橡胶坝基土建工程设计gzoh.docx

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1、第一章 绪论橡胶坝是是用高强强合成纤纤维织物物做受力力骨架，内内外涂敷敷合成橡橡胶作粘粘结保护护层，加加工成胶胶布，按按要求的的尺寸，锚锚固在基基础底板板上，用用水或气气的压力力充胀起起来，形形成挡水水坝。不不需要挡挡水时，泄泄空坝内内的水或或气，恢恢复原有有河渠的的过流断断面。橡胶坝主主要适用用于低水水头、大大跨度的的闸坝工工程，如如用于水水库溢洪洪道上作作为闸门门或活动动溢流堰堰，以增增加水库库库容及及发电水水头；用用于河道道上作为为低水头头、大跨跨度的滚滚水坝或或溢流堰堰，可以以不用常常规闸的的启闭机机、工作作桥等；用于渠渠系上作作为进水水闸、分分水闸、节节制闸，能能够方便便地 蓄蓄水和

2、调调节水位位和流量量；用于于沿海岸岸作防浪浪堤或挡挡潮闸，由由于不受受海水浸浸蚀和海海生生物物的影 响，比比金属闸闸门效果果好；用用于跨度度较大的的孔口船船闸的上上、下游游闸门；用于施施工围堰堰或活动动围 堰堰，橡胶胶活动围围堰高度度可升可可降，并并且可从从堰顶溢溢流，不不需取土土筑堰可可保持河河道清洁洁，节省省 劳力力并缩短短工期；用于城城区园林林工程，采采用彩色色坝袋，造造型优美美，线条条流畅，可可为城市市建设 增添一一道优美美的风景景。第二章 工程设设计2.1工工程规划划柴关橡胶胶坝工程程是拟建建于北沙沙河上的的一处集集农田灌灌溉、水水产养殖殖于一体体的综合合利用水水利工程程，工程程建成

3、以以后，不不仅能有有利的促促进当地地农村经经济发展展，而且且对自然然、生态态、社会会环境的的改善产产生了积积极的影影响。柴柴关橡胶胶坝工程程建成后后可使柴柴关灌区区农田的的灌溉保保证率由由60%提高到到95%。2.1.1基本本资料（1）流流域概况况北沙河发发源于山山西省灵灵丘县境境内，从从行唐县县入境，汇汇支流曲曲河、郜郜河后横横穿新乐乐县全境境，向东东入保定定市定州州。是大大清河南南支主要要来水支支流之一一。干流流在曲阳阳县建有有大型水水库王快快水库，支支流郜河河、曲河河分别建建有大型型水库口口头水库库和中型型水库红红领巾水水库，隶隶属于大大清河水水系。大大清河水水系位于于海河流流域中部部，

4、发源源于西部部太行山山区，经经独流减减河及海海河干流流入海，跨跨山西、河河北、北北京、天天津4省省市。河河北省面面积3446833 kmm2，人口116077万人，耕耕地1443.44万hmm2。（2）水水文气象象本区的地地下水主主要为第第四系覆覆盖层中中的孔隙隙水和基基岩裂隙隙水两种种，皆直直接或间间接补给给自大气气降水。由由于本区区降水量量多集中中在67月，且且蒸发量量大于降降水量。同同时汇流流面积较较小，因因此地下下水含量量不大。根根据水化化学特性性分析，地地下水属属于重碳碳酸钙镁镁型水，不不含侵蚀蚀性。PPH植为为7.339.0，具具碱性，总总硬度为为8.447.8，属属软水，判别河水

5、对混凝土无侵蚀性。根据当地地水资源源调查与与水利区区划综合合报告，该该区属温温带半干干旱大陆陆性季风风气候，四四季分明明：冬季季受西伯伯利亚大大陆性气气团控制制，寒冷冷少雨雪雪；春季季北风盛盛行，较较冷蒸发发大；夏夏季受海海洋性气气团和太太行山地地形影响响，降鱼鱼集中；秋季一一般秋高高气爽，降降雨稀少少。多年年平均气气温为平平原133.2丘陵122.2、山区区42.77、极端端最低气气温-221.44。无霜霜期为平平原2006天、丘丘陵1997天、山山区1776天。平平均降水水量为：平原5538.2mmm、丘陵陵5255.7mmm、山山区7556.77mm；一般年年份777%的降降水集中中在夏

6、季季，多雨雨年一般般相差112倍倍，最大大为4倍倍；降水水强度较较大，一一般情况况下在西西部山区区一次暴暴雨量即即超过3000mmm。年均均蒸发量量为水面面10000mmm，陆面面3500mm，最最大风速速为188m/ss，最大大冻土深深度544cm。（3）工工程地质质 本区主主要是地地层岩性性为三叠叠系上统统和侏罗罗系下统统砂页岩岩，上伏伏第四系系地层。坝坝址车为为坚硬粉粉质黏土土，各项项参数指指标为：凝聚力力=600.0kpa；内摩擦擦角=119；天天然孔隙隙比=00.699；天然然容重=20.3。河河床4.066.0mm以下均均为基岩岩，基岩岩仅在局局部地段段出露。本本区地层层平缓，构构

