1、中华人民共和国行业标准橡胶坝技术指南发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准橡胶坝技术指南主编部门水利水电科学研究院批准部门水利部实行日期年月日中华人民共和国水利部关于颁发橡胶坝技术指南的通知水规第号根据国家计委关于编制规范的要求为使橡胶坝工程建设有章可循由水利水电规划设计院和水利水电科学研究院主持委托以水利水电科学研究院水利所为主组成橡胶坝技术指南编写组在有关部门和专家的协作下总结了国内工程建设的经验吸收了国外有关技术编写了橡胶坝技术指南其内容包括橡胶坝工程规划设计施工安装运用管理等经几次专家会议讨论修改我部审查批准为部标自年月日起执行该指南由水利电力出版社公开发行各地在执行中
2、应注意总结经验积累资料有何意见和问题请随时函告我部水利水电规划设计院和水利水电科学研究院年月目次第一章总则第二章工程规划第三章工程设计第四章施工安装第五章运用管理附录一橡胶坝泄洪能力计算附录二坝袋设计计算方法附录三坝袋胶布技术标准附录四锚固构件计算附录五坝袋的修理附加说明橡胶坝技术指南第一章总则第条橡胶坝工程的建设必须从实际出发因地制宜进行技术经济方案比较做到技术先进经济合理安全可靠运用方便第条本指南适用于坝高及其以下的袋式橡胶坝坝高超过时应进行专门的技术论证和试验研究第条橡胶坝工程的建设程序应按基本建设程序办理如规模较小建设程序可以简化第条橡胶坝工程的建设和管理除遵守本指南外还应符合水利水电
3、枢纽工程等级划分及设计标准水库设计规范的有关规定本指南未作规定的内容可参照其它有关规范执行第二章工程规划第一节基本资料第条橡胶坝工程规划设计中应搜集与整理建坝地区的地形工程地质水文地质水文气象流域或地区的水利综合利用规划社会经济等基本资料其精度应满足设计要求第条地形资料应包括工程规划区域地形图坝址地形图回水区域地形图河道纵横断面图等测量范围应根据工程规模和规划设计需要确定第条工程地质和水文地质资料应符合水利水电工程地质勘察规范的有关要求进行必要的地质勘察工作一般应有坝址地质纵横断面图地基和建筑材料的物理力学指标和地下水位比降水质等有关资料第条应搜集水文气象资料河流水位含沙量洪水枯水流量冰情水质
4、以及降水量蒸发量径流量气温日照风向风力冰冻期冻土深或潮汐等资料第条应搜集与分析社会经济及环境评价等有关资料第二节坝址选择第条坝址选择应根据橡胶坝特点和运用要求综合考虑地形地质水流泥沙环境影响施工和管理等因素经过技术经济比较后确定第条坝址选择应有利于枢纽工程总体布置第条坝址应选在水流平顺及河床岸坡稳定的河段弯曲河段和不稳定河床不宜建坝第条对于多泥沙河流坝址不宜选在冲刷和淤积变化大断面变化频繁的河段第条坝址选择应考虑施工导流交通运输供水供电运行管理及坝袋检修等条件第三节工程布置第条工程布置应做到布局合理结构简单安全可靠运用方便并适当注意美观第条取水枢纽工程应保证进水口取水防沙的可靠性第条坝轴线应与
5、坝址河段的水流方向垂直橡胶坝技术指南第条坝长应与河渠宽度相适应坍坝泄洪时能满足河道设计行洪要求第条坝袋设计高度应根据规划要求确定设计坝顶高程宜高于上游正常水位坝顶泄洪能力按附录一的流量公式计算第条基础底板高程应根据地形地质水位流量泥沙施工及检修条件确定顺水流方向的底板宽度应按照坝袋坍平宽度以及安装和检修的要求确定顺水流方向上宜设永久缝底板的上下游端应设置齿墙第条防渗排水布置应根据坝基地质条件和坝上下游水位差等因素结合底板消能和两岸布置综合考虑构成完整的防渗排水系统承受双向水头的橡胶坝其防渗排水布置应以水头差较大的一向为控制条件合理选择双向布置形式第条消能防冲设施的布置应根据地基情况水力条件及运
