浅析橡胶坝的损害原因和治理对策

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浅析橡胶坝的损害原因和治理对策

摘要：根据笔者多年的相关工作经验，本文从橡胶坝的内在局限和外在因素的影响下，分析了橡胶坝的损害原因，并探讨和提出了一些富有成效的治理对策。 关键字：橡胶坝；损害原因；治理对策；

一、引言

我国国内第一座橡胶坝建于上个世纪60年代，换言之，橡胶坝技术已经经过了近50年的发展，其在我国的水利发展事业中发挥了关键作用。橡胶坝技术一般广泛应用于渠系的闸道等低水头的，大跨度的闸坝水利工程。在橡胶坝技术不断发展和广泛应用的同时，也出现了各种令人关注的安全问题。随着时间的推移，橡胶坝则会出现一定程度上的损害，其损害的原因一般有人为的损害，洪水的自然损害，橡胶坝超高压运行，排水期间的水流冲击造成的损害，设计结构与工程实际不相符合和坝体的外作用，异物与橡胶坝的摩擦损害，以及时间过长造成的老化和自然影响导致的损害等各种。如何采取积极有效的解决方法和措施，越来越引起相关工程人员的重视和关注。根据作者的实际工作经验，本文分析了橡胶坝的损害原因，探讨了橡胶坝的有效的积极预防措施。

二、橡胶坝的优点和缺点

橡胶坝，又称橡胶水闸，属薄壁柔性结构，是随着高分子合成材料的发展而出现的一种新型水工建筑物。是用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成胶布，再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过充排管路用水（气）将其充胀形成的袋式挡水坝。坝顶可以溢流，并可根据需要调节坝高，控制上游水位，以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。

（一）橡胶坝的优点

1．工程造价相对砼溢流坝较低。坝高能升降，规范要求橡胶坝充高后，其坝高在5m以内。汛期可降低坝高正常卸洪；枯水期挡水，同时还能形成人造瀑布景观。同时能够提高城市地下水位，尤其对于北方缺水的城市非常重要。并且有易于促进城市水污染治理

2．跟其它拦河蓄水建筑物如滚水坝、闸门等相比，造价底、结构简单、节约三材、施工期短。

3．抗震性能好，运用灵活。洪水期易排洪水、阻水小，非汛期升坝蓄水。 （二）橡胶坝的缺点

1．根据工作经验，橡胶坝具有寿命期不是很长，一般在15年左右，需要进行橡胶坝袋的更换。据资料，已建且用了20年的很少。真正能用多长时间有待时间考验。

2、运行管理难度较大，管理人员需要经常了解上游水位情况来决定坝袋充高与坍坝。同时易受河中漂浮物划伤及人为破坏，因此要求所在河道的漂浮物少。尤其是大的漂浮物容易割坡坝袋；其次是对于山区河道，大的推移质（石头）太多有时也可能会损坏坝袋，进而需要经常检查和维修。

3、从成本及寿命角度考虑，坝袋充高与坍坝不宜频繁，也即橡胶坝不宜用于水位变化过于频繁的河道。

三、橡胶坝的损害原因分析

随着橡胶坝的使用时间过长，由于橡胶坝的本身的内部条件的局限和外在因素的影响，橡胶坝会逐渐出现一定程度上的损害问题，下面对橡胶坝的相关损害原因进行分析，可以概括为以下几点。

（一）橡胶坝袋在结构设计上与实际工程的要求不相符合，达不到要求。工程勘测和设计的部门没有对橡胶坝工程的运行情况考虑周全。比如，坝的上游水位低于下游水位时，其设计部门采用了单向的挡水橡胶坝，则可能导致橡胶坝袋的损害，如涨潮时，建于海洋河道


上的橡胶坝，由于潮水的冲击，会造成坝袋反方向运行，受力分布与原橡胶坝袋的设计不同，致使过于集中的应力损害橡胶坝袋。

（二）人为的破坏对橡胶坝造成的损害。橡胶坝在设计和构造上，决定其在受到尖锐的物体的破坏下容易损害。因此不可在易受到此种破坏的地方实施橡胶坝的安装。尤其在易受到此种破坏的地方进行橡胶坝的安装后，没有对保护区域进行隔离或者树立警示牌。

