□楊佳棟

橡膠壩是將壩袋按設(shè)計要求錨固于底板或端墻成封閉體，通過連接壩袋和充排系統(tǒng)管道及動力控制設(shè)備，用水（氣）將其充脹形成的袋式擋水壩。橡膠壩可升可降，既可充壩擋水，又可塌壩過流；壩高調(diào)節(jié)自如，溢流水深可控，起到閘門、滾水壩和活動壩的作用。橡膠壩樞紐工程等級最高為Ⅱ等，大多為Ⅳ等、Ⅴ等，其運用條件與水閘相似，并廣泛用于河道防洪、渠道灌溉、小水電站運行、地下水回灌及城市水環(huán)境治理等工程中。隨著更多橡膠壩建設(shè)，橡膠壩安全運行得到更多的重視，橡膠壩安全風(fēng)險調(diào)查，可為橡膠壩安全評價指標體系構(gòu)建提供準確、真實的數(shù)據(jù)支撐，為系統(tǒng)、規(guī)范開展橡膠壩安全評價提供支撐。

1.橡膠壩結(jié)構(gòu)調(diào)查分析

1.1 基礎(chǔ)土建

橡膠壩壩基結(jié)構(gòu)主體工程部分主要為壩底板、中邊墩、壩體段連接翼墻、上下游護坡（護岸）。壩體上游設(shè)防滲鋪蓋或地下防滲墻體，壩體下游設(shè)消力池、海漫、防沖槽等工程與壩底板相連接。橡膠壩壩底板通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壩底板主要是承載和錨固密封橡膠壩袋，使其成為一個完整的壩體?；炷翂蔚装宀坏休d來自壩袋的自重，還要承載壩體內(nèi)的水重和壩袋外部的不同水壓力等荷載。壩底板是橡膠壩壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成中的重要組成部分，不但承受來自外力的荷載，同時它還對橡膠壩砂石基礎(chǔ)起到緩解受力和保護作用。上游翼墻主要起到橡膠壩壩基段和上游岸坡的連接作用，使水流在進入壩體斷面內(nèi)能夠平順通過橡膠壩泄流。下游翼墻作用是使過壩水流能夠均勻、平順擴散。護坦主要作用是通過結(jié)構(gòu)布設(shè)消除過壩水流能量，避免水流長期沖刷影響壩體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。海漫一般采用漿砌石或石籠，海漫與護坦（消力池）的出口緊密相連，起到二次消能作用。

1.2 擋水壩體

橡膠壩的擋水壩體指錨固在底板和墩（墻）上的橡膠壩袋，橡膠壩的擋水壩體由橡膠壩壩袋膠布、壩體內(nèi)充脹介質(zhì)和壩袋錨固系統(tǒng)3部分組成。擋水壩體是橡膠壩樞紐工程的主體性擋水建筑物，帆布是壩袋膠布的骨架材料，通過浸膠等工藝流程，使帆布纖維表面形成一層完整膠膜。它不但是壩袋內(nèi)充脹介質(zhì)和壩袋外水壓力承載的主體，而且通過選型、搭接等技術(shù)手段，可起到穩(wěn)定壩袋膠布尺寸的作用。因此帆布強度、厚度的大小直接影響到橡膠壩建設(shè)規(guī)模和橡膠壩運行安全穩(wěn)定性。橡膠層通常分為外層、夾層和內(nèi)層，起到保護并粘結(jié)壩袋膠布的各層帆布，和帆布融為一體，來承擔(dān)外部荷載的作用，其性能好壞直接影響壩袋使用壽命長短。壩袋應(yīng)選取具有較高耐老化、耐腐蝕、耐磨損性能，有足夠強度，能夠滿足高熱、高寒等特殊自然環(huán)境下技術(shù)指標的橡膠壩袋。橡膠壩錨固系統(tǒng)是采用錨固構(gòu)件，將橡膠壩袋膠布沿其錨固線安裝固定在壩底板和岸墻（中墩）上，橡膠壩壩袋錨固結(jié)構(gòu)應(yīng)用最多的是螺栓壓板式錨固，其次為楔塊擠壓式錨固和膠囊充水式錨固。不同型式錨固構(gòu)件的選用是按工程規(guī)模、加工條件、耐久性、施工維修等條件，經(jīng)綜合經(jīng)濟比較后選定，錨固系統(tǒng)的完整、安全使用是橡膠壩壩袋能夠長期安全并穩(wěn)定擋水的決定因素。