6、用管理方式等因素确定一般采用底流式消能第条坝袋与两岸连接布置应使过坝水流平顺保证岸坡稳定满足侧向防渗要求上下游翼墙与岸墙两端应平顺连接其顺水流向投影长度等于或略大于铺盖及消力池长度墙顶高程根据校核洪水位加安全高度确定第条坝袋的充排控制设备及安全观测装置均应设在控制室内控制室的布置应考虑运行管理方便严寒或潮湿地区应有防冻防潮措施第四节经济效益评价第条橡胶坝工程建设应按照水利经济计算规程进行经济效益分析阐明工程在技术上的可行性和经济上的合理性第条修建橡胶坝工程还应对生态环境和社会环境的影响进行必要的分析与评价对不利的影响应提出防范措施第三章工程设计第一节坝袋设计第条袋式橡胶坝按坝袋数分为单袋式和多
7、袋式按充胀介质分为充水式和充气式按锚固线布置的方式分为单锚线式和双锚线式包括对称双锚线式按端部连接型式分为锚固式直墙式与斜墙式和堵头式按坝长分为单跨式和多跨式每跨内可以分段采用何种型式应经比较后选定第条坝袋充水后袋壁承受的拉力按薄膜理论计算作用在袋体上的设计荷载主要是袋内外的静水压力第条内压比值的选定应充分利用胶布的强度使坝袋有较短的周长充水坝的值宜选用充气坝的值可采用第条对于有溢流要求的橡胶坝溢流时严禁坝袋发生振动溢流水深应按下游水深溢流时坝高控制在的范围内第条坝袋的强度安全系数不得小于应根据工程重要性可能出现的计算误差以及坝袋的加工质量等因素选定橡胶坝技术指南第条坝袋袋壁拉力断面形状周长及
8、充胀容积的计算公式和图表见附录二第条坝袋材料除必须满足强度要求外还应具有耐老化耐腐蚀耐磨损及防水防冻等性能坝袋使用的帆布胶布应符合技术标准见附录三第二节锚固结构设计第条锚固结构型式常用的有螺栓压板锚固楔块挤压锚固以及胶囊充水锚固等应根据工程规模材料来源和加工条件选定第条螺栓压板锚固构件强度的安全系数应不小于锚固构件必须将坝袋牢固地锚定在底板岸墙坡或中墩的连接部位上保证坝袋的密封性锚固构件的材料必须满足使用部位需要的强度与耐久性第条螺栓压板锚固设计主要通过计算确定螺栓直径间距长度及压板的断面尺寸可按附录四中螺栓压板锚固的公式进行计算第条楔块挤压锚固设计包括锚固槽压轴和前后楔块参照附录四楔块挤压锚
9、固有关计算方法和经验数据选定第条胶囊充水锚固设计包括胶囊和相适应的锚固槽胶囊充胀后必须将坝袋胶布挤紧在槽内不得活动槽壁强度应满足抵抗胶囊挤压力和坝袋拉力的要求槽壁几何尺寸和胶囊内压应由试验确定第条对于重要的橡胶坝工程应做专门的锚固试验第三节控制及观测系统设计第条坝袋的充胀和排放时间必须与工程使用要求相适应第条坝袋的充排方式有自流式动力式和混合式三种应根据工程现场条件和使用要求选定第条充排设备的设计包括动力设备管路进出水气口装置等一动力设备的设计应根据工程规模运用管理的可靠性操作方便等因素经济合理选用泵或空压机的容量及台数重要的橡胶坝工程应配置备用动力设备二管路设计必须与充排速度相适应做到布置合