7、造简单单，是华华北陆台台上较稳稳定的部部位，新新构造运运动差异异性小，以以大面积积缓慢抬抬升为主主，地震震基本烈烈度为66度。区内地层层中粗砂砂岩产状状为：走走向025 。倾倾向W 或NWW，倾角角288。断裂裂构造不不发育，仅仅有小规规模的断断层分布布，节理理裂隙呈呈“棋盘格格式”状发育育，走向向NW664 及NNE400 ，陡陡倾角。节节理张开开宽度大大小不均均，一般般约为00.20.66cm，最最大可达达233m。（4）地地形地貌貌 柴关橡橡胶坝工工程处于于太行山山东麓，河河道左岸岸多为山山体，右右岸以河河滩地为为主，前前期河道道治理已已在部分分河段修修建了堤堤防，主主河槽为为U型断断面

8、，坝坝址处上上下游经经前期治治理，河河道断面面近似为为梯形，底底宽为992m，边边坡为11：2.5，两两岸堤防防高程为为80.3m。（6）工工程等级级及设计计标准根据中华华人民共共和国行行业标准准SL2252-20000水利水水电工程程等别划划分及洪洪水标准准、SSL2665-20001水闸设设计规范范，本本橡胶坝坝工程定定为四等等工程，橡橡胶坝、控控制室分分别为44级建筑筑物。根据国家家防洪洪标准（GGB5002011-944），本本河段设设计防洪洪标准为为20年一一遇，校校核洪水水标准为为50年年一遇。橡胶坝坝采用同同标准，即即设计标标准为220年一一遇洪水水，校核核标准为为50年年一遇，

9、坝址处设计洪峰流量为QP=5%=442m3/s，校核洪峰流量为QP=2%=1190m3/s。（6）施施工条件件 坝址紧紧邻省道道，对外外交通方方便 。工工程所用用的水泥泥、砂、石石子等材材料以当当地材料料供应为为主，所所用的块块石，可可在附近近的山谷谷中采集集。两岸岸的山体体多为震震旦系石石英砂岩岩，致密密坚硬，力力学强度度高，储储量丰富富，完全全可满足足本工程程所需。施施工用水水用电可可就近从从柴槽或或阳关接接10KKV高压压线至施施工现场场。2.1.2坝址址选择橡胶坝坝坝址的选选择应根根据橡胶胶坝的特特点及运运用方式式要求综综合考虑虑地形.地质.水文.气象.泥沙.管理和和其它因因素，经经过

10、技术术经济比比较后确确定。（1） 坝址应应选择在在坚硬紧紧密的天天然土基基上，虽虽然橡胶胶坝重量量比其它它闸坝轻轻，且地地基受力力均匀，但但坝址仍仍然尽量量选在坚坚硬紧密密的天然然土基上上。如果果必须做做人工处处理地基基时，其其坚硬密密实程度度也应达达到设计计要求，否否则将影影响坝体安安全。（2）坝坝址应选选择在水水流平顺顺及河岸岸岸坡稳稳定的河河段，不不应选在在河流水水流条件件发生突突然变化化的河段段。这不不仅避免免发生波波状水跃跃和折冲冲水流，防防止有害害的冲刷刷和淤积积，而且且使过坝坝水流平平稳，减减轻坝袋袋振动及及磨损延延长坝袋袋使用寿寿命。据据调查和和实际工工程观测测在河道道弯道附附

11、近的橡橡胶坝，过过坝水流流很不平平稳，坝坝袋易发发生振动动，加剧剧坝袋磨磨损，影影响坝袋袋使用寿寿命。如果在河河床岸坡坡不稳定定的河段段建坝，将将增加维维护费用用。由于于坝址选选点不当当而被拆拆除的坝坝袋已有有不少。运运用实践践表明，水水流条件件是影响响坝袋振振动的主主要诱因因，振动动又是使使坝袋磨磨损破坏坏的主要要原因。因因此，橡橡胶坝应应建于平平直河段段处，即即在坝址址选择时时，必须须在坝址址上下游游均有一一定长度度的平直直段，以以保证过过坝水流流平稳，防防止坝袋袋产生强强烈振动动。同时时，要充充分考虑虑到河床床或河岸岸的变化化特点，要要估计建建坝后对对于原有有河道可可能产生生的影响响。（

