分析中國(guó)橡膠壩技術(shù)的進(jìn)展，琴海橡膠壩經(jīng)驗(yàn)，值得推廣

琴海工業(yè)科技在橡膠壩工程建設(shè)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的專題研究是互相促進(jìn)，共同提高。25年來，在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的反復(fù)實(shí)踐中，在規(guī)劃選點(diǎn)、壩袋結(jié)構(gòu)和錨固的設(shè)計(jì)，壩袋制造工藝、監(jiān)測(cè)與管理以及模型試驗(yàn)技術(shù)等方面趨于完善和提高。
1 壩址選擇和工程總體布置的改進(jìn)
在橡膠壩工程建設(shè)的選點(diǎn)和總體布置中，除同其它閘壩工程建設(shè)應(yīng)考慮的一般原則外，還應(yīng)注意到橡膠壩袋壁薄和柔性特點(diǎn)。
(1)壩袋是很薄的橡膠制品，只有幾個(gè)毫米厚，易被刺傷或磨損。有了裂口如不及時(shí)修補(bǔ)便會(huì)迅速擴(kuò)大，甚至失去工作能力，所以，在選點(diǎn)時(shí)，一定要考慮有檢修壩袋的條件，或者在設(shè)計(jì)時(shí)創(chuàng)造檢修條件。
(2)壩袋屬于柔性薄殼結(jié)構(gòu)，對(duì)水流脈動(dòng)反應(yīng)靈敏，易發(fā)生共振。壩址應(yīng)選擇在水流平順及河流岸坡穩(wěn)定的河段，重要工程應(yīng)做水工模型試驗(yàn)。如廣東省黃燕橡膠壩、湖南省水渡河橡膠壩等未做水工模型試驗(yàn)，總體布置不當(dāng)，過壩水流態(tài)十分不平順，造成壩袋強(qiáng)烈振動(dòng)、
拍打而破裂。
(3)從水力學(xué)和橡膠壩運(yùn)用條件分析，建在溢洪道或溢流堰上的橡膠壩是理想的壩址。因壩后緊接陡坡段，無下游回流頂托，壩體不易產(chǎn)生振動(dòng)。在洪水季節(jié)，大量推移質(zhì)已在庫(kù)內(nèi)沉積，過流時(shí)不致磨損；即使有漂浮物沆過壩體，只要有一定深度的過壩水層保護(hù)，也不易
發(fā)生磨損。當(dāng)充壩擋水時(shí)下游無水，便于檢修壩袋下游部分；枯水期，上、下游均無水，更有利于對(duì)壩袋全面檢修。建在平原河道的橡膠壩，由于水流比較平穩(wěn)，河斷面較寬，能充分發(fā)揮橡膠壩跨度大的特點(diǎn)。在總體布置上要?jiǎng)?chuàng)造壩袋檢修條件，在運(yùn)用中要注意調(diào)節(jié)壩高來控制或避免發(fā)生振
動(dòng)。山區(qū)河道因坡陡流急，含有大量推移質(zhì)，對(duì)橡膠壩的工作條件極為不利。礓曲河段建橡膠壩較為不利。在水工總體布置要求合理，掌握壩薄和柔性的特點(diǎn)及運(yùn)行規(guī)律，才能獲得成功。如四川牧馬山橡膠壩，1976年建成至今運(yùn)行正常。廣東白垢電站橡膠壩，1974年建成，不僅發(fā)揮了工程效益，并使橡膠壩技術(shù)向前推進(jìn)一步。
3.2 壩袋結(jié)構(gòu)型式的創(chuàng)新
堵頭式的壩袋結(jié)構(gòu)型式，改善了壩袋折皺和應(yīng)力分布狀況。故在1975年后建成了一大批堵頭式橡膠壩，這是一項(xiàng)創(chuàng)新。此后又建成了分段橡膠壩。就是在一跨中將壩袋分段成型，聯(lián)接安裝。壩袋充脹時(shí)利用相鄰兩端的壩袋堵頭膠布互為支撐，維持平衡。在其中一段壩袋塌壩泄流時(shí)，則借泄流水深的壓力與未塌壩段的堵頭保持平衡，繼續(xù)擋水，達(dá)到分段控制的目的。其優(yōu)點(diǎn)是消中墩，獲得不阻水又減少工程量和又省經(jīng)費(fèi)的效果。