10、理具有足够的充排能力三法兰接头应进行防渗处理闸阀必须开关灵活如设置自控闸阀应同时配备手动闸阀四充水坝袋内的充排水口宜设置水帽且间距不宜超过充气坝的充排气口的间距不宜超过出口位置应放在能排净水气的地方第条安全设备充水坝采用安全溢流孔管其出口高程必须根据坝袋的正常挡水情况与设计内压水头相适应可设阀门控制充气坝采用安全阀水封管或形管还可采用限压式空压机第条观测装置坝内水压力及上下游水位的观测宜采用连通管引至控制室内观测并在坝的上下游设置水位标尺有条件时可安装自动观测计量控制设备第四节土建工程设计第条土建工程的设计应根据坝体受力情况及地基条件使结构物满足强度防渗抗滑动抗倾覆及地基稳定的要求并有足够的耐
11、久性第条设计荷载基本荷载特殊荷载应根据结构布置和运用的情况确定橡胶坝技术指南一基本荷载坝袋内压力上下游的水压力渗透扬压力土压力泥沙压力风压力等二特殊荷载地震力波浪冲击力等第条基础底板应根据地基条件和坝上下游水位差确定其地下轮廓基础底板的应力分析可按弹性地基梁计算稳定分析只作抗滑动和抗倾覆稳定计算必要时可进行深层滑动及沉陷量计算第条基础处理方案应综合考虑地基荷载水流影响结构特点施工条件和运用要求等因素通过技术经济比较后选定第条岸墙的设计高度应根据校核洪水位确定采用锚固式的岸墙或中墩时应力计算除考虑水压力外还应考虑锚固件的荷载岸墙应验算强度抗渗抗滑动和抗倾覆稳定性护坡工程应根据河岸土质的抗冲能力确
12、定第条消力池护坦海漫铺盖的设计要考虑减轻和防止坝袋振动应根据运用条件选择最不利的水位和流量组合进行计算第条经常溢流的橡胶坝工程宜设陡坡段与底板衔接以利减轻坝袋振动和防止沙石杂物卷入坝袋坍落段第条控制室设计应满足动力设备和管理需要其地面高程应高于校核洪水位地下泵房应作防渗防潮处理排水管路必须低于基础底板高程第条在已建成的拦河坝顶或溢洪道上加建橡胶坝为保证工程安全对原工程抬高水位后应进行稳定及应力校核第四章施工安装第一节一般规定第条施工前应根据批准的设计包括施工组织设计和工程概算和有关规范编制施工计划提出技术要求和施工措施确保施工进度和工程质量第条施工场地布置必须做到合理布局相互协调确保安全力求节
13、约第条坝袋安装必须保证对充胀介质的密封性第二节土建工程施工第条土建施工的主要项目包括一开挖基坑埋设充排水气管道二浇筑混凝土底板锚固槽或预埋锚固螺栓三修筑岸墙和防渗防冲体及其它安全保护措施各项尺寸均须符合设计要求第条底板混凝土和岸墙的表面必须平整光滑第条上下游锚固线与坝轴线应平行楔块和充水胶囊挤压锚固其锚固槽的槽口槽壁和槽底线应顺直平整螺栓压板锚固的螺栓间距和埋深均应符合设计要求第三节坝袋安装第条坝袋制造由工厂按设计图纸进行加工坝袋必须严格保证质量出厂时应有检验合格证和有关物理力学性能指标搬运与安装不得发生变形和损伤橡胶坝技术指南第条坝袋安装前必须进行各项检查一底板岸墙与坝袋接触部位应平整光滑二
14、充排管道通畅无漏水三锚固槽楔块木芯或预埋螺栓压板螺帽进出水口排气孔超压溢流孔的位置和尺寸应符合要求四安装需要的器材和工具等必须齐备五坝袋和底垫片如有损坏应及时修补或更换六安装场地须清理干净第条坝袋安装应先在底板坝袋和底垫片上分别划出坝轴线坝袋中心线和锚固线坝袋底垫片就位必须准确就位方法可因地制宜第条坝袋安装程序端部连接为锚固式应按先下游后上游最后岸墙的顺序进行从底板中线开始向两侧同时进行安装锚固岸墙坡时先将胶布挂起撑平再从下部向上部锚固堵头式锚固应先安装两侧堵头裙脚后锚固下游和上游无论采用何种锚固型式两侧岸墙的拐角处袋布要折叠理顺垫平不得用剪口补强处理第条坝袋安装完毕经全面检查后应进行充坝试验