12、3）对对于多泥泥沙河流流，坝址址不应选选在纵坡坡突然变变缓的河河段，以以减少淤淤积。如如一定要要在这样样的河道道上建坝坝时，应应将基础础地板适适当抬高高，并在在底板高高程以下下修排沙沙泄流闸闸孔。（4）坝坝址选择择还应考考虑施工工导流.交通运运输.基基坑排水水.施工工供水及及电源条条件.。（5）坝坝址选择择应考虑虑便于坝坝袋检修修维护及及工程管管理运用用。坝址址选择时时要考虑虑建坝后后是否具具备检修修条件，因因橡胶坝坝的特点点之一是是跨度大大，一般般不设检检修闸门门，应尽尽量选在在不筑堰堰的情况况下，能能够进行行维修的的地点。基础底板板不宜低低于河床床，防止止在坍坝坝泄洪时时，坝袋袋被泥沙沙覆

13、盖，造造成管理理维修困困难。在在满足泄泄洪断面面的情况况下，将将基础底底板适当当抬高，使使橡胶坝坝高于枯枯水季节节下游河河流水位位，便于于检测和和维修。同同时，底底板抬高高后水流流过坝后后有一陡陡坡段，还还有利于于上游和和下游水水流的衔衔接，易易于泥沙沙排泄，减减轻坝袋袋溢流振振动，避避免回流流和漩涡涡将卵石石和泥沙沙等杂物物带到下下游侧锚锚固线外外的底板板上，引引起坝袋袋磨损。（6）坝坝址选择择应考虑虑枢纽建建筑物的的合理布布置。重重要工程程应有水水工模型型实验论论证。由设计资资料可知知本区在在主要地地层岩性性为三叠叠系上统统和侏罗罗系下统统砂页岩岩，第四四地层。坝坝址处为为坚硬粉粉质粘土土

14、，符合合建坝基基础条件件。前期提出出两处建建坝地址址，一处处在上游游柴槽处处，一处处在下游游阳关处处。由坝坝址选择择示意图图可知柴柴槽处在在河流转转弯段，水水流不平平稳，对对河床冲冲刷作用用明显，不不宜修建建橡胶坝坝。所以以橡胶坝坝选在阳阳关附近近的河道道上，此此处水流流平顺，坝址上下游均有一定长度的平直，河床46米以下均为基岩。河道左岸多为山体，右岸以河滩为主，部分河段修建了堤防，河床及岸坡稳定。阳关紧邻省道，对外交通方便。工程所用水泥、沙、石子等材料以当地材料供应为主。所用块石可在附近山谷中采集。两岸山体多为震旦系石英砂岩致密坚硬，力学强度高，可满足本工程所需。施工用水用电可就近从附近阳关

15、接10KV高压线到施工现场.。2.1.3坝型型选择橡胶坝与与常规水水闸比较较，橡胶胶坝的优优点是:坝袋制造造工厂化化、安装装简单、工工期短；造价低低廉、节节省钢材材、木材材、水泥泥；不阻水水、能保保持河道道泄流断断面；操作灵灵活、管管理方便便；有较好好的抗冲冲击性能能。缺点点是：坝袋易易老化、耐耐久性较较差。橡胶坝主主要适用用于低水水头大跨跨度的闸闸坝工程程。坝高高一般不不超过55米。由由设计资资料知河河流的设设计水深深为2.9米，河道底宽宽为922米，属于于大跨度度低水头头大坝工工程，所所以适宜宜采用橡橡胶坝。橡胶坝在在实际运运用中基基本上以以充水式式和充气气式为主主，采用用水气混混合的很很

16、少。世世界上橡橡胶把发发展和建建设主要要以日本本和我国国为代表表。我国国和日本本几乎同同时研究究和建设设橡胶坝坝，但日日后两国国采用的的橡胶坝坝型式却却不同。日日本的橡橡胶把多多为充气气式，至至目前已已建30000余余座；而而我国的的橡胶坝坝多为冲冲水式，至至今已建建成约千千余座。充气式橡橡胶坝对对于坝袋袋强度制制造工艺艺要求高高，安装装要求比比充水式式高，运运行管理理水平要要求高。充充水式橡橡胶坝对对于坝袋袋制造、安装、强度及及运行管管理要求求较低，为为节省钢钢材，我我国还发发明了混混凝土楔楔块锚固固法。在在充水橡橡胶坝方方面，我我国已形形成了具具有自己己特色的的橡胶坝坝设计制制造运行行管理

17、技技术，满满足我国国发展橡橡胶坝的的需求。但相比之之冲水式式橡胶坝坝，充气气式橡胶胶坝的主主要优点点有：一运行行管理相相对方便便，不受受季节变变化的影影响。这这一点主主要体现现在冬季季，由于于气体不不存在结结冰问题题，运行行管理模模式四季季相当，没没有明显显的季节节变化。而而水在零零度就会会结冰，要要使充水水橡胶坝坝在冰寒寒期仍然然有效运运行，解解决好冰冰冻问题题是不可可回避的的。 二充充气式坝坝袋塌坝坝相对充充分，不不会造成成阻水。而而充水橡橡胶坝塌塌坝后不不仅需要要占压一一定面积积的土地地，且在在塌坝后后还会造造成一定定的阻水水问题，大大约阻水水50厘厘米之多多。当然然，这主主要是由由于充

