□楊鵬偉(內(nèi)鄉(xiāng)縣湍河橡膠壩管理處)
近年來,內(nèi)鄉(xiāng)縣為打造“旅游名縣”,相繼在湍河城區(qū)段上下10km建成3級(jí)橡膠壩,蓄水面積達(dá)320hm2,蓄水能力達(dá)480多萬立方米,配套修建了沿河兩岸9.5km的濱河路,并進(jìn)行綠化、美化,新增濕地保護(hù)面積3萬余公頃,使內(nèi)鄉(xiāng)城區(qū)成為綠城、水城、生態(tài)城,成為內(nèi)鄉(xiāng)旅游的一張名片。在已建成的3級(jí)橡膠壩中,壩袋錨固有2種型式,一種為混凝土楔塊錨固,另一種為螺栓壓板錨固。前者在更換壩袋時(shí)楔塊及錨固槽都易被破壞,給后續(xù)施工及維護(hù)帶來困難,后者安全性能高、壩袋更換簡(jiǎn)單快捷,因而被橡膠壩設(shè)計(jì)、施工廣泛采用。
橡膠壩是一種隨著高分子合成纖維和橡膠工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的新型低水頭建筑物,它以高強(qiáng)力合成纖維為骨架,內(nèi)外涂敷橡膠為保護(hù)層制成壩袋,袋內(nèi)注水或充氣充脹后控制水位,發(fā)揮灌溉、發(fā)電、防洪等綜合效益。目前,橡膠壩技術(shù)的推廣與應(yīng)用,越來越受到河道管理部門乃至當(dāng)?shù)卣年P(guān)注。
螺栓壓板錨固的設(shè)計(jì)主要是確定螺栓的直徑、間距、長度以及壓板的斷面。在設(shè)計(jì)時(shí),壓板不宜太長、太重,特別是壩體兩端邊墻的壓板,每塊壓板對(duì)應(yīng)的螺栓個(gè)數(shù)一般以4個(gè)為宜,太少會(huì)因個(gè)別螺栓的拉斷,造成同一壓板上的其它螺栓應(yīng)力過載而釀成事故;個(gè)數(shù)過多,在安裝時(shí)因安裝要求較高造成施工困難。
螺栓是將壩袋連接于壩體基礎(chǔ)上,承受連接板傳來的壩袋拉力。在壩體內(nèi)水重產(chǎn)生的摩擦力作用下,上袋片的拉力易將壩體袋由錨固壓板下抽出,因此要求螺栓在擰緊后有足夠的壓緊力,以防壩袋抽出。但由于鎖緊力難以控制,螺栓受力計(jì)算一般采用材料力學(xué)公式計(jì)算。螺栓長度按地腳螺栓考慮,取30倍螺栓直徑作為螺栓錨固預(yù)埋長度,用雙螺母固定,加防銹處理。為保證螺栓強(qiáng)力和螺紋的剪切強(qiáng)度的要求,螺紋規(guī)格要采用粗牙螺紋,螺栓材料鋼號(hào)要采用中高碳鋼制作。
為保證壓板在實(shí)際應(yīng)用中有足夠的強(qiáng)度,壓板應(yīng)采用16槽鋼(160mm×64mm×5mm),壓板的適宜施工長度為1m,槽鋼內(nèi)每隔2個(gè)螺栓孔要焊1塊厚度為10mm的加強(qiáng)肋板,加強(qiáng)肋板頂部要與槽鋼頂平,以增強(qiáng)壓板的整體剛性。
壩袋錨固槽施工要求錨固槽內(nèi)螺栓預(yù)埋尺寸準(zhǔn)確、表面平整。內(nèi)鄉(xiāng)橡膠壩采用預(yù)留二期混凝土澆筑錨固槽的方法。二期混凝土預(yù)留范圍內(nèi)不僅要考慮基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性,更要考慮施工便利。我們采用8mm厚、20cm寬的鋼板焊接成每5m一塊。在鋼板上量好尺寸鉆孔,將預(yù)埋螺栓根據(jù)設(shè)計(jì)的外露尺寸垂直焊接在鋼板上,然后用鋼筋支架將鋼板固結(jié)在二期混凝土槽內(nèi),二期混凝土澆筑時(shí)采用小型振動(dòng)棒振動(dòng),切忌碰到預(yù)埋物。待混凝土澆完尚未初凝之前應(yīng)再次核準(zhǔn)預(yù)埋螺栓的尺寸,發(fā)現(xiàn)有問題立即處理。
要將壩底的雜物全部清除,用水沖洗干凈。檢查管道內(nèi)小元釘和小碎石等雜物是否清除,防止底墊片受損而使壩袋漏水。
將底墊片鋪在底板上,上下游暫用混凝土壓軸固定,兩端用錨栓固定,同時(shí)開孔安裝進(jìn)出水口水帽。
底墊膠片安裝后,以壩袋中線與底板中線(指順?biāo)鞣较颍┫嘀睾蠟榭刂茦?biāo)準(zhǔn),將壩袋膠布平鋪在底墊膠片及下游底板上。
壩袋膠布鋪好后,按壩袋周長,刻畫出錨固線。先劃上下游,后劃兩端邊墻的錨固線(如在工廠加工時(shí)已刻畫好,可縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間)。
錨固時(shí),按照上游、下游、邊墻的順序進(jìn)行。在錨固底板時(shí),應(yīng)從壩軸中線開始向左右兩邊展開,錨固槽內(nèi)最底一層先鋪橡膠找平片,后鋪壩袋底墊片。為防漏水,在壩袋與底墊片之間應(yīng)放置止水海綿膠片,且其上、下面均用氯丁膠與壩袋及底墊片粘連,之后,將壩袋端頭從上方反折過來,在其上方再放置一層補(bǔ)強(qiáng)膠片。補(bǔ)強(qiáng)膠片、壩袋、止水海綿膠片、底墊片及找平墊片均需按螺栓位置進(jìn)行鉆孔。在補(bǔ)強(qiáng)膠片上部,需設(shè)置兩道Φ8mm通長鋼筋,鋼筋布好后上面放置16槽鋼壓板,保證錨固受力均勻。
螺栓有絲部分要用黃油涂抹,再放置墊片,上第1個(gè)螺母。在安裝螺母時(shí),螺母的擰緊程度根據(jù)廠家要求,結(jié)合施工實(shí)際,自制的套筒以100kg的力作用在1m力臂處直至擰到位為準(zhǔn)。
所有第1個(gè)螺栓經(jīng)檢驗(yàn)擰緊后,可以做壩袋充水試驗(yàn)。壩袋充滿水后,要仔細(xì)檢查壩袋四周漏水情況,如發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)做好標(biāo)記,待放水后進(jìn)行處理。
壩袋充滿水放置1d后將放水,逐個(gè)螺母進(jìn)行檢查,再安裝第2個(gè)螺母,依次類推安裝剩余的螺母。
螺母全部安裝后,用瀝青將槽鋼內(nèi)螺栓及螺母澆上,覆蓋一層塑料布,保證以后更換壩袋時(shí)螺栓能正常使用。最后用1∶2水泥砂漿將錨固槽其余部位封死抹平。
由于螺栓壓板堵頭式方案采用了平底板和堵頭壩袋,充水后壩袋斷面相同,不起皺折,沒有溢流損失,壩袋拉力分布比較均勻,是一種安全合理的方案,可在生產(chǎn)實(shí)踐中大力推廣。