15、充到设计高度稳定一段时间后再坍坝对锚固楔块进行再压实或拧紧螺帽有条件时可同时进行挡水及溢流试验第四节控制及观测系统施工第条控制系统的施工安装要求严密不得漏水气控制系统的施工应符合土建施工的要求第条安全装置和观测系统的施工与安装应符合精度要求确保质量和运用灵活可靠第五节工程检查与验收第条竣工验收应具备以下条件一工程已按批准的设计文件内容建成质量符合要求能够正常使用二各单项工程验收合格发现的质量问题已处理完毕三安装好的胶囊必须进行充水气试验各项指标符合设计要求四按批准的设计提出的运用及管理条件已经齐备第条施工期间质量检查部门应对每一部分工程进行严格检查发现问题要及时纠正第条工程未经验收移交前应由施
16、工单位负责管理和维护第条工程竣工验收应按水利基本建设工程验收规程和本指南的规定办理第五章运用管理第一节一般规定第条为确保橡胶坝工程的正常运行必须建立管理机构在工程施工时由管理筹备机构派人参与施工工程竣工验收后由管理机构接管工程橡胶坝技术指南第条工程竣工验收前由管理筹备机构会同设计施工单位遵照本指南要求结合工程特点制定具体管理办法和有关制度第条管理机构的主要任务是保证工程完整安全和正确运用充分发挥工程效益第条管理工作的主要内容是对工程进行经常检查观测养护维修和控制运用等并做好各项记录及时整理归档第条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
17、安全的活动第二节检查与观测第条橡胶坝运行管理中应进行经常检查管理单位应指定专人按规定的制度对橡胶坝工程各部位如坝袋表面锚固件充排设备及土建工程以及上下游冲刷淤积情况进出口处的水流流态是否正常等要进行经常性的检查第条管理单位负责在每年春秋两季在坝袋运用前后要对坝袋进行定期检查每年初次起用前应着重检查岁修工程完成情况汛后应着重检查工程变化和损坏情况冬季运行的橡胶坝工程要着重检查防冻防冰凌措施的情况第条当发生特大洪水暴雨暴风强烈地震和重大工程事故时管理单位应及时进行特别检查对工程的损坏程度以及各项检查情况应及时报告上级主管部门第条橡胶坝工程进行定期观测的主要任务是一监测水文气象水流流态对工程状况和运
18、行情况应进行分析研究提出观测成果报告为运行管理提供科学依据观测项目可根据工程具体情况拟定二根据观测得到的资料对建筑物设计原理计算方法计算指标和施工方法等进行验证第三节养护与维修第条为维护橡胶坝工程完整安全管理单位必须对坝袋土建工程和充排设备等进行经常性养护和定期维修第条根据检查与观测发现工程运行不正常现象应及时采取措施进行处理如发生事故应立即上报主管部门同时采取措施防止事故扩大减少损失第条养护维修一般分为经常性的养护岁修和大修一经常性的养护根据经常检查发现的缺陷和问题进行日常的养护和局部修补保持工程设施清洁完整二岁修根据定期检查发现的缺陷和问题对工程设施进行必要的修补和局部改善三大修根据特别检
19、查发现工程和设施严重损坏修复工作量大技术又比较复杂时管理单位应报请上级主管部门组织有关单位研究制订专门的修复计划报批后执行第条坝袋养护修理一为延长坝袋的使用年限可在坝袋表面涂刷防老化涂层防老化涂层的施工工艺和方法可参见附录五二必须及时清除袋体和底板上的砂石等杂物排除河中危及坝袋安全的漂浮物三当坝袋破损时应根据损伤程度采用不同的修补方法详见附录五四当坝袋破损严重又无法修补时根据原设计要求更换新的坝袋第条土建工程养护维修基础底板岸墙护坦铺盖海漫等发生变形和破损应按设橡胶坝技术指南计要求修复特别是坍落区必须消除麻面和孔洞保证其平整光滑第条充排设备和锚固件养护修理一对于金属锚固件和充排设备中的管道闸阀