隨著水利水電事業(yè)的發(fā)展，要求興建更高的橡膠壩。分層和多袋式橡膠壩是針對(duì)橡膠壩堅(jiān)固性差的弱點(diǎn)和現(xiàn)有壩袋的加工條件，從設(shè)計(jì)上著手改進(jìn)壩袋結(jié)構(gòu)造型，試驗(yàn)研究一種既經(jīng)濟(jì)又適用于高壩的新型壩袋結(jié)構(gòu)。分層橡膠壩是分內(nèi)袋和外袋兩層。多袋式橡膠壩是將2個(gè)或3個(gè)壩袋迭加起來。下壩袋錨固在基礎(chǔ)上；中、上壩袋分別錨固在下、中壩袋袋壁上。上壩袋隨下、中兩個(gè)壩袋升降。這三個(gè)壩袋可以同時(shí)充脹，按設(shè)計(jì)高度擋水，也可以分別控制，根據(jù)需要充脹擋水或塌壩泄流。1984年在廣東省丹霞山水庫(kù)溢洪道建成壩高2m，壩長(zhǎng)4m；分內(nèi)外袋，上、下兩個(gè)壩袋迭加起來，并于上游面設(shè)蓋板的多袋式橡膠壩試點(diǎn)工程。
1986年在河北省旺隆水庫(kù)溢洪道上建成多袋式橡膠壩，壩高4m，壩長(zhǎng)22 m。 1989年在天津市寧河縣建成壩離Sm，壩長(zhǎng)125 m的充水式雙袋式橡膠壩。工程運(yùn)行表明：雙袋式橡膠壩具有節(jié)省壩袋材料，減少土建工程量，提高工程的安全性和降低投資等優(yōu)點(diǎn)。為興建更高、更大的橡膠壩開拓了前景。橡膠活動(dòng)圍堰是不筑基礎(chǔ)，只是利用堰袋內(nèi)的水重作用于河床，使堰袋前的貼地膠布與河床產(chǎn)生摩擦力，克服上游的水平推力而維持圍堰的平衡穩(wěn)定。并利用前坦和堰袋的貼地長(zhǎng)度滿足防滲長(zhǎng)度要求。曾在廣東、安徽和北京等地進(jìn)行室內(nèi)外試驗(yàn)研究0 1977年在北京右安門橡膠壩的檢修中采用橡膠活動(dòng)圍堰代替擋土圍堰，獲得了成功。

3.3壩袋設(shè)計(jì)和錨固構(gòu)件的發(fā)展
(1)多袋式壩袋設(shè)計(jì)
多袋式充水橡膠壩的設(shè)計(jì)，采用了單袋式壩袋計(jì)算時(shí)所通用的基本假定，建立了力學(xué)模型，推導(dǎo)出的各項(xiàng)公式在IBM – PC機(jī)上計(jì)算，并制成《雙袋式充水橡膠壩袋設(shè)計(jì)參數(shù)表》，節(jié)省大量的計(jì)算工作量，加快了設(shè)計(jì)速度。
(2)錨固構(gòu)件的發(fā)展
錨固構(gòu)件是橡膠壩能否安全可靠地運(yùn)行的關(guān)鍵部件之一。初期興建的工程，借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，均用螺栓壓板錨固。為了節(jié)省鋼材，安徽靈西閘橡膠壩創(chuàng)造性的采用混凝土楔塊錨固。由于各種構(gòu)件均為規(guī)則形狀。容易在現(xiàn)場(chǎng)澆筑，安裝方便，很快得到推廣使用。1982年在安徽固鎮(zhèn)建成一座壩高3m，壩長(zhǎng)22 m的膠囊充水式錨固橡膠壩。隨著要求建造超過5m壩高的橡膠壩時(shí)，錨固結(jié)構(gòu)型式也在發(fā)展。
3.4壩袋制造工藝不斷提高
(1)骨架材料 帆布在橡膠塤中是受力骨架，曾選用過棉、維綸、玻璃絲和錦綸作為骨架材料，實(shí)踐檢驗(yàn)錦綸帆布最好。在帆布的紡織方法，浸漬工藝得到改善。壩袋膠布在強(qiáng)度和附著力方面都有提高。