1.3 控制和安全觀測系統(tǒng)

橡膠壩控制和安全觀測系統(tǒng)包括充排水管路和動力設(shè)備的控制運行，用于橡膠壩體超壓溢流和上、下游水位觀測的安全及檢測裝置等，它是橡膠壩工程運行的關(guān)鍵組成部分，任何一項設(shè)備缺失和受損，都將影響橡膠壩安全運行。橡膠壩控制安全監(jiān)測系統(tǒng)的使用是綜合調(diào)度、相互聯(lián)動的，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，合理調(diào)節(jié)橡膠壩壩高，高效利用水資源。控制系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)壩袋的充排和實際運行的調(diào)節(jié)。橡膠壩安全與觀測系統(tǒng)是對橡膠壩袋充水（氣）的超壓溢流或排氣，進行壩袋內(nèi)壓力監(jiān)測和上、下游水文觀測。

2.橡膠壩運行安全風(fēng)險要素調(diào)查分析

2.1 壩基運行安全風(fēng)險

壩基安全主要風(fēng)險要素表現(xiàn)為設(shè)計或施工原因，壩基出現(xiàn)滲漏、淘刷等，壩基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉陷、傾倒等現(xiàn)象；自然環(huán)境或人為破壞原因，壩基實體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)受損現(xiàn)象；運行管理不盡職原因，庫區(qū)清淤或維養(yǎng)不及時，壩基部分結(jié)構(gòu)不能發(fā)揮功能；其它樞紐附屬工程失事，造成壩基受損；遇超標洪水或地震等不可抗力，造成壩基受損。

2.2 壩體運行安全風(fēng)險

壩袋安全主要風(fēng)險要素表現(xiàn)為設(shè)計或施工原因，造成壩袋密封性和內(nèi)壓力變化異常；受自然環(huán)境影響，壩袋出現(xiàn)老化現(xiàn)象；多年的運行導(dǎo)致壩袋出現(xiàn)褶皺、磨損、破損現(xiàn)象；壩袋達到壽命后，超期運行，壩袋出現(xiàn)變形、撕裂等現(xiàn)象；人為破壞導(dǎo)致壩袋出現(xiàn)破損、撕裂、潰壩現(xiàn)象；遇超標洪水或地震等不可抗力，造成壩袋失去功能。錨固結(jié)構(gòu)安全主要風(fēng)險要素表現(xiàn)為設(shè)計或施工原因，錨固結(jié)構(gòu)失效，導(dǎo)致壩袋不能正常運行；多年運行導(dǎo)致錨固構(gòu)件出現(xiàn)磨損、松動、銹蝕、腐蝕、劈裂等現(xiàn)象；運行管理不盡職，庫區(qū)清淤或維養(yǎng)不及時，加速錨固構(gòu)件的磨損、破壞。

2.3 控制運行安全風(fēng)險

控制系統(tǒng)安全主要風(fēng)險要素表現(xiàn)為多年的運行，管路、設(shè)備和設(shè)施腐蝕嚴重，導(dǎo)致控制系統(tǒng)部分或全部失靈；人為操作不當，導(dǎo)致控制系統(tǒng)失靈。運行管理安全主要風(fēng)險要素表現(xiàn)為運行管理機構(gòu)和制度建設(shè)不健全，工作開展不規(guī)范；日常巡查、檢查等不到位，不能及時排除安全風(fēng)險；庫區(qū)清淤、運行維養(yǎng)和技術(shù)改造等滯后，導(dǎo)致工程存在安全風(fēng)險。