18、水水橡胶坝坝的现行行结构所所致，如如想克服服此问题题也许只只能是通通过修改改现行的的有关标标准。 三充胀介介质易于于提取，充充胀简便便。充气气式橡胶胶坝的充充胀介质质为气体体，可以以说是无无时不有有、无处处不在，来来源十分分充沛，且且可满足足于随时时足量取取用，没没有时间间、地点点的制约约。而充充水橡胶胶坝则要要考虑充充水介质质的取水水水源问问题。以以一座高高5米的的橡胶坝坝为例，每每延米橡橡胶坝就就需要446立方方米的水水量来予予以填充充，跨度度为1000米宽宽的橡胶胶坝就需需要46600立立方米的的水量。现现在橡胶胶坝的宽宽度动辄辄数百米米、上千千米，作作为充胀胀介质的的水源问问题已成成为

19、必须须考虑的的问题之之一。 四充气式式坝袋塌塌坝迅速速及时，可可满足汛汛期防汛汛抢险的的快速反反应。五充水水式橡胶胶坝只宜宜布置在在水平底底板上，以以便坍坝坝时能排排空坝袋袋内的水水。充气气式坝袋袋既可布布置在水水平底板板上，也也可在曲曲线形实实用堰顶顶上，应应用范围围较广。六满足足充气橡橡胶坝运运行要求求的占地地面积比比充水橡橡胶坝占占地面积积节约115%到到35%；从而而大量的的节约工工程资金金；比如如坝高为为2米的的充水橡橡胶坝，按按标准要要求，坝坝基础顺顺水流宽宽度为66.3米米，而同同等规格格的充气气橡胶坝坝坝基础础顺水流流宽度为为4.22米，节节约基础础投资为为33%；坝高高为1.

20、5米的的充水橡橡胶坝，按按标准要要求基础础地板顺顺水流宽宽度为44.6米米，而充充气橡胶胶坝仅要要求为33.7米米，节约约基础投投资200%；坝坝高为11米的充充水橡胶胶坝，按按标准要要求基础础地板顺顺水流宽宽度为33.3米米，而充充气橡胶胶坝仅要要求为22.8米米，节约约基础投投资155%； 七充气橡橡胶坝的的运输、安安装较为为便利，这这为山区区小水电电橡胶坝坝建设提提供极大大的便利利。充气橡胶胶坝的种种种优点点，导致致充气式式橡胶坝坝在当今今国际市市场上所所占的市市场份额额呈攀升升之势。，特别是考虑到橡胶坝的运行管理和维修等条件，在柴关橡胶坝采用充气式橡胶坝。2.1.4工程程等级及及枢纽布

21、布置（1）工工程规模模。工程规模模应根据据水文水水利计算算研究确确定，具具体可参参照SLL2788-20002，水水利水电电工程水水文计算算规范和和SL1104-95水水利工程程水利计计算规范范的规规定进行行。橡胶坝工工程的规规模主要要是指坝坝的高度度和长度度。a.设计计坝高设计坝高高是指坝坝袋内压压为设计计内压，坝坝上游水水位计算算水位，坝坝下游水水位为零零时的坝坝袋挡水水高度。确确定坝高高时应考考虑坝袋袋坍肩和和褶皱处处溢流的的影响。河床高程程为755.6米米，底板板高程比比河床高高0.220.4m，取取75.8m;设计水位位为788.5米米，坝顶顶应比正正常水位位高0.100.2mm,取

22、778.77m;坝高 HH=755.8-78.7=22.9米米根据建坝坝用途，运行中坝高可以随时调节，以满足需要。因坝袋袋体为薄壁柔性结构，由于橡胶坝内压变化和坝上下游水位变化等原因，易引起坝袋变形，坝高将下降，要掌握溢流量就要了解与各个时刻上下游水位相应的坝高变化值。我国水利利行业标标准SLL2877-988，橡橡胶坝技技术规范范规定定橡胶坝坝的适用用范围是是坝高55m及其其以下的的袋式橡橡胶坝工工程，坝坝高超过过5m或特特殊用途途时应进进行专门门的技术术论证和和实验研研究。b.坝长长设计。坝长是指指两岸端端墙之间间的坝袋袋的距离离。如为为直墙连连接则是是直墙之之间的距距离；两两岸为斜斜坡连

23、接接，则坝坝袋到达达设计坝坝高时沿沿坝顶轴轴线上口口的长度度。单跨跨橡胶坝坝的边墙墙若为直直墙，则则跨长为为边墩内内侧之间间的净距距。本橡胶坝坝设计为为单跨充充气式，边边墩为直直墙式。则坝长米米橡胶坝经经常在宽宽河流上上使用，除除经济效效益明显显，管理理方便外外，景观观优美，壮壮观雄伟伟，也是是一大优优点。但但单个坝坝袋过长长会带来来一系列列问题，如如加工不不便，运运输安装装困难，充充坝时间间长，不不利于检检修，运运行管理理难度大大等。为为此，规规范SLL2277-988 中22.3.3条规规定，“坝长应应与河（渠）宽度相相适应，坍坍坝时应应能满足足河道设设计行洪洪要求，单单跨坝长长度应满满足