（三）排水期间的水流中异物冲击，异物与橡胶坝的摩擦损害。在洪水期间和洪水即将过去的一段时间内，水中的漂浮生活垃圾，建筑垃圾等尖锐物对坝体都会产生一定的损伤和损害，如果橡胶坝出现划伤就会造成一些漏气，当损害程度过大时，就难于修复。

（四）自然气候的影响。自然气候的影响主要表现在冬天，冬天气温较低，河水结冰后形成尖锐的冰块，特别是河床冰块解冻期间，河水中有大量的锋利冰块，容易造成橡胶坝被划伤和划破进而导致一定程度的损害。同时该期间尤其是风浪冰冻对橡胶坝的影响，其主要表现为以下三点：①风浪的冲击与拍打会对橡胶坝产生巨大的振动作用，随着长久时间的冲击和拍打作用，会构成一定的损害；②风浪会橡胶坝体产生额外的附加作用力，从而导致橡胶坝袋内部空气压力增大；③在风浪冲击力的作用下，会增大橡胶坝的锚固力。

（五）橡胶坝顶的溢出水流过大，以及溢出的各处水流的深度相差过大。橡胶坝顶的溢出水流值是有一定的限制的，以及溢出的各处水流的深度相差甚小，一旦超出范围或者相差较大，则会对橡胶坝袋产生过高的内压和对坝袋造成过大的振动，最终致使锚固件松动，进而造成地橡胶坝的损害。

（六）橡胶坝的运行和维护不全面，管理力度不够。由于橡胶坝涉及的范围比较广，需要检查的细节多，管理人员没能全面地掌握橡胶坝的特点和状况；缺乏全天候的全方位的安全监控与管理措施；缺乏全面的橡胶坝预警系统。

（七）随着橡胶坝的使用时间过长，由于橡胶坝的本身的内部条件的局限和外在因素的影响，橡胶坝会逐渐老化，进而会影响橡胶坝。

四、治理对策 （一）对于双向冲击情况下的橡胶坝袋在结构设计上与实际工程的要求不相符合，达不到要求橡胶坝袋，可以采用双向挡水的设计方案。如腰牌锚固线相互对称的枕式橡胶坝设计方案，或者采用锚线为梭形的端墙锚固橡胶坝设计方案，在此设计中可以根据工程特点，可以通过适当地对端墙封顶锚固的高度进行加高来增加橡胶坝袋的自由度，防止其塌落。

（二）对于人为的破坏造成的橡胶坝的损害。在安装了橡胶坝的地方建造栅栏，把保护橡胶区域保护起来，或者采用封闭和方法进行完全隔离，并采用警示牌，以提示此区域为保护区域，非工程技术人员不得入内，在条件允许的情况下，可以人为进行管理，而且，必须确定工程管理范围和安全区域。在管理范围内严禁爆破、采砂、游泳、捕鱼、排污、非计划建筑施工及其它一切不利于橡胶坝安全的活动。

（三）在洪水期间和洪水过后的一段时间内，要检查是否有漂浮物对坝袋造成刺伤，以及坝体振动、坝袋与底板磨损、河卵石摩擦撞击坝袋等造成的损害。橡胶坝袋容易受到尖利和有头角物体的损坏，故应划出橡胶坝工程的管理范围和安全区域。同时，橡胶坝运行时也要严格按照规定的方案和操作规程进行，要注意坝袋内的充水（气）压力不能超过设计压力，以免坝袋爆破。由于橡胶坝维修较少，不像常规钢闸门那样需要定期涂刷油漆防锈，但也要定期检查，尤其在洪水过后的期间等特殊时间段内。

（四）在气温较冷的冬天，在河水冰块解冻时，冰冻，冰块对橡胶坝的影响较为严重。对于风浪冰冻的影响目前尚无有效的根本的解决办法，一般采用的方法就是在其到来前减少橡胶坝的高度，以减少风浪对坝的损害程度。因此要密切关注水位与冰块解冻时期内的情况变化，加强防范措施，在冰冻到来之前，就尽量降低坝的高度，保持原有水位，以及管理人员要经常观察冰解情况，防止橡胶坝袋与冰块的摩擦和被刺，避免橡胶坝袋的损害和破坏。

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