橡胶坝技术规范条文说明15132.docx
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1、中 华 人 民民 共 和 国国 行 业 标标 准橡 胶 坝 技技 术 规 范范SL2227998条 文 说 明明返回主页1 总则1.0.1橡胶胶坝是用用胶布按按要求的的尺寸,锚锚固于底底扳上成成封闭状状,用水水(气)充充胀形成成的袋式式挡水坝坝。它是是本世纪纪50年年代末,随随着高分分子合成成材料工工业的发发展而出出现的一一种新型型水工建建筑物,其其运用条条件与水水闸相似似,用于于防洪、灌灌溉、发发电、供供水、航航运、挡挡潮等工工程中。橡橡胶坝工工程建设设是指橡橡胶坝工工程的规规划、设设计和施施工等内内容。由由于橡胶胶坝结构构新颖,使使用的材材料新,在在其建设设和管理理中又不不同于水水闸而自自
2、成体系系。为使使橡胶坝坝工程建建设和管管理有章章可循,根根据橡胶胶坝的特特点、使使用条件件和技术术要求,总总结300年来的的实践经经验,统统编成本本规范。1.0.2我国国已建成成的橡胶胶坝工程程中坝高高最高为为5m,单单跨长度度一般为为501000m,使使用寿命命可达220年以以上。本本规范仅仅适用于于挡水高高度5mm及其以以下的橡橡胶坝工工程。随随着合成成高分子子材料的的发展和和水利事事业建设设的需要要,当橡橡胶坝高高度大于于5m,或或坝袋结结构型式式有改变变时,应应进行试试验研究究,专题题论证。1.0.3橡胶胶坝工程程的建设设和其它它建设项项目一样样有其特特定的工工作程序序,如先先计划后后
3、建设,先先勘察后后设计,先先设计后后施工,先先验收后后使用等等。必须须严格按按基本设设程序办办事。据据统计近近30年年来已建建成的5500多多座橡胶胶坝工程程中,主主要是为为农业灌灌溉服务务。工程程等级多多属4级级或5级级,故橡橡胶坝工工程级别别可参照照水闸工工程级别别划分标标准进行行划分,一一般划分分为4级级或5级级,重要要的橡胶胶坝工程程也可划划分为33级。对对于一些些投资少少规模小小的地方方性工程程,根据据实际情情况,建建成程序序可以简简化,但但不能省省略可行行性论证证和施工工图设计计。1.0.4与橡橡胶坝工工程建设设和管理理有关的的标准和和规范有有防洪洪标准(GB5020194),水闸
4、设计规范(SD13384),泵站设计规范(GB/T5026597),水闸施工规范(SL2791),水闸技术管理规程,中小型水利水电工程地质勘察规范,水工混凝土结构设计规范(SL/T19196),水利水电工程环境影响评价规范(SDJ30288),水利水电工程水文计算规范(SDJ21483),水利建设项目经济评价规范,水利水电工程验收规程,水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准等。2 工 程 规规 划2.1基基本资料料2.1.1搜集集社会、经经济及环环境效益益等资料料有如下下两个作作用:为编制制设计、施施工概预预算提供供依据,进进行技术术经济论论证;结合橡橡胶坝工工程服务务特点,对对工程建建
