2）确定橡胶坝的锚固方式3）确定橡胶坝的型式（2）引入新课：1）如何设计橡胶坝的充排水?2）如何选择橡胶坝的锚固方式?3）如何选择橡胶坝的型式？【步骤3】课程介绍及知识讲授教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室（1）使学生了解橡胶坝的特点；（2）是学生理解橡胶坝的适用条件；（3）使学生掌握橡胶坝段的组成；（4）使学生了解坝袋的设计；（5）使学生掌握橡胶坝的锚固。听课，获取有关知识和信息多媒体课件35一、橡胶坝的特点（一）优点（1）结构简单，节省三才，造价低；（2）施工期短；（3）抗震性能和抗冲击性能好；（4）不阻

6、水，止水效果好；（5）管理方便，运行费用低。（二）缺点（1）坝袋坚固性较差；（2）坝袋容易老化，使用寿命短；（3）坝高受到限制。 二、橡胶坝的适用条件 （1）尽可能的选在岩石坚硬完整或沉积紧密的地基上；（2）选择水流平顺及河床岸坡稳定的河段；（3）在多沙河流建坝，避免选在纵坡突然变缓的河段；（4）便于枢纽建筑物的布置。三、橡胶坝的组成橡胶坝一般由坝基土建工程、挡水坝体、控制与观测系统等组成。如图1所示。图1 橡胶坝枢纽布置图（1）土建部分。包括坝底板、边墩（墙）、上下游翼墙、上下游护坡、上游防渗铺盖或截水墙、下游消力池、海漫等。其基本作用是将水流平顺而均匀的引入橡胶坝，并保证过坝水流不产生冲刷

7、。固定橡胶坝坝袋的基础底板要能抵抗通过锚固系统传递到底板的推力，使坝体保持稳定。（2）挡水坝体。包括橡胶坝坝袋和锚固结构，用水（气）将坝袋充胀后即可起到挡水作用，并可调节水位控制流量。（3）控制和观测系统。包括充胀坝体的充排设备、安全观测装置等。观测设备有压力表、水封管、u形管、水位计或水尺等。充水式橡胶坝的充排设备有控制室、蓄水池、水泵、管路、阀门等；充气式橡胶坝的充排设备有控制室、空气压缩机、管路、阀门等；四、坝袋设计坝袋是橡胶坝工程的主体性挡水建筑物，坝袋的重要性显而易见。（一）坝袋型式的选择坝袋按充胀介质可分为充水式、充气式。其剖面对比如图2所示。图2 冲水式橡胶坝 充气式橡胶坝充水式

8、和充气式橡胶坝的主要特点对比间表1，供选择坝型时参考。（二）坝袋胶布材料结构坝袋胶布应达到强度高、耐老化、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击、耐寒等性能要求，以满足工程使用的目的。如图3所示。图3 坝袋胶布结构示意图橡胶坝材质坝袋胶布由承受坝袋张力的补强帆布和保护帆布并确保气密性的橡胶层构成。 橡胶层通常分布在坝袋的外层、中层、内层、发挥各层橡胶的功效。外层橡胶应具有良好的水气密封性能；夹层橡胶应能很好地连接各层帆布，使整个帆布层连接成密实的整体；内层橡胶也应具有良好的水气密封性能，还应具有一定的耐臭氧老化性能。表2 充水式橡胶坝和充气式橡胶坝特点对比项目充水式橡胶坝充气式橡胶坝坝袋有效周长坝体

9、横断面为椭圆曲线，有效周长较长坝体横断面近似圆形曲线，有效周长一般为充水式的70%气温影响在寒冷地区坝袋内水有结冰的危险在温差大的地区，坝袋内压将发生明显变化基础底板基础底板较长；坝体内水重为均布荷载，可增加基础底板稳定性基础底板较短，坝袋可安装在曲线形堰顶上；因充气式坝袋锚固处的集中荷载，对基础底板要求高，需采取措施来提高底板稳定性，基础处理费比较高锚固结构坝袋拉力小，气密性要求低，可采取螺栓压板、楔块锚固坝袋拉力相对充水式大一些，对气密性要求高，宜采用螺栓压板锚固操作稳定性在充坍坝及正常挡水时坝体稳定当坝袋内压下降，就会产生局部凹坑现象，最好以全升全坍模式运行水位调节调节范围比较大当发生凹

10、坑现象时，难以调节水位消能防冲常规处理即可因易发生凹坑现象，消能防冲比充水式要求高充排时间充排时间较长充排时间短抗震动性能抗溢流震动性能好抗溢流震动性能相对较差耐老化在日照时坝袋热量可传向坝袋内水体扩散，坝体表面温度低，可延缓坝袋老化在日照时坝袋表面温度升高较快，容易加速坝袋老化维修坝袋破损漏水点容易找出，且可以在不坍坝的情况下修补坝袋破损漏气点难找出，需在坍坝情况下修补五、橡胶坝锚固 （一）锚固线布置（1）单锚固线单锚固线是将坝袋胶布安装锚固在基础底板上，只有底板上游一条锚固线，如图4所示。图4 坝袋单锚固线示意图（2）双锚固线双锚固线是用两条锚线将坝袋胶布分别锚固于四周，如图5所示。（3）

11、堵头式橡胶坝锚固线如岸墙或中墩为直墙，为改善坝袋应力集中，宜采用堵头式坝袋，上下游的锚固线仍布置在底板两侧，其位置与双锚固线相同，两侧端头沿岸墙或中墩底脚顺水流向布置两条锚固线，组成矩形封闭的锚固线。 （4）岸墙（中墩）斜披段锚固线 当岸墙为斜坡时，为改善坝袋局部受力状态，一般设渐变爬坡段，成为斜坡连接，如图6所示。图5 坝袋双锚固线示意图图6 斜坡段锚固线示意图（二）锚固结构型式工程中，按锚固构件的材料来分，可分为螺栓压板式锚固、楔块挤压式锚固和胶囊充水式锚固三种。 （1）螺栓压板式锚固螺栓压板式锚固的锚固构件由螺栓、压板及垫板组成，如图7所示。图7 螺栓压板式锚固（2）楔块挤压式锚固楔块挤

12、压式锚固构件由前楔块、后楔块和压轴组成，如图8所示。（3）胶囊充水式锚固胶囊充水式锚固是先建一个椭圆形的锚固槽，再制作一条与锚固槽形状相似的封闭胶囊，将坝袋胶布、胶囊和底垫篇共同放在锚固槽内，胶囊充水后坝袋胶布受到挤压，利用坝袋胶布与锚固槽之间产生的摩擦力来抵抗坝袋的拉力，如图9所示。图8 楔块挤压式锚固图9 胶囊充水式锚固【步骤4】案例讲解教学地点教师任务学生任务教学条件时间（分钟）多媒体教室（1）通过案例讲解使学生掌握橡胶坝的组成；（2）通过案例讲解使学生掌握橡胶坝的锚固方式；（3）通过案例讲解使学生掌握橡胶坝的型式。听课，获取有关知识和信息多媒体课件301. 该案例橡胶坝的组成：左右岸泵站、橡胶坝、隔墩、整体式底板。2. 该案例橡胶坝的锚固方式：螺栓压板式锚固。3. 该案例橡胶坝的型式：充水式堵头橡胶坝。【步骤5】学