充氣壩工程設計

一、袋體設計包括：
1．壩袋結構選型；
2.內壓比的選擇；
3.安全系數(shù)的選擇；
4.袋壁拉力計算；
5.壩袋膠布結構設計；
6．壩袋周長計算；
7.壩袋充脹容積計算等。
二、壩袋結構選型
①堵頭：西岸大渠底寬30米，經(jīng)過多年的運用，渠道邊坡已被沖蝕接近零，并趨于穩(wěn)定，渠槽近似矩形，為維持原渠斷面，故選用直墻堵頭（枕式）橡膠壩，其優(yōu)點是充脹后壩袋全長斷面相同，不起折皺，壩袋受力分布比較均勻，經(jīng)向拉力基本上是主拉應力，符合按薄膜理論計算值；材料強度也能充分發(fā)揮；不改變原渠斷面，過壩水流平順。
②充氣：該壩主要在冬季運用。沒有溢流要求，在嚴寒地區(qū)采用充脹介質是空氣。其主要優(yōu)點是袋內空氣不會結冰，仍可調節(jié)高度運用。充脹介質易于確保，壩袋外形近似球狀，周長較充水壩短，相應底板土建工程也省一些，充氣管徑小而且較短。投資省。
③雙層袋囊（設內外袋）：充氣壩要求氣密性很高，有針尖大的小孔則會泄氣影響壩高，故借用汽車輪胎的原理，在壩袋內增設一層厚度1.5毫米的內壩袋，壩體為雙層袋囊以確保工程的安全可靠。
根據(jù)自然條件和使用要求，選定為充氣式堵頭雙層壩袋結構形式。
根據(jù)橡膠壩結構的特點及工作狀況，計算的基本原理是認為壩袋為薄膜柔性結構，只承受相等的拉力，不承受切力和彎矩，壩袋內內接圓筒理論計算，忽略壩袋自重及伸長率的影響，按平面問題考慮。
三、錨固結構形式的選擇
橡膠壩能否穩(wěn)定地起到擋水作用，錨固是關鍵環(huán)節(jié)。錨固的作用是將壩袋膠布固定在基礎底板和端墻上，形成一封閉袋囊。通過錨固構件將壩體所承受的力傳遞到基礎。國內外常用的錨固類型有穿孔錨固和不穿孑L錨固兩類，錨固構件形式有三種：螺栓壓板式錨固；楔塊擠壓式錨固和膠囊充水錨固。本工程選用穿孔式螺栓鋼壓板單線錨固結構。其優(yōu)點是氣密性好。造價雖比鋼筋混凝土楔塊錨固高一點，但裝卸方便，用工少，結構安全，較適應于新疆的施工條件。
四、安全裝置
為了防止充氣過量而引起壩袋破壞，要設安全裝置，一般可用安全閥或水封管或U型管裝置等，當壩袋充氣超過設計氣壓，或由于上游水位升高而超過設計氣壓時，安設的安全閥或水封管，或U型管，便可起到排除壩袋內超過的氣壓，保證壩袋安全運用。
五、土建工程施工
橡膠壩的底板、直立式岸墻，上游鋪蓋和下游護坦的施工，與一般水利工程要求一梢于某些部位有其獨特要求，如混凝土底板的質量要求，不僅要達到設計強度指標，符合設計尺寸，而且底板表面不得出現(xiàn)粗糙凹凸現(xiàn)象，特別是壩袋坍落段，必須平整光滑。坍落段進行抹面處理，以防磨損壩袋。
1、錨固構件的埋設
澆筑基礎底板時，在錨固線部位預留深40厘米，寬20厘米的二期混凝土槽；螺栓與墊板在二期混凝土前拼裝。錨固螺栓加上、中、下三條橫向鋼筋焊接為一整體，固定時保螺栓成一直線，間距為25厘米；墊板連同螺栓放人二期混凝土槽后，應先調整平面位置，保證二期混凝土澆筑時，每個螺栓位置準確，符合設計要求。
2、管道及機房設備施工
管道位置高程應嚴格控制，特別是與橡膠壩袋連接的管口。各管道連接處絕不能漏氣。機房內部管道采用法蘭接頭。壓縮機和電源安裝前應進行檢查。
3、壩袋安裝
安裝前的準備：將加工好的壩袋展開進行尺寸檢查；發(fā)現(xiàn)有磨損處要修補好。按圖紙檢查螺栓的位置，如有出入要校正。準備安裝工具并且先將內壩袋粘結成封閉形，兩端留出未粘結段。以便安裝人員進壩袋安裝充氣膠管后，才粘結封死。
4、壩袋就位：將壩袋錨固線對準基砒底板上的錨固線，按設計螺距25厘米，用皮帶沖打眼。先將內壩袋裝入外壩袋，安裝充氣管口、主管和支管。將分成三段的充氣膠管用三通連接，并在膠管上鉆叫6小孔，以便充排氣暢通。