5、成后为为所在地地区工农农业发展展作出评评价,如如供水、发发电、防防洪、灌灌溉、航航运、美美化环境境等。有有目的地地收集工工程所在在地区的的社会、经经济及环环境效益益等资料料,主要要有如下下六个方方面:1)地地区经济济资料包包括:主要工工农业产产品的产产量和产产值、成成本、供供销和调调运费用用;工农业业产品和和建筑材材料等的的价格;国家从从有关的的工农业业产品中中征收的的税利,国国家在粮粮食、农农用电以以及其它它有关方方面的政政策性补补贴;地区的的国民经经济现状状和发展展规划、当当地群众众的经济济收人和和增长趋趋势等。2)工工程规划划设计指指标包括括:概算编编制的依依据和主主要定额额指标;可供水
6、水量、装装机容量量和年发发电量等等;与水利利经济评评价有关关的防洪洪、治涝涝的保护护范围、增增加和改改善的灌灌溉面积积、增加加和改善善的航运运里程、增增加的水水面面积积等。3)水水利效益益资料包包括:防洪、治治涝保护护区的土土地利用用情况,交交通运输输和工业业生产情情况,国国家、集集体和个个人的资资财,不不同典型型年洪涝涝灾害的的损失指指标,历历史洪涝涝灾情的的调查资资料等;灌区的的作物组组成,灌灌溉的产产量、产产值、成成本和成成本的构构成以及及其它技技术经济济指标;有关电电网的电电力、电电量、成成本和其其它经济济、财务务指标,有有关电站站的技术术经济指指标;其它为为计算城城镇供水水、航运运、
7、水产产等效益益所需的的经济、财财务指标标资料。4)年年运行费费用资料料包括:有关部部门对燃燃料动力力费、维维修费、管管理费等等的规定定;已有工工程实际际支付的的年运行行费和盈盈亏情况况;有关税税收、折折旧等年年费用的的规定。5)有有关部门门关于经经济分析析和财务务分析的的规定及及参考资资料。对对搜集的的资料,应应按照经经济评价价的要求求,系统统地进行行整理和和分析。6)环环境影响响评价包包括:无本工工程的自自然景观观、人文文地理、生生态环境境状况、存存在的主主要问题题和发展展趋势;工程兴兴建后可可能引起起的环境境因素变变化等。2.2 坝址选选择2.2.2坝址址宜选在在过坝水水流流态态平顺及及河
8、床岸岸坡稳定定的河段段,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流流弯道附附近建橡橡胶坝,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。如如果在河河床、岸岸坡不稳稳定的河河段建坝坝,将增增加维护护费用。因因此,在在选择坝坝址时,必必须在坝坝址上、下下游均有有一定长长度的平平直段。同同时,要要充分考考虑到河河床或河河岸的变变化特点点,要估估计建坝坝后对于于原有河河道可能能产生的的影响。2.2.3橡胶胶坝的特特点之一
9、一是跨度度大,一一般可不不设检修修闸门。坝坝址选择择要考虑虑建坝后后检修方方便。基基础底板板不宜低低于河床床,防止止在坍坝坝泄洪时时,坝袋袋被泥沙沙覆盖,管管理维修修困难。因因此,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是是适宜的的。坝址址宜选择择在水流流过坝后后有一陡陡坡段,泥泥沙容易易排泄,以以减轻坝坝袋振动动和磨损损。23 工程规规模及枢枢纽布置置2.3.2橡胶胶坝整个个工程结结构是由由三部分分组成的的:基础土土建部分分:包括括基础底底板、边边墩(岸岸墙)、中中墩(多多跨式)、上上下游翼翼墙、上上下游护护坡、上上游防渗渗铺盖或或截渗墙墙、下游游消力池池、海漫漫等;坝体(即