20、等易锈蚀构件应定期除锈和涂刷防锈层二必须随时排除滞留在充排水口和安全溢流孔内的淤积物及其它杂物三坝袋锚固件发生松动和损坏必须及时维修加固或更换以确保坝袋的密封性能和安全四充排设备如电动机水泵空压机法兰闸阀等出现故障或损坏必须按有关机械的要求及时排除修复或更换第四节控制运用第条管理单位应根据建坝用途和工程特点制定运用方案和操作规程经上级主管部门批准后管理人员必须严格执行第条严禁坝袋超高超压运用即充水或气不得超过设计内压力单向挡水的橡胶坝严禁双向运用第条汛期应与上游水文站水库管理部门联系根据气象和水文预报及时掌握水情提前采取有效措施在洪水到来之前及时坍坝以保证河道有足够的过水断面泄洪第条修建在多沙
21、河流上的橡胶坝工程应采取措施排沙防淤第条坝顶溢流时应避免坝袋发生振动可调节坝高来控制坝袋使其在微振或无振动的情况下安全运用第条寒冷地区的橡胶坝应坍坝越冬若不能停止运用则应在临水面开凿冰槽或采用压缩空气泡使冰层与坝体隔离冰凌过坝时对坝袋应采取保护措施做好坝袋的安全防护第条对于多跨橡胶坝首先充胀中间孔或不耐冲刷岸一侧的坝袋坍坝时应先坍落耐冲岸一侧坝袋在进行错开坍坝时后倒伏的坝袋不易坍落需按具体情况定出可行的操作方法橡胶坝技术指南附录一橡胶坝泄洪能力计算橡胶坝泄洪能力可按堰流基本公式计算附式中过坝流量坝长计入行近流速水头的堰顶水头流量系数淹没系数可取宽顶堰的试验数据堰流侧收缩系数与边界条件有关橡胶坝
22、流量系数的主要影响因素有泄流量上下游水位溢流量的坝高袋内压力坝袋锚固型式充胀介质等概括起来说一是堰流的水力条件二是堰的几何边界条件根据模型试验数据分析橡胶坝的流量系数界于宽顶堰与曲线型实用堰之间坝袋完全坍平时可视作宽顶堰流量系数坝袋充胀时则为曲线型实用堰流量系数橡胶坝在运用中流量系数可按如下公式计算单锚固充水橡胶坝流量系数附式中坝袋内压水头运行时充胀的实际坝高坝上游水深坝下游水深以上各值均以袋底为基准面溢流时的坝高可直接量测或用下式计算附式中设计坝高双锚固充水橡胶坝流量系数附附双锚固充气橡胶坝流量系数附附公式适用范围是橡胶坝技术指南附录二坝袋设计计算方法坝袋设计计算主要包括坝袋拉力坝袋周长及单
23、宽坝袋容积的计算等计算方法有种数解法查表格法图解法橡胶坝在运用过程中常出现下列种计算情况见坝袋设计计算情况表附表第种情况仅在坝袋安装完毕后或检修时试充水检查时出现第种第种情况在运用中经常出现第种第种情况在坝顶溢流时出现坝顶溢流时坝袋在外部荷载的的作用下断面形状发生变化袋内水气从安全溢流设施排除在设计中按第种情况进行计算即上游水位等于设计坝高下游无水的情况现按充水或充气式坝袋分别简述如下一充水式橡胶坝数解法坝袋拉力分径向拉力和纬向拉力径向拉力在设计情况时采用的计算公式为附校核情况当出现第种情况时近似计算公式同附当出现第种种情况时计算公式为附式中坝袋径向拉力水的容重内压水头设计坝高下游水深坝袋的纬
24、向拉力计算较为复杂当坝袋充胀后由于锚固线的约束各部位的受力情况不同试验表明袋壁的最大纬向拉力均较径向拉力小坝袋中段的纬向拉力可取径向拉力的两端附近折皱区受力情况比较复杂可按径向拉力计算坝袋周长坝袋充胀后断面形状如第种情况将坝袋外形分成个部分上游坝面弧长下游坝面弧长上游坝袋贴地长度下游坝袋贴地长度进行计算见附图采用单锚固线式坝袋有效周长为附采用双锚固线式的坝袋有效周长为附贴地处可用底垫片或不用底垫片其设计底垫片有效长度为坝袋和底垫片加工时要加上锚固所需的长度橡胶坝技术指南实际周长坝袋底垫片附上述几式中上游坝袋贴地长度表坝袋设计计算情况表坝袋设计计算情况计算简图说明充水试验正常运用坝袋受力较大常做
