黄水院水工建筑物基础课件第10章 橡胶坝

第十章橡胶坝

橡胶坝

橡胶坝是由高强度的合成纤维织物受力骨架与橡胶构成，锚固在基础底板上，形成密封袋形，充入水或气而形成的水坝。橡胶坝出现于20世纪50年代末，橡胶坝适用于低水头、大跨度的闸坝工程，橡胶坝的高度一般不高于6.0m，单跨长度一般为50～l00m。主要用于灌溉、防洪和改善环境。

橡胶坝

橡胶坝

橡胶坝特点(1)造价低。橡胶坝的造价与同规模的常规水闸相比，一般可以减少投资30％～70％。(2)节省三材。橡胶坝袋是以合成纤维织物和橡胶制成的薄柔性结构代替钢木及钢筋混凝土结构，不需要修建中间闸墩、工作桥和安装启闭机等钢筋混凝土的上部结构。

橡胶坝特点

(3)施工期短。橡胶坝袋是先在工厂生产，然后到现场安装，施工速度快，整个工程施工工艺简单，工期一般为3～6个月，多数橡胶坝工程是当年施工当年受益。(4)抗震性能好。橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构，延伸率达6000％，具有以柔克刚的性能，故能抵抗强大地震波和特大洪水的波浪冲击。(5)不阻水，止水效果好。坝袋锚固于底板和岸墙上，基本能达到不漏水。坝袋内水泄空后，紧贴在底板上，不缩小原有河床断面，无需建中间闸墩、启闭机架等结构，故不阻水。橡胶坝的适用条件

(1)用于水库溢洪道上，以增加库容及发电水头，工程效益十分显著。(2)用于河道上的低水头溢流坝或活动溢流堰，特别是平原河道水流比较平稳，河道断面较宽，宜建橡胶坝，它能充分发挥橡胶坝跨度大的优点。(3)建在渠系的橡胶坝，由于水流比较平稳，袋体柔性、止水性能好，能保持水位和控制坝高来调节水位和流量。橡胶坝的适用条件(4)用于施工围堰或活动围堰。橡胶活动围堰有其特殊优越之处，如高度可升可降，并且可从堰顶溢流，解决在城市取土的困难，不需取土筑堰可保持河道清洁，节省劳力和缩短工期。(5)可用于海边挡潮闸及城区园林工程。橡胶水坝造型优美，线条流畅。尤其是彩色橡胶水坝更为园林建设增添一幅优美的风景

橡胶坝的适用条件橡胶坝的适用条件橡胶坝的型式橡胶坝按充胀介质可分为充水式、充气式。充水橡胶坝在坝顶溢流时袋形比较稳定，过水均匀，对下游冲刷较小；由于气体具有较大的压缩性，充气橡胶坝在坝顶溢流时，出现凹口现象，水流集中，对下游河道冲刷较强。在有冰冻的地区，充气橡胶坝内的介质没有冰冻问题，但充气橡胶坝气密性要求高。

橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的型式橡胶坝的组成橡胶坝由上游连接段、橡胶坝段、下游连接段和橡胶坝控制系统等四部分组成，其中的上、下游连接段的作用和设计方法同水闸的上、下游连接段；橡胶坝段有橡胶坝袋、底垫片、锚固系统、充排水管和坝基等组成，其主要作用是控制水位和下泄流量；控制系统由水泵或空压机、机电设备、传感器、管道和阀门等组成，主要作用是控制橡胶坝的高度。

橡胶坝的坝袋橡胶坝主要依靠坝袋内的胶布来承受拉力的，橡胶保护胶布免受外力的损害，根据坝的高度不同，可以选择一布二胶、二布三胶和三布四胶，采用最多的是二布三胶；一般情况下，夹层胶0.3～0.5mm厚，内层覆盖胶大于2.0mm，外层覆盖胶大于2.5mm厚。目前国内坝袋胶布采用锦纶帆布。

坝袋胶布性能(1)有足够的抗拉强度和抗撕裂性能。(2)柔曲性、耐疲劳性、耐水浸泡及耐久性好。(3)与橡胶具有良好的粘合性能。(4)重量轻、加工工艺成熟。

胶料基本要求(1)耐大气老化、耐腐蚀、耐磨损、耐水性好。(2)有足够的强度。(3)在寒冷地区要有抗冻性等。(4)坝袋使用的胶料达到或超过表8—15的规定。

橡胶坝下游连接及消能方式建在溢洪道上的橡胶坝，无需另设消能设施。建在河渠上的橡胶坝，基本采用底流式水跃消能。消力池与底板之间采用陡坡段连接，坡度为l：3～1：4。如基坑开挖有困难时，坝下游护坦与底板高程齐平，护坦的设置范围，应根据计算综合分析决定

消能防冲设施消能防冲设施包括上游铺盖、护坦(消力池)、排水设施和海漫。护坦一般采用混凝土结构，其厚度一般为0.3～0.5m。海漫一般采用浆砌石、干砌石或铅丝石笼，其厚度一般为0.3～0.5m。铺盖。铺盖的作用一方面是增加防渗长度，减小底板扬压力，同时也可以防止上游河底冲刷。铺盖常采用混凝土或粘土结构，铺盖的长度应满足防渗长度要求，铺盖的厚度视不同材料而定，一般混凝土铺盖厚0.3m，粘土铺盖厚不小于0.5m

排水设施

减少底板扬压力的另一种措施是设置排水，由防渗设计综合考虑后确定排水的位置。排水的起始点便是防渗段的终点。排水设施一般用直径1～2cm的卵石、砾石、碎石等做成，平铺在地基上，厚度0.2～0.6m，其上铺设土工布1～2层。排水设施和地基土壤接触处容易发生破坏

坝基橡胶坝袋必须锚固在坝基上，坝袋才能发挥作用。坝基除了有锚固坝袋的作用外，同水闸底板一样，还要承担橡胶坝自重和挡水后的水平水压力，同时还具有防渗、抗冲、拦沙等作用。锚固构造橡胶坝锚固的作用是用锚固构件将坝袋胶布固定在承载底板和端墙(或边坡)上，形成一个封闭袋囊。因此，锚固是橡胶坝能否起到挡水作用的关键部位，其构件必须满足设计的强度和耐久性，达到牢固可靠和严密不透水的要求。锚固按锚固线布置分单锚固线和双锚固线两种。单线锚固和双线锚固

单线锚固只有上游一条锚固线，锚线短，锚固件少，但多费坝袋胶布，低坝和充气坝多采用单线锚固。由于单线锚固仅在上游侧锚固，坝袋可动范围大，对坝袋防振防磨损不利，尤其在坝顶溢流时，有可能在下游坝脚处产生负压，将泥沙(或漂浮物)吸进坝袋底部，造成坝袋磨损。双线锚固是将胶布分别锚固于四周，锚线长，锚固件多，安装工作量大，相应地处理密封的工作量也大，但由于其四周锚固，坝袋可动范围小，于坝袋防振防磨损有利。

橡胶坝充排水设施坝袋的充排水方式有两种，即动力式、混