10、即橡胶坝坝袋)。控制和安全观测系统:包括充胀和坍落坝体的充排设备、安全及检测装置。在进行橡胶坝总体布置时,除考虑一般水工建筑物的要求外,还必须考虑橡胶坝本身的特点和使用条件,布置型式有如下几种:1)建建在溢流流堰或溢溢洪道上上的橡胶胶坝,坝坝后紧接接陡坡段段,无下下游回流流顶托,无无需布置置上游的的防渗铺铺盖和下下游的消消力设备备。如建建在奥氏氏溢流堰堰顶上的的橡胶坝坝,基础础底板可可呈曲面面,不需需改变原原溢流堰堰顶的结结构,由由于堰顶顶宽度很很窄,故故宜采用用充气式式橡胶坝坝。建在在溢洪道道上的橡橡胶坝运运行情况况是最好好的。因因为在洪洪水期,大大量推移移质已在在水库沉沉积,即即使有漂漂浮
11、物过过坝,因因有过坝坝水层和和堰顶急急流,不不容易产产生磨损损坝袋现现象;枯枯水期,上上下游均均无水,有有利于对对坝袋的的全面检检修。2)建建在平原原河道橡橡胶坝。平平原河道道水流比比较平稳稳,河流流断面较较宽,充充分发挥挥橡胶坝坝跨度大大、阻力力小的优优点。建建在平原原河道的的橡胶坝坝,在运运用时要要注意过过坝水流流与下游游水深的的关系,认认真布置置消能设设施,防防止河床床和河岸岸的冲刷刷,尽可可能避免免产生坝坝袋振动动磨损。北北方的一一些河床床型式,一一般都有有深水河河槽适宜宜建橡胶胶坝,因因为泄洪洪时,坍坍坝后仍仍保持原原泄洪断断面。当当河道断断面很宽宽时,为为了运用用方便则则可布置置中
12、墩,使使橡胶坝坝分成几几段。橡橡胶坝的的闸墩长长度和外外形轮廓廓应使过过坝水流流平稳,减减小侧向向收缩和和避免产产生旋涡涡。如果果橡胶坝坝闸墩设设计过短短,使闸闸墩两侧侧形成很很大旋涡涡,闸墩墩下游水水流相互互撞击,回回流冲击击坝袋,造造成坝袋袋的振动动磨损导导致破坏坏。3)建建在山区区河道橡橡胶坝。山山区河道道的特点点是坡陡陡流急,含含大量推推移质,水水流过坝坝容易使使坝袋产产生振动动拍打,造造成磨损损破裂。布布置时要要把基础础底板适适当抬高高,改善善上下游游水面的的衔接,使使过坝沙沙卵石不不易随水水流卷人人坝袋下下面。一一般在底底板与下下游河床床之间常常用1:211:4的的陡坡段段连接。对
13、对建在山山区河道道上的橡橡胶坝,不不仅设计计要精心心,而且且要加强强对橡胶胶坝袋振振动磨损损的观测测,及时时修补。2.3.3坝长长的确定定,应满满足校核核流量时时上游水水位不超超过防洪洪限制水水位,下下游单宽宽泄流量量不超过过允许单单宽泄流流量。如如果单宽宽流量较较大时,必必须加强强下游消消能防冲冲设施。在在工程管管理运行行中摸索索单宽流流量与坝坝袋振动动的关系系。用调调节坝高高来控制制单宽流流量,以以避免坝坝袋振动动和下游游河床的的冲刷。考考虑坝袋袋运输安安装、检检修方便便以及运运行管理理要求,单单跨最大大长度在在1000m以内内为宜。对对冰凌等等漂浮物物较多的的河段,单单跨在220330m
14、为为宜。多多段式橡橡胶坝,坝坝长是指指所有坝坝袋长度度之和。2.3.4充坝坝的水源源水量应应有保证证,且水水质好,无无污染,少少泥沙,必必要时可可建蓄水水池沉淀淀泥沙。另另外,也也可考虑虑在引水水口一侧侧布置冲冲沙闸或或调节闸闸控制引引水量。2.3.5橡胶胶坝是薄薄壁柔性性结构,由由于坝袋袋内压力力变化及及坝上下下游水位位变化等等原因,引引起坝体体变形,坝坝高也随随着发生生变化,在在不同条条件下,坝坝高概念念是不一一样的。根根据建坝坝用途,运运行中坝坝高可以以随意调调节,以以满足需需要。设设计坝高高,是指指上游为为设计水水位,坝坝下游水水位为零零时的坝坝高。在在设计坝坝高时的的坝袋内内压为设设