2.4 主要風(fēng)險點構(gòu)成分析

影響橡膠壩運行安全風(fēng)險要素調(diào)查工作是在總結(jié)橡膠壩安全運行的機構(gòu)設(shè)置、管理制度建設(shè)、檢查與觀測等常態(tài)化因素基礎(chǔ)上，結(jié)合橡膠壩安全運行難點和關(guān)鍵問題，對壩基安全、壩袋安全、錨固結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)（充排管道、電氣設(shè)備、機電設(shè)備）、運行管理、規(guī)劃功能、環(huán)境條件等方面開展運行安全風(fēng)險要素調(diào)查。通過對全國范圍內(nèi)31個?。ㄖ陛犑校?3個城市的192道橡膠壩進行運行安全風(fēng)險要素調(diào)查評估。調(diào)查統(tǒng)計分析出影響橡膠壩安全運行主要風(fēng)險要素626項，主要由壩基、壩袋、錨固結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)運行安全和運行管理等方面構(gòu)成。

2.5 主要風(fēng)險因素復(fù)核分析

橡膠壩工程主要風(fēng)險要素是在對實體工程檢查和檢測基礎(chǔ)上形成的，要根據(jù)風(fēng)險大小和影響程度，對工程設(shè)計條件開展復(fù)核分析，主要因素為橡膠壩施工未達到設(shè)計指標，導(dǎo)致工程無法正常運行，進行設(shè)計條件復(fù)核；工程實體發(fā)現(xiàn)滲漏、淘刷和壩基結(jié)構(gòu)變形等，對地基承載、抗?jié)B穩(wěn)定、消能防沖等設(shè)計指標進行復(fù)核；當原河道區(qū)域規(guī)劃已改變，或樞紐工程功能已調(diào)整，對設(shè)計洪水標準、泄流能力和安全監(jiān)測等指標進行復(fù)核；當河道水環(huán)境質(zhì)量發(fā)生質(zhì)變，則需要重點對壩袋和錨固結(jié)構(gòu)的設(shè)計指標進行復(fù)核。

3.橡膠壩運行安全風(fēng)險分析

通過對影響橡膠壩運行風(fēng)險要素的統(tǒng)計分析，按各主要風(fēng)險要素影響橡膠壩運行安全風(fēng)險度比分別為：壩袋安全方面152項，占比24.28%；錨固結(jié)構(gòu)方面83項，占比13.26%；壩基安全方面108項，占比17.25%；控制系統(tǒng)方面（充排、電氣、機電）143項，占比22.84%；運行管理方面140項，占比22.37%，見表1。

表1 影響橡膠壩安全運行風(fēng)險調(diào)查評估分析

通過調(diào)查分析，影響橡膠壩運行安全主要風(fēng)險從重到輕依次為橡膠壩壩袋安全、控制系統(tǒng)、運行管理、壩基安全和錨固結(jié)構(gòu)，其它為橡膠壩的規(guī)劃功能和環(huán)境條件等因素。

4.橡膠壩安全評價指標結(jié)構(gòu)

橡膠壩安全風(fēng)險度調(diào)查分析，是建立橡膠壩安全評價指標體系關(guān)鍵部分。根據(jù)橡膠壩袋安全、控制系統(tǒng)、運行管理、壩基安全和錨固結(jié)構(gòu)等風(fēng)險，結(jié)合橡膠壩安全評價典型范例，建立橡膠壩安全評價指標結(jié)構(gòu)。調(diào)查分析可知，影響橡膠壩工程安全因素多而復(fù)雜，對評價指標的擬定原則是定量研究橡膠壩工程安全狀況基礎(chǔ)，其擬定是否恰當，將直接關(guān)系到最終評價結(jié)論是否合理可靠。評價指標應(yīng)將以盡量少的、主要的、具有代表性的安全綜合評價指標用到橡膠壩的安全評價中去。橡膠壩安全評價指標具體組織結(jié)構(gòu)劃分，見圖1。

圖1 橡膠壩安全評價指標框架圖

5.結(jié)語

橡膠壩安全風(fēng)險調(diào)查分析可為橡膠壩工程風(fēng)險辨識與管控提供重要參考依據(jù)，為橡膠壩安全評價指標體系構(gòu)建提供準確、真實的數(shù)據(jù)支撐，為規(guī)范開展橡膠壩安全生產(chǎn)標準化創(chuàng)建和安全鑒定工作提供有力保障。