浅谈橡胶坝的安全运行管理

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浅谈橡胶坝的安全运行管理

橡胶坝是20世纪50年代末，随着高分子合成材料工业的发展而出现的一种新型的水工建筑物，本文阐述橡胶坝的安全运行和安全检查。



标签：橡胶坝；安全运行；安全检查

橡胶坝是用锦纶或维纶帆布等材料作受力骨架，用氯丁橡胶作保护层，起胶合、密封作用，两者粘合制成橡胶布袋，用螺栓等锚固于基床的混凝土或钢筋混凝土底板基础上，坝袋内充水或充气，使之充胀而形成坝体，它适用于低水头，一般高度在5m以下单跨200m以下的大跨度闸坝工程。与传统闸、坝比较，橡胶坝在经济上的优越性非常突出。另外，橡胶坝还具有施工期短及运行方便等优点，因此近年来被广泛应用于农业灌溉、城乡生活用水、山区发电、水库增容、防洪工程、城市环境美化以及沿海区域防海水碱化等工程。根据橡胶坝坝袋的充填介质的不同，可分为充水式橡胶坝、充气式橡胶坝和水、气混合式橡胶坝，因为充气式橡胶坝存在诸如气体压缩的不均匀性易导致出现凹口、泄洪时水流相对集中而对下游河道冲刷较强，以及充气式橡胶坝要求气密性较高等不利因素，所以在常规橡胶坝设计中较多选用充水式橡胶坝，艾辛庄枢纽橡胶坝即选用充水式橡胶坝，艾辛庄樞纽是海河流域支流子牙河水系滏阳新河进口滏阳河上游诸河交汇处的重要建筑物，枢纽由漫水橡胶坝和节制涵洞组成，枢纽以上控制面积为14420平方公里，该工程于1967年动工，1969年竣工，该枢纽的主要效益是防洪效益，非汛期蓄水灌溉为沿岸经济发展服务，其政治、经济地位十分重要，工程的安全运行尤为重要。



1、安全检查

安全检查工作是橡胶坝安全运行的保障在橡胶坝的日常管理中要注重3个层次的检查，即经常性的检查、定期检查和特别检查，同时针对坝体所在河流的枯水期和行洪期应制定不同的检查方案，以应对安全和高效运行的需要。因此在橡胶坝运行管理中，务必要进行每月一次的定期保养和充塌坝试验。定期保养的工作包括清除井内积水，保持井内干燥，以及充水及排水的电动闸阀及其他电机设备要进行除锈处理并涂刷防锈层等；充塌坝试验则有利于供水泵及供排管道的畅通。在汛期来临之前更应对橡胶坝进行全方位的检查，以确保水利设施在汛期发挥作用。



2、橡胶坝安全运行的工作重点

2.1 避免人为及其他因素造成坝袋的损坏橡胶极易受到尖利或有尖角的物体的破坏，坝袋磨损及河道中漂浮物造成的损坏，以及火造成的损坏，这是橡胶坝在日常运行中频繁面临的问题。不过随着橡胶坝坝袋加工工艺的提高，橡胶坝袋的质量得到很大的改善，通过规范坝区管理制度，定期进行安全排查，上述类型的坝袋损坏基本可以避免。






2.2 杜绝橡胶坝超高、超压运行充水橡胶坝、充气橡胶坝以及水、气混充橡胶坝充涨时均不得超过设计内压力及设计坝高。超高、超压运行将会直接威胁橡胶坝的安全，破坏坝袋的原有应力结构，从而加速坝袋的老化、缩短坝袋使用寿命。橡胶坝超高、超压产生的主要原因及预防措施如下：



2.2.1 自动化控制失灵这种情况可导致橡胶坝不能按要求停止运行而引起坝袋超高、超压。因此要求管理人员不能离开工作岗位，同时要备用一套可人工控制的设备。



2.2.2 安全溢流孔或安全阀缺失

由于设计时疏忽而未设置溢流管，或由于河道沙量大，在长期运行过程中发生溢流管堵塞或损坏时，容易引起坝袋超压破坏。为避免这种情况发生，要求设计人员在设计时应严格按照规范要求设置安全保障系统。合理设置超压安全管，能有效防止橡胶坝的超压运行。“为防止坝袋超压，充水橡胶坝应在一岸或两岸边墙或中墩上设置安全溢流管孔，其管出口位置须与坝袋设计内压水头齐平，管径不得小于坝袋充水管管径”。按橡胶坝技术规范中的要求，设计中超压管的出口高度是与坝袋设计压力相同而确定的，但实际上当坝袋充胀到设计高度时，超压管中的水位离出口还相差较高的距离，起不到安全保护的作用，容易造成充水失败时超压损坏坝袋。湖南省娄底市石岩坝电站30m长橡胶坝就曾发生过全坝袋超压撕裂事故。为了避免事故的发生，必须对超压管进行改进，出口高度以充坝到设计高度时管中的水位为基础，去掉多余部分。另外，为了防止坝袋制造中强度标准不一致和单根超压管溢流能力不够，还应在橡胶坝两端均设置超压管，有效保证橡胶坝运行安全。



3、结束语

虽然橡胶坝优点较多，用途广泛，但在具体实践中还有许多新的课题需待解决，如高度大于 5m的橡胶坝笞蔷主工程设计和制造问题、坝袋防振动问题、充气橡胶坝坝袋防振动装置的应用开发问题、如何进一步提高坝袋强度如在坝袋胶布内加入钢丝网问题、坝袋的耐老化 和耐磨损问题、活动式橡胶坝的开发应用、橡胶坝的自动控制问题等等。橡胶坝是随着科学技术的发展而诞生的一种新型的水工建筑物，它必将随着科学技术的发展，从材料、设计、施工和管理等方面得到进一步的完善。



参考文献：

[1] SL227-98，橡胶坝技术规范.[S].

[2] 高本虎 国内外橡胶坝发展概况和展望 [J]水利水电技术，002.33（10）.

[3] 陆吾华 橡胶坝设计与管理 [M]北京 中国水利水电出版社，2005.

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