15、计内压压。确定定设计坝坝高时应应考虑坝坝袋坍肩肩和褶皱皱处溢水水的影响响。橡胶胶坝的泄泄流量,按按附录AA的公式式计算。2.3.6坝底底板高程程与运用用要求及及坝袋检检修有着着密切的的关系。坝坝底板高高程定得得低一些些,可以以加大泄泄流量,但但坝袋高高度增加加,相应应坝袋周周长加长长,坝袋袋检修条条件差。因因此,在在不影响响泄流情情况下,特特别是在在山区推推移质较较严重的的河道上上,底板板比河床床略高较较为有利利,可防防止过坝坝推移质质泥沙随随水流卷卷入坝袋袋底部从从而减轻轻坝袋的的磨损,坝坝底板高高程比上上游河床床地形平平均高程程适当抬抬高0.200.4mm。底板板厚度常常采用00.50.8
16、8m。底底板宽度度应满足足坝袋坍坍落线的的宽度要要求,并并于上下下游留足足安装检检修的交交通道。底底板顺水水流方向向设永久久缝,缝缝距根据据具体情情况确定定。沉陷陷缝应有有一定的的宽度,以以免不均均匀沉陷陷发生互互相挤压压。在防防渗段的的沉陷缝缝内必须须设止水水,以保保证防渗渗段的连连续性。底底板前后后两端需需设齿墙墙,齿墙墙深度一一般为0052m。2.3.8橡胶胶坝泄流流有三种种流态:1)橡橡胶坝全全部坍落落,袋面面行洪,水水流比较较平稳,流流速与原原河床流流速相近近。2)橡橡胶坝全全部充起起,顶部部类似实实用堰。当当坝顶开开始溢流流时,下下游水深深很浅甚甚至无水水,水流流连接条条件不利利,
17、随着着溢流量量的增加加,下游游水深逐逐渐提高高,形成成水跃。水水跃有一一定程度度的淹没没,对消消能有利利;但当当坝下游游护坦与与底板高高程齐平平时,下下游坝脚脚处易产产生局部部负压区区,使坝坝袋振动动。3)橡橡胶坝未未充到设设计高度度,或在在坍落过过程中,坝坝型类似似于宽顶顶堰,坝坝顶溢流流时,水水流具有有两个自自由表面面的跌差差:一个个在上游游面的顶顶端,一一个在下下游面的的顶尾。如如淹没式式宽顶堰堰,则只只有一个个自由表表面跌差差。坝下下游连接接及消能能方式:建在溢溢洪道上上的橡胶胶坝,无无需另设设消能设设施。建建在河渠渠上的橡橡胶坝,基基本采用用底流式式水跃消消能。消消力池与与底板之之间
18、采用用陡坡段段连接,坡坡度为11:31:44。如基基坑开挖挖有困难难时,坝坝下游护护坦与底底板高程程齐平,护护坦的设设置范围围,应根根据计算算综合分分析决定定。2.3.11多多跨橡胶胶坝应用用中墩分分开,距距离由单单跨长度度定。墩墩厚不小小于05m,以以便布置置超压溢溢流管;墩高应应大于坝坝顶溢流流时的水水头;墩墩长大于于坝袋工工作状态态时的长长度,但但宜小于于底板长长度0.511.0mm。橡胶胶坝与其其它水工工建筑物物结合时时,中墩墩长度应应与上游游铺盖和和下游消消力池长长度一样样。3 工程程设计3.1坝坝袋3.1.1橡胶胶坝按充充胀介质质可分为为充水式式、充气气式。充充水橡胶胶坝在坝坝顶溢
19、流流时袋形形比较稳稳定,过过水均匀匀,对下下游冲刷刷较小;由于气气体具有有较大的的压缩性性,充气气橡胶坝坝在坝顶顶溢流时时,出现现凹口现现象,水水流集中中,对下下游河道道冲刷较较强。在在有冰冻冻的地区区,充气气橡胶坝坝内的介介质没有有冰冻问问题;充充水橡胶胶坝不具具备这一一优点。充充气橡胶胶坝气密密性要求求高;充充水橡胶胶坝这方方面的要要求相对对低些。充充气橡胶胶坝比充充水橡胶胶坝工程程投资低低。在选选择方案案时应根根据运用用要求和和工作条条件,考考虑上面面的优缺缺点选择择适当坝坝型。3.1.2橡胶胶坝经常常在宽河河道上使使用,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