24、坝袋袋制造运运输、安装、检修以及管理理要求” 。规范范对此条条文的解解释是：“坝长的的确定，应应满足校校核流量量时上游游水位不不超过防防洪限制制水位，下下游单宽宽泄流量量不超过过允许单单宽泄流流量”。考虑虑坝袋运运输、安装、检修方方便以及及运行管管理要求求，单跨跨最大坝坝长在1100mm以内为为宜。对于冰冰凌等漂漂浮物较较多的河河段，单单跨在220-330m为为宜。本工程所所处地区区四级分分明，冬冬季寒冷冷少雪，取取坝长992m符符合要求求。（2）等等级标准准水利水电电工程等等级划分分，即关关系到工工程自身身的安全全，由关关系到其其下游人人民生命命财产、工况企企业和设设施的安安全，还还对工程程

25、效益的的正常发发挥，工工程造价价和建设设速度有有直接的的影响。因因此，应应根据自自然规律律和经济济规律，体体现国家家经济政政策和技技术政策策，根据据我国社社会经济济发展水水平来确确定工程程等级。水利水电电工程是是根据其其规模效效益及在在国民经经济中的的重要性性划分等等。水利利水电工工程中的的永久建建筑物一一般根据据工程等等别及其其在工程程中的重重要性分分级；临临时建筑筑物根据据被保护护建筑物物的级别别本身的的规模使使用年限限及重要要性分级级。工程程等级划划分除执执行国家家统一标标准外，允允许根据据不同地地区不同同情况制制定相应应的地方方标准。据中华华人民共共和国行行业标准准水利利水电工工程等别

26、别划分及及洪水标标准水水闸设计计规范。本本橡胶坝坝定为四四等工程程，橡胶胶坝控制制室为级建筑筑物。（3）工工程结构构橡胶坝整整个工程程结构主主要由三三部分组组成：a.基础础土建部部分包括基础础底板、边墩、上上下游翼翼墙、上上下游护护坡、上游防防渗铺盖盖、下游护护坦、海漫、防冲槽槽等。这这部分的的作用是是将上游游水流平平顺而均均匀的引引入并通通过橡胶胶坝，并并保证水水流过坝坝后不产产生淘刷刷。固定定橡胶坝坝的基础础地板要要能抵抗抗通过锚锚固系统统传递到到底板的的压力，使使坝体得得到稳定定。b.挡水水坝体。即橡胶坝坝袋和锚锚固结构构，用水水将坝袋袋充胀后后即可调调节水位位和控制制流量。c.控制制及

27、观测测系统。包括充胀胀坝体的的充排设设备、安安全及观观测装置置等。如如空压机机、压力力表、水水封管、水水位计等等。（4）工工程总体体布置特特点柴关橡胶胶坝是建建于平原原河道上上的橡胶胶坝。水水流较平平稳，河河流断面面较宽，能能充分发发挥橡胶胶坝的跨跨度大过过水阻力力小的特特点。由由于河床床属于软软土地基基，岩层层埋藏较较深，所所以设计计时应控控制渗流流和冲刷刷，保证证坝基稳稳定。第三章单单跨充气气式橡胶胶坝的坝坝袋设计计3.1坝坝袋结构构型式设设计3.1.1坝袋袋结构型型式的选选择:坝袋的结结构，从外形形上可分分为袋式式，帆式和和混合式式。袋式式分为单单袋式和和多袋式式。单袋袋式是按按照设计计

28、坝高安安装一个个袋囊，达达到挡水水高度，多多用于坝坝高较低低的工程程，是目目前国内内外通常常采用的的坝型。柴关橡胶胶坝的设设计坝高高为2.9米属属于坝高高较低的的工程，单单跨充气气式坝型型，采用用单坝袋袋。3.1.2坝袋袋的内外外压比坝袋的设设计内外外压比是是指坝袋袋的内压压高度与与坝袋设设计高度度的比。当当坝高一一定时，坝坝袋的外外形尺寸寸主要受受坝袋内内压水头头的影响响。内压压水头与与坝袋的的有效周周长成反反比，与与坝袋的的拉力成成正比。根据调查查充气式式橡胶坝坝采用的的设计内内外压比比范围是是0.77511.100之间。从从运用角角度出发发，没有有特别要要求时，内内压比无无需选择择太大。