25、为设计荷载情况河道中常见溢流情况溢流情况注设计坝高上游水深溢流水深内压水头下游水深附上游坝面长度上游坝面中心角橡胶坝技术指南当时附当时下游坝袋贴地长度附和可查椭圆积分表其公式表达式为第一类全椭圆积分第二类全椭圆积分下游坝面弧长附坝袋单宽容积附式中上游坝袋容积下游坝袋容积用数解法计算精度较高但比较繁琐也很费时为了加快计算速度节省大量的计算工作量根据数解法公式经电算得出坝袋各要素数据制成表格以供查用查表格法从数解法的公式中可以看出在为定值时坝袋周长及曲率半径与坝高成正比袋壁拉力及坝袋单宽容积与坝高的平方成正比因此取坝高上游水位等于设计坝高下游无水情况下的坝袋计算结果制成充水式坝袋设计参数表见附表根
26、据已知坝高和选定内压比时查表得出坝袋设计的有关参数和即可计算出坝袋径向拉力坝袋周长和单宽容积此法精度符合设计要求计算迅速现已被广泛采用橡胶坝技术指南附表充水式坝袋设计参数表橡胶坝技术指南续表橡胶坝技术指南续表例如某橡胶坝工程设计坝高为求坝袋周长及坝袋单宽容积取内压比时查附表得出求得坝袋径向拉力坝袋周长坝袋单宽容积图解法根据袋壁为薄膜结构的特点当坝袋受内压及外压变形后各点的拉力可近似认为是常数按公式附求坝袋各点的曲率半径进行图解附式中曲率半径坝袋袋壁上某点的内外压差橡胶坝技术指南袋壁径向拉力袋壁某点高度绘图步骤按式附计算各分段内的当上游水位与坝顶齐平时则上游坝面各点的静水压力是常数即上游坝面形状
27、为一等曲率半径圆弧线以为圆心为半径绘出上游坝面半圆弧线下游坝面承受的静水压力值随高度而变化即随而变化故下游坝面为变曲率的曲线按坝高将下游袋壁段分成若干等份一般分为等份便于分段制图并近似的认为各等分段内曲线的曲率半径为常数代入公式附求出相应的变曲率半径即此段内的曲线为一圆弧根据计算出的圆弧半径从坝顶开始依次连续绘出下游段的坝袋形状并与基础底面相切构成充胀后的坝袋外形见附图从图中量出坝袋周长贴地长度和单宽容积图解法比较简单绘图比例尺选取大些则精度可满足设计要求设计作图时常采用这种方法附图充水坝袋外形二充气式橡胶坝数解法由于充胀介质是空气充胀挡水时的坝袋形状不同于充水式坝袋当上游水位等于设计坝高下游
28、无水时坝袋剖面形状见附图附图充气坝计算图袋壁拉力假定坝袋本身的重量忽略不计坝袋充气的内压正比于设计坝高坝袋拉力的计算公式即附选择径向受力较大的坝袋拉力作为设计坝袋结构的依据坝袋周长橡胶坝技术指南附式中的下游坝面弧长计算公式为附上游坝面弧长的公式可用积分法或化成椭圆积分标准形式查椭圆积分表附坝袋贴地长度的计算式为附上述各式中引用到椭圆积分标准形式的记号第一类椭圆积分第二类椭圆积分第一类全椭圆积分第二类全椭圆积分坝袋单宽容积附式中为下游面坝袋的容积计算公式为附上游面坝袋的容积为附查表格法根据上面导出的公式取坝高时计算出为定值时坝袋拉力周长及单宽容积的数值制成充气式坝袋设计参数表附表根据已知坝高和选