(2)膠料配方膠料是提高壩袋的耐水和耐老化性能的重要環(huán)節(jié)，改變壩袋的膠料配方，就改善了壩袋的內(nèi)在質(zhì)量。
(3)制造工藝采用熱壓合工藝是保證橡膠壩整體強(qiáng)度的重要措施。在一定壓力溫度，下進(jìn)行單縫硫化、機(jī)械成型，所壓合的接縫表面光滑平整。膠布接縫強(qiáng)度有不均等的現(xiàn)象，壩袋的質(zhì)量還需進(jìn)一步提高。
(4)防老化復(fù)合層 為更有效地延長(zhǎng)壩袋使用壽命，選用耐老化性有旨優(yōu)異的特種合成材料制成防老化復(fù)合層。在壩袋制造時(shí)，貼合在壩袋的表面防壩袋老化。如果壩袋出廠前來做防老化處理，也可使用幾年后，在壩袋表面涂敷防老化漆層，防壩袋的老化。
3.5模型試驗(yàn)技術(shù)的提高
模型試驗(yàn)長(zhǎng)期以來一直是解決工程復(fù)雜課題的重要手段。隨著電算技術(shù)的出現(xiàn)，提高了模型試驗(yàn)技術(shù)水平。結(jié)合橡膠壩工程建設(shè)開展了以下專題研究和模型試驗(yàn)。
(1)水力學(xué)模型試驗(yàn)對(duì)單袋式、多袋式、堵頭式等壩袋結(jié)構(gòu)型式，結(jié)合橡膠壩實(shí)際工程開展試驗(yàn)，使工程布局達(dá)到技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上合理，使后期建的橡膠壩工程充分發(fā)揮效益。
(2)波浪模型試驗(yàn)與波浪作用下壩袋受力計(jì)算的研究。
(3)壩袋振動(dòng)試驗(yàn)與減振措施的研究。
(4)泥沙模型試驗(yàn)，探索泥沙的沖淤規(guī)律。
(5)橡膠壩的流量系數(shù)試驗(yàn)，提出單錨固和雙錨固充水橡膠壩；雙錨固充氣橡膠壩的流量系數(shù)計(jì)算公式。
(6)錨固結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)，提出新的錨固造型和相應(yīng)的計(jì)算公式等。
3.6監(jiān)測(cè)與管理
橡膠壩能否充分發(fā)揮敖益，除了有合理的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工以及高質(zhì)量的壩袋外，加強(qiáng)工程管理，培養(yǎng)一支懂技術(shù)會(huì)管理的專業(yè)隊(duì)伍，是延長(zhǎng)橡膠壩使用壽命和充分發(fā)揮工程效益的關(guān)鍵。
河北省承德市武烈河橡膠壩首先采用微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)壩袋充脹高度，確保壩袋的安全運(yùn)行；自動(dòng)監(jiān)測(cè)抽水井的水位，確保供水的需要；自動(dòng)監(jiān)測(cè)橡膠壩上、下游水位，為汛期橡膠壩的充、塌提供快速準(zhǔn)確的信息；梯級(jí)橡膠壩建成后，建立微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。使橡膠壩
實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化。微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，不僅減輕了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了理測(cè)資料的準(zhǔn)確性和可靠性。由于觀測(cè)技術(shù)水平的提高和觀測(cè)資料的積累，將會(huì)促進(jìn)橡膠壩技術(shù)的提高和發(fā)展。