29、从从强度角角度讲，坝坝高较小小时，强强度的选选择基本本不受材材料限制制，内压压比选择择幅度很大大，为节节省坝袋袋材料，可可选取较较大值。而而高坝的的强度选选择受材材料限制制很大，宜宜选取较较小值。在在内压比比选择幅幅度较大大时，内内外压比比的选择择应经技技术经济济比较后后确定。橡胶坝的的坝袋的的设计内内外压比比取为11.0。3.1.3坝袋袋强度设设计的安安全系数数坝袋强度度设计安安全系数数定义为为坝袋抗抗拉强度度与坝袋袋设计计计算强度度之比，这是一一种不论论建筑物物等级而而采用的的单一安安全系数数法。在制定定时规定定“坝袋强强度设计计安全系系数充水水坝应不不小于6.00，充气气坝应不不小于88

30、.0”。充气坝强强度设计计安全系系数下限限定为8.0，这是调调查国内内已建的的橡胶坝坝坝袋强强度设计计安全系系数的选选取情况况。在具体计计算坝袋袋强度安安全系数数时，直接采采用坝袋袋胶布名名义强度度值计算算时，应扣除除15%-255%的胶胶布强度度损失。3.2.坝袋设设计计算算橡胶坝的的设计坝坝高H=2.99m坝袋的设设计内外外压比 查橡胶胶坝技术术规范表表2.22-1充充水式橡橡胶坝坝坝袋设计计参数表表可得:由计算可可得:坝袋径向向计算强强度 上游坝面面曲线段段长度下游坝面面曲线段段长度坝袋贴地地段长度度坝袋有效效周长 、坝袋单宽宽容积 坝袋横断断面曲线线坐标，坐标选选取如图图.上游坝面面曲

31、线坐坐标:查附附表1-2，充水式式橡胶坝坝椭圆曲曲线坐标标表由可可列下表表一0.00000.0550.1000.1550.2000.2550.3000.3550.4000.0000.211890.300300.366280.400950.444710.477810.500370.52249二0.4550.5000.5550.6000.6550.7000.7550.8000.8550.544250.555680.566840.577760.588470.599010.599390.599460.59979三0.9000.9551.0000.599870.599900.59991把代入表表格可得得

32、下游坝坝面曲线线点坐标标一y0.00000.14450.2990.43350.58800.72250.87701.01151.1660x0.00000.633480.877871.055211.188751.299661.388651.466071.52222二y1.30051.45501.59951.74401.88852.03302.17752.32202.4665x1.577321.611471.644841.677501.699561.711131.722231.722961.73339三y2.61102.75552.9000x1.733621.733711.73374下游坝面面曲线坐

33、坐标:3.3.坝袋胶胶布结构构设计3.3.1坝袋胶布结结构坝袋胶布布的主要要材料是是橡胶和和帆布.橡胶在在坝袋中中起胶合合密封和和保护受受力的作作用。对对橡胶材材料的基基本要求求是:耐耐大气老老化，耐水性性，耐侵蚀蚀，耐磨损损，和有足足够的抗抗拉强度度.抗撕撕裂性能能.柔性性好.耐耐挠曲.耐久性性能好，以以及适宜宜橡胶加加工工艺艺。由坝袋拉拉力和坝坝高H=2.99m，选用坝坝袋型号号JBDD3.00-2220-22，坝袋袋胶布型型号为JJ22001100-2。 坝袋为为一布两两胶，胶胶布层数数为两层层，外层层胶厚为为4.550mmm内层胶胶厚为44.000mm。坝坝袋胶布布的径向向强度为为36

34、00KN/m，考考虑255%胶布布强度损损失后胶胶布强度度为3330KNN/m。坝袋强度度安全系系数88.0故故满足设设计要求求。3.3.2坝袋袋展开图图根据橡胶胶坝的多多跨布置置，在岸岸边采用用直墙边墩墩，在中中墩处采采用直墙墙式连接接。图中a为为锚固长长度，本本设计定定a=0.2m，则坝袋长长度:；经查表已已计算出出: 坝袋宽度度的计算算:根据橡橡胶坝设设计指南南充气气坝采用用穿孔式式钢压板板锚固，锚锚固长度度为355cm，即即=0.335m第四章 单跨充充水式橡橡胶坝锚锚固系统统结构设设计橡胶坝是是将坝袋袋锚固在在基础底底板和边边墩上，充气将坝袋袋充胀，构成成可升高高挡水和和降低泄泄流的

35、工工程。锚锚固是橡橡胶坝工工程的关关键组成成部分，锚锚固系统统结构设设计包括括锚固线线的布置置、锚固结结构形式式的选择择、锚固构构件设计计制造和和锚固结结构强度度实验研研究。4.1锚锚固线的的布置锚固线的的布置可可分为单单锚固线线和双锚锚固线两两种。单单锚固线线是将坝坝袋胶布布安装锚锚固在基基础底板板上，只只有底板板上游一一条锚固固线，其其锚固线线短，锚锚固件少少，安装装简便，密密封和防防漏性能能好。但但坝袋周周长较长长（包括括坝袋底底部的贴贴地长度度），多多费坝袋袋胶布。由由于单锚锚固线仅仅在上游游锚固，坝坝袋可动动范围大大，对坝坝袋防震震防磨不不利，尤尤其是当当坝顶溢溢流时，在在下游坝坝脚