29、定内压比时查附表得出坝袋设计的有关参数和即可计算出坝袋径向拉力坝袋有效周长橡胶坝技术指南单宽容积计算精度符合设计要求计算迅速图解法用图解法绘出坝袋外形及有关参数下游部分由于下游无水袋壁只承受内压故坝袋为半圆形其半径为附上游部分将坝袋分成若干等份其各段半径为附具体作图步骤以为圆心为半径绘出下游半圆根据内外压力差分段计算上游各分段的半径半径中有无穷大及负值出现负值成反弧而无穷大半径是正负半径的转换段绘出下游部分外形以为圆心为半径将弧延长交于第一等分中点的处在的延长线上量取半径以点为圆心作弧交于第二等分中点处在的延长线上量取半径以点为圆心作弧交于第三等分中点的处按以上方法顺序绘出上游坝袋外形如附图的
30、充气坝外形图从图中量出坝袋有效周长和坝袋剖面面积乘以单宽长度即得出单宽容积附表充气式坝袋设计参数表橡胶坝技术指南续表附图充气坝袋图解法示意坝袋外形与内压比有关当大于时则出现反弧段取坝高时不同的内压比坝袋外形图见附图附图充气坝与的关系曲线橡胶坝技术指南附录三坝袋胶布技术标准胶布系由单层或多层纤维织物帆布与橡胶粘合而成一坝袋帆布必须具有如下性能有足够的抗拉强度和抗撕裂性能柔曲性耐疲劳性耐水浸泡及耐久性好与橡胶具有良好的粘合性能重量轻加工工艺成熟等二对坝袋胶料的基本要求是耐大气老化耐水性好耐浸蚀耐磨损有足够的强度在寒冷地区要有抗冻性等三胶布的胶层厚度必须满足其防渗抗磨和耐久性厚度规定于附表附表胶层厚
31、度外覆盖胶夹层胶内覆盖胶四坝袋使用胶料的技术标准必须达到或超过附表的标准五坝袋使用的帆布和胶布技术标准必须达到或超过附表技术标准六坝袋出厂前应按指南要求或按双方合同规定的特殊要求进行质量检验检测报告随产品提供给用户附表坝袋胶料技术标准项目单位外层胶夹层胶或内层胶底垫片胶试验标准扯断强度扯断伸长率扯断永久变形硬度召尔度脆性温度热空气老化扯断强度扯断伸长率热淡水老化扯断强度扯断伸长率体积膨胀率橡胶坝技术指南续表项目单位外层胶夹层胶或内层胶底垫片胶试验标准臭氧老化温度拉伸磨耗量阿克隆屈挠性万次注化学工业部标准国家标准附表锦伦胶布技术标准坝袋型号帆布强度型号经强纬强胶布强度型号经强纬强备注指锦纶坝袋指
32、适用于高的坝指每层帆布经向强度指帆布的层数即层指锦纶帆布附录四锚固构件计算我国橡胶坝工程采用的锚固结构型式共有种螺栓压板式锚固楔块挤压式锚固胶囊式充水锚固第种常用型式一螺栓压板式锚固螺栓计算荷载取决于坝袋径向拉力见附图取长度内进行计算橡胶坝技术指南式中是由坝袋水平拉力引起由坝袋垂直分力引起考虑残余锁紧力乘以所以故附式中安全系数一般大于袋壁径向拉力螺栓间距螺栓间距与采用的压板刚度有关根据经验常采用的螺栓间距为附图压板锚固受力计算图每根螺栓的荷载按下式计算附式中长度内螺栓数栓紧力及扭转力的影响系数一般取螺栓直径的计算公式为附式中每根螺栓的荷载螺栓允许拉应力螺栓埋深埋深决定于螺栓与混凝土间的平均粘着
33、力一般可取为保证螺栓的牢固性应在螺栓底端弯勾或开叉压板弯矩计算坝袋拉力作用在压板上产生的弯矩力臂按螺栓中心至压板边缘的距离计算即附式中力臂安全系数一般取压板拉应力按材料力学公式计算附式中螺栓允许拉应力压板弯矩抗弯截面系数常用的压板有型钢铸铁件和钢筋混凝土块体二楔块挤压式锚固橡胶坝技术指南锚固槽设计楔块锚固受力计算见附图按悬壁梁计算受力弯矩附附式中袋壁拉力槽壁弯矩槽深即为悬壁梁长度凹槽宽也即悬壁长度楔块挤压超载系数取附图楔块锚固受力计算图挤压强度计算槽内袋壁和槽壁之间的摩擦力与的关系式为附式中动荷载系数前楔块槽壁与坝袋间的摩擦力后楔块与槽壁间的摩擦力抗压应力附式中由产生的挤压力混凝土允许压应力槽