20、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的问题题,如加加工不便便,运输输困难,安安装难度度大,充充坝时间间长,不不利检修修等。因因而在宽宽河道或或溢洪道道上修建建橡胶坝坝时,选选择过长长坝袋要要认真论论证。在在直立岸岸墙的情情况下,宜宜优先采采用坝袋袋袋壁几几乎不产产生纬向向应力的的堵头式式结构。3.1.4设计计内压比比H0H1,其中中H0为坝袋袋内压水水头,HH1为设计计坝高。根据调查,设计充水式橡胶坝采用的内压比最低为1.25,大多数选取的范围是1.31.6。充气橡胶坝的内压比选取的范围为O.751.10。从运用角度出发,在没有特别要求时,内压比无须选择太大。从强度角度讲,坝高
21、较小时,强度的选择基本不受材料限制,内“压比选择幅度很大,为节省坝袋材料,可选取较大值。而高坝的强度选择受材料限制很大,宜选取较小值。在内压比选择幅度较大时,内压比的选择应经技术经济比较。3.1.5坝袋袋强度设设计安全全系数为为坝袋抗抗拉强度度与坝袋袋设计计计算强度度之比。北北京右安安门橡胶胶坝强度度设计安安全系数数取40,而而且该坝坝正常运运行222年后才才拆掉,说说明安全全系数的的取值对对于右安安门橡胶胶坝是可可行的。但但是,右右安门橡橡胶坝能能够运行行22年年与它的的良好的的工作条条件不无无关系。如如长期低低坝过水水运行,很很少把坝坝充至设设计坝高高,坝袋袋的受力力条件极极好。由由于坝上
22、上长期过过水,夏夏季少受受热,对对防止热热空气老老化与防防紫外线线老化也也很有好好处。冬冬季过水水防止了了冰冻,冰冰冻与冰冰压力对对坝袋的的影响也也不大。总总之,右右安门橡橡胶坝的的运用条条件对延延长坝的的使用寿寿命极为为有利。因因而,在在研究右右安门橡橡胶坝成成功经验验的同时时,还应应考虑其其使用条条件与一一般橡胶胶坝使用用条件的的差别,以以便坝袋袋强度设设计安全全系数不不致定得得太低。据调调查近年年来已修修建的橡橡胶坝强强度设计计安全系系数的选选取多大大于6.0,只只有极个个别的工工程因材材料强度度达不到到要求,才才不得不不把安全全系数降降到6.0以下下。因而而把强度度设计安安全系数数的下
23、限限定为66.0是是可行的的。充气气式橡胶胶坝国内内建的不不多,日日本是已已建充气气橡胶坝坝最多的的国家,这这里考虑虑采用日日本橡胶胶坝的坝坝袋强度度设计安安全系数数,取值值应不小小于8.0。确定定坝袋纬纬向强度度设计安安全系数数的方法法是一种种经验的的和近似似的方法法。根据据试验结结果分析析,绪头头式坝纬纬向强度度设计安安全系数数可按径径向强度度设计安安全系数数的05倍选选取。橡橡胶坝坝坝体纵断断面采用用梯形或或矩形布布置,在在边墙、边边坡采用用压板锚锚固时,纬纬向强度度设计安安全系数数取用径径向强度度设计安安全系数数的0.811.0倍倍。在确确定坝袋袋强度安安全系数数时还应应考虑下下列因素
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