36、处产产生负压压，将泥泥沙吸进进坝袋底底部，造造成坝袋袋磨损。双双锚固线线是两条条锚固线线将坝袋袋胶布分分别锚固固于四周周，锚固固线长，锚锚固件多多，安装装工作量量大，相相应处理理密封的的工作量量也大，但但坝袋四四周被锚锚固，坝坝袋可动动范围小小，对坝坝袋防振振防磨有有利，由由于在上上下游锚锚固线件件的贴地地段可用用纯胶片片代替坝坝袋胶布布防渗，从从而节省省坝袋胶胶布约三三分之一一，可降降低坝袋袋的造价价，在实实际工程程中普遍遍采用。规范中说说明充气气坝宜优优先采用用单锚固固线锚固固。所以以本工程程橡胶坝坝采用单单锚固线线进行坝坝袋锚固固。4.1.1基础础底板锚锚固线布布置单锚固线线布置时时，锚

37、固固线的位位置是在在离上游游底板（顺顺水流方方向）的的长度为为0.55-1.0m处处，是为为了安装装坝袋检检查维修修所需设设的交通通道的宽宽度。4.1.2边墩墩锚固线线布置边墩锚固固线布置置，应满满足坍坝坝时坝袋袋平整不不阻水，充充坝时坝坝袋褶皱皱较少，不不会因坝坝袋褶皱皱产生水水头损失失，坝体体挺拔美美观。边墩为直直墙形式式采用矩矩形孔口口的锚线线型式。若若锚线直直接往上上爬坡，坝坝袋产生生褶皱较较多，则则上游锚锚固线往往下游向向上倾斜斜布置，褶褶皱可以以减少4.2.锚固构构件计算算橡胶坝的的锚固结结构型式式多种多多样，按按锚固坝坝袋的方方式可分分为穿孔孔锚固和和不穿孔孔锚固两两种。按按锚固

38、构构件材料料，分为为螺栓压压板式锚锚固和胶囊充充水式锚固。在在已建的的橡胶坝坝工程中中，常用用的锚固固结构型型式是螺螺栓压板板式锚固固。本橡橡胶坝采采用穿孔孔锚固的的方法和和螺栓压压板式锚锚固。螺栓压板板式锚固固的构件件由螺栓栓压板及及垫板组组成。橡橡胶坝设设计坝高高为2.9m，为了了增强压压板单位位面积的的压强，在压板底面边缘焊两条直径为15mm的钢筋，以增加压板与胶布的摩擦力，压板截面型式采用曲线性。锚栓和刚压板材质可采用Q235刚制成，锚栓为粗制，螺纹为粗牙.4.2.1锚固固螺栓压压板式锚锚固设计计主要是是通过计计算确定定螺栓直直径、间距、长度及压压板的断断面尺寸寸。螺栓栓间距用用压板刚

39、刚度和螺螺栓直径径进行计计算确定定，螺栓栓间距宜宜采取为为饿0.2-00.3mm。4.2.2 锚锚固构件件螺栓的设设计锚固力的的计算:-安安全系数数，一般取取为3-4，本设计计取4坝袋环环向拉力力，按设计计时径向向拉力计计算设1米厂厂锚固线线上布置置4个螺螺栓，则螺栓栓间距为为25ccm每根螺栓栓承受的的荷载计计算如下下:K-拧紧力力和转力力影响系系数，取为11.755n -1米长内内螺栓根根数螺栓直径径的计算算;螺栓材质质选用QQ2355钢，则其值值选用直径径的钢栓栓，其规格格型号为为，适用于于坝高22.5-3.00m的坝坝。螺栓长度度计算:按经验螺螺栓长度度可取为为20dd-225d，本本

40、设计取取末端弯钩钩长度，取取为1000 mmm。4.2.3压板板设计压板采用用规格MM3000，长度度为9996mmm，宽度为为1300mm，厚度为为48mmm由T产生生的弯矩矩:L-力臂，螺栓中中心至压压板边缘缘的距离离-安安全系数数，一般取取为3.0压板强度度:4.2.4垫板板的设计计垫板采用用与之相相应的规规格M3300。具体尺寸寸：长度为为9999mm，宽度为为1500mm，厚度为为8mmm第五章 单跨充充气式橡胶胶坝的控控制系统统设计控制系统统起调节节橡胶坝坝高度的的作用，它它包括坝坝袋的充充胀、排空空，充气式坝袋袋的超压压排气以及坝坝袋内压压和上、下下游水位位观测等等，它们们是橡胶