34、内袋壁与混凝土槽壁间的接触面积由于锚固槽内受力比较复杂锚固槽最初受楔块挤压这个挤压力很难估算在坝袋充胀后锚固槽受到坝袋拉力作用带动前压块上升槽前壁受到了摩擦力同时带动压轴挤压前楔块其作用结果是挤压后楔块向上位移总之楔块挤压式锚固的计算较难以上公式的粗略估算仅供结构配筋用重要工程应由锚固结构试验确定楔块设计在橡胶坝工程运用中楔块承受力是正压力可不必配筋但考虑到楔块在安装时受锤击打紧故在楔块中可适当配筋为便于施工和易于打紧锚固件一般前楔块长后楔块块前楔块对应块后楔块后楔块高度比前楔块稍低为宜压轴采用圆木钢管或橡胶辊直径三胶囊充水式锚固锚固力锚与槽形和充胀内水压力有密切关系锚固槽尺寸槽形见附图槽形为
35、椭圆长半轴和短半轴的比值比较优越槽口下沿宽度为上沿宽度为充水胶囊周长粘接缝宽度锚固槽强度设计按悬壁梁计算附式中弯矩锚固槽长半轴附橡胶坝技术指南附图胶囊充水锚固式中混凝土拉应力抗弯截面系数截面宽度截面高度混凝土允许拉应力锚固力计算公式为式中胶囊充胀工作内水压力综合系数附录五坝袋的修理一防老化涂层为延长坝袋的使用年限在坝袋表面可涂复耐防老化涂层涂层种类目前采用的防老化涂层有种氯丁橡胶改性涂层价格较低粘附力强自硫化快防老化效果良好但是难以做成彩色涂料氯磺化聚乙烯涂层具有优异的耐阳光耐臭氧耐大气老化等性能还有耐燃烧耐化学腐蚀吸水性低可以制成彩色涂料防老化性能比氯丁橡胶改性涂层好聚醚酯聚氨脂涂层具有强度
36、高弹性好耐臭氧及紫外线辐射的作用可制成彩色涂料防老化效果优良施工工序施工工序步骤如下坝袋需涂的表面必须清洗干净需涂部位打磨成粗糙面并用汽油擦拭干净用油漆刷醮上配制好的涂料涂刷在已打磨干净的坝袋表面上坝内层涂遍坝面层涂遍次序是先涂内层按坝袋的水流方向先纵刷一遍待干后再横刷一遍后涂面层亦按水流方向先纵刷一遍待干后再横刷一遍最后再纵刷一遍如此交替进行每遍间隔时间以溶剂挥发干涂层不沾手为宜涂完后让其静置才能使用注意事项涂防老化涂层应注意以下事项施工不宜在阴雨潮湿或风沙大的天气进行涂刷时必须上下左右均匀用力不偏刷不流挂不干拖被涂表面有刷毛水滴污物等应及时清除干净涂层未干透时切勿随意折叠碰击或踩踏二坝袋修
37、补修补方法视坝袋破损的部位和大小来选用修补方法在水上的部位可用冷粘法修补在水下部位则采橡胶坝技术指南用水下抢修法粘接修补修补步骤首先将破坏处用抹布清洗干净用砂轮或锉把破损处以及被粘胶片胶布打磨起毛胶屑用毛扫和汽油清除干净然后在干净的打毛面上涂刷事先配制好的胶粘剂遍每遍间隔时间视当地天气而定以溶剂挥发干不粘手为准然后将粘接的两面对正贴合由中部向四周逐步压实用手滚木棍来回压紧最后用夹具砂袋重物平压在被粘物上停放后才可使用注意事项不宜在低温和潮湿雨天下进行修补最适宜的环境温度为相对湿度为以下修补的胶布胶片面积必须大于受损面积粘合胶面应打毛和清洗干净后才能涂上胶粘剂打毛时要求平整均匀无亮处但不能损伤布层胶粘剂要涂刷均匀不应过厚或有疙瘩溶剂未挥发干不宜过早过迟粘合水下抢修坝袋在运行中当出现小的孔洞漏水时可用塔式急救塞橡胶塞堵孔如贯穿孔较大或局部撕裂面积较大时可采用钢板螺栓组合的夹补法抢修注意点是底垫压板与螺栓头先焊牢以免拧紧螺帽时螺栓转动用手摇钻沿破损面的孔部周边钻孔用螺栓压板将裂口盖密实夹紧不得漏水待有条件时将螺栓压板拆除在现场干燥条件下进行粘接修补附加说明橡胶坝技术指南主编单位和编写组成人员主编单位水利水电科学研究院编写组成人员名单水利水电科学研究院水利所陆吾华四川省水利水电勘测设计院胡明亮广东省水利电力勘测设计院伍培超安徽省灵壁县水利局林凤彩辽宁省大连市水利局李心蕊橡胶坝技术指南