41、胶坝工程程中不可可缺少的的重要组成成部分。5.1充充排方式式橡胶坝袋袋的充排排方式，有有动力式式和混合合式两种。本橡胶坝坝采用动动力式，用空压机机将压缩缩空气充充进储气气罐，然然后打开开进气阀阀，空气气经管道道充进坝坝袋，带带充气至至设计坝坝高时关关闭进气气阀。打打开排气气阀排气气即可调调节坝高高。5.1.1动力力设备设设计动力设备备设计要要考虑工工程规模模、运行管管理的可可靠性、操作方方便等因因素，合合理地选选用空压压机的容容量及台台数。对对于重要要的橡胶胶坝工程程，还应应配置备备用动力力设备。空压机的选型应根据坝袋的容积、设计内外压比及充坝时间计算确定空压机的额定生产率。空压机的工作压力根

42、据橡胶坝的额定充气压力确定，工作压力应大于额定充气压力。坝袋内压压坝袋内压压数值上上等于坝坝高水头头产生的的静水压压力。水平 垂直 换算成压压强为337.44Kp本工程充充气时间间无特殊殊要求故故按照经经验取排排气时间间为2小小时，则则排气量量为：选择鼓风风机型号号为：L型系列列罗茨鼓鼓风机LL23LLD n=29000r/minn 轴功率率6.446kWW5.1.5管路路设计计计算管道直径径：:Q-管段内内的最大大计算流流量，V-管道采采用的计计算流速速在100-20 mm/s之之间，取为155m/s管道直径径选择DD=1000mmm5.1.6管路路布置冲胀和排排空管路路采用合合并布置置形式

43、，充充气管路路从起源源开始，经经边墩穿穿过地板板进入坝坝内，合合并布置置是冲排排气管路路应各自自设闸阀阀控制，且且排气关关口要布布置在坝坝袋最高高处，以以利排气气。管路布置置按充气橡橡胶坝一一般原则则设计，并并根据以以上计算算和橡胶胶坝工程程的运行行要求，结结合地形形情况进进行管路路布置。充气式橡胶坝的管道均采用无缝钢管，为节省管道，进气和排气管路可采用一条主供、排气管。管与管之间尽可能用法兰连接，坝袋内支管与坝袋内总管连接采用三通或弯头。排气管道上设置安全阀，当主供气管内压力超过设计压力时开始动作，以防坝袋超压破坏。另外要在管道上设置压力表，以监测坝袋内压力，总管与支管均设阀门控制,且管口设

44、在坝袋最高处。5.2 控制室室的设计计5.2.1安全全设备安全装置置施工与与安装必必须符合合设计（精精度）要要求，确确保施工工安装质质量，运运用灵活活可靠。（1）安全系统由超压溢流孔、安全阀、压力表、排气孔等组成，该系统的施工要求严密，不得有漏气现象。（2）密封性高的设备都要在安装前进行调试，符合设计要求方能安装使用。（3）安全装置应设置在控制室内或控制室旁，以利随时控制。（4）超压管的设置，其超压排气能力应大于或等于进坝的供气量。5.2.2观测设设备观测系统统由压力力表、内内压检测测、上下下游水位位观测装装置等组组成，其其设计和和施工应应注意以以下几点点：（11）施工安安装时一一定要掌掌握仪

45、器器精度，要要保证其其灵活性性、可靠靠性和安安全性。（2）坝袋内压的观测要求独立管理，直接从坝内引管观测，上、下游水位观测要求独立埋管引水，取水点尽量离上下游远点。（3）坝袋的经纬向拉力观测，要求厂家提供坝袋胶布的伸长率曲线。第六章 坝基土土建工程程设计橡胶坝的的土建工工程包括括基础底底板、边墩(岸墙)、中墩墩、上下游游翼墙、上下游游护坡、上游防防渗铺盖盖或截渗渗墙、下游消消力池或或护坦、海漫、防冲槽槽等。本本设计为为单跨橡橡胶坝，除不设中墩外，其它设施均与橡胶坝土建工程要求相同。6.1底底板的设设计橡胶坝的的基础底底板是承承受其上上部自重重、水重及荷载载，并向向地基传传递的结结构，同同时它又

46、又是地下下轮廓线线的主要要组成部部分，限限制通过过地基的的渗透水水流，减减小地基基渗透变变形的可可能性，并并保护地地基免受受泄水水水流的冲冲刷。因因此，坝坝底板必必须具有有足够的的坚固性性、整体性性、抗渗性性和耐久久性。坝坝底板常常采用钢钢筋混凝凝土结构构。6.1.1底板板顺水流流方向的的长度底板顺水水流方向向的长度度即底板板宽度应应满足坝坝袋坍落落线的宽宽度要求求，并在在上下游游应留有有足够的的安装检检修的交交通道。底底板宽度度等于坝坝袋坍落落宽度与与上下有有坝袋的的安装检检查维修修所需要要的交通通要道之之和，一一般交通通要道上上游与下下游各取取0.55-1.0m(包括坝坝袋残余余变形值值所需贴贴地长度度在内),本工工程上游游取0.5m,下游取取1.00m。基基础底板板长度的的计算公公式如下下。对于单锚锚固的橡橡胶坝式中 L0-坝坝袋的有有效周长长L1-上游游交通道道长