橡胶坝技术规范526536197428160.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1总则1.0.1橡橡胶坝是是用胶布布按要求求的尺寸寸,锚固固于底扳扳上成封封闭状,用用水(气气)充胀胀形成的的袋式挡挡水坝。它它是本世世纪500年代末末,随着着高分子子合成材材料工业业的发展展而出现现的一种种新型水水工建筑筑物,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成体系系。为使使橡胶坝坝工程建建设和管管理有章
2、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我我国已建建成的橡橡胶坝工工程中坝坝高最高高为5mm,单跨跨长度一一般为5501100mm,使用用寿命可可达200年以上上。本规规范仅适适用于挡挡水高度度5m及其其以下的的橡胶坝坝工程。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橡橡胶坝工工程的建建设和其其它建设设项目一一样有其其特定的的工作程程序,如如先计划划后建设设,先勘勘察后设设计,先先设计后后施工,
3、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与与橡胶坝坝工程建建设和管管理有关关的标准准和规范范有防防洪标准准(GGB5002011944),水水闸设计计规范(SSD133388
4、4),泵泵站设计计规范(GB/T5002655977),水水闸施工工规范(SL227991),水水闸技术术管理规规程,中中小型水水利水电电工程地地质勘察察规范,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搜搜集社会会、经济济及环境境效益等等资料有有如下两两个作用用: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
5、程建建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)地区经经济资料料包括: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)工程规划设计指标包括:概算编制的依据和主要定额指标;可供水量、装机容量
6、和年发电量等;与水利经济评价有关的防洪、治涝的保护范围、增加和改善的灌溉面积、增加和改善的航运里程、增加的水面面积等。3)水利效益资料包括:防洪、治涝保护区的土地利用情况,交通运输和工业生产情况,国家、集体和个人的资财,不同典型年洪涝灾害的损失指标,历史洪涝灾情的调查资料等;灌区的作物组成,灌溉的产量、产值、成本和成本的构成以及其它技术经济指标;有关电网的电力、电量、成本和其它经济、财务指标,有关电站的技术经济指标;其它为计算城镇供水、航运、水产等效益所需的经济、财务指标资料。4)年运行费用资料包括:有关部门对燃料动力费、维修费、管理费等的规定;已有工程实际支付的年运行费和盈亏情况;有关税收、
7、折旧等年费用的规定。5)有关部门关于经济分析和财务分析的规定及参考资料。对搜集的资料,应按照经济评价的要求,系统地进行整理和分析。6)环境影响评价包括:无本工程的自然景观、人文地理、生态环境状况、存在的主要问题和发展趋势;工程兴建后可能引起的环境因素变化等。2.2坝址选选择2.2.2坝坝址宜选选在过坝坝水流流流态平顺顺及河床床岸坡稳稳定的河河段,这这不仅避避免发生生波状水水跃和折折冲水流流、防止止有害的的冲刷和和淤积,而而且使过过坝水流流平稳,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
8、,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橡橡胶坝的的特点之之一是跨跨度大,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便便。基础础底板不不宜低于于河床,防防止在坍坍坝泄洪洪时,坝坝袋被泥泥沙覆盖盖,管理理维修困难难。因此此,在满满足泄洪洪断面的的情况下下,将基基础底板板适当抬抬高是适适宜的。坝坝址宜选选择在水水流过坝坝
9、后有一一陡坡段,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橡橡胶坝整整个工程程结构是是由三部部分组成成的: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)建在溢溢流堰或或溢洪道道上的橡橡胶坝,坝坝后紧接接陡坡段,无无下游回回流顶托托,无
10、需需布置上上游的防防渗铺盖盖和下游游的消力力设备。如如建在奥奥氏溢流流堰顶上上的橡胶胶坝,基基础底板板可呈曲曲面,不不需改变变原溢流流堰顶的的结构,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)建在平平原河道道橡胶坝坝。平原原河道水水流比较较平稳,河河流断面面较宽,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
11、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)建在山山区
12、河道道橡胶坝坝。山区区河道的的特点是是坡陡流流急,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的的陡坡段连连接。对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坝坝长的确确定,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。如如果单宽宽流量较较大时,必必须加强强下
13、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充充坝的水水源水量量应有保保证,且且水质好好,无污污染,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橡橡胶坝是是薄壁柔柔性结构构,由
14、于于坝袋内内压力变变化及坝坝上下游游水位变变化等原原因,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坝坝底板高高程与运运用要求求及坝袋袋检修有有着密切切的关系系。坝底底板高程程定得低低一些,可可以加大大泄流量量,但坝坝袋高度度增加,相相应坝袋袋周长加加
15、长,坝坝袋检修修条件差差。因此此,在不不影响泄泄流情况况下,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00.50.88m。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
16、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橡橡胶坝泄泄流有三三种流态态:1)橡胶坝坝全部坍坍落,袋袋面行洪洪,水流流比较平平稳,流流速与原原河床流流速相近近。2)橡胶坝坝全部充充起,顶顶部类似似实用堰堰。当坝坝顶开始始溢流时时,下游游水深很很浅甚至至无水,水水流连接接条件不不利,随随着溢流流量的增增加,下下游水深深逐渐提提高,形形成水跃跃。水跃跃有一定定程度的的淹没,对对消能有有利;但但当坝下下游护坦坦与底板板高程齐齐平时,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)橡胶坝坝未充到到设计高高度,或或在坍落落过程中中,坝型型类似于于宽顶堰堰,
17、坝顶顶溢流时时,水流流具有两两个自由由表面的的跌差:一个在在上游面面的顶端端,一个个在下游游面的顶顶尾。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多跨橡橡胶坝应应用中墩墩分开,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
18、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橡橡胶坝按按充胀介介质可分分为充水水式、充充气式。充充水橡胶胶坝在坝坝顶溢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
19、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橡橡胶坝经经常在宽宽河道上上使用,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
20、向应力的的堵头式式结构。3.1.4设设计内压压比H0H1,其其中H00为坝袋袋内压水水头,HH1为设设计坝高高。根据调调查,设设计充水水式橡胶胶坝采用用的内压压比最低低为1.25,大大多数选选取的范范围是11.31.66。充气气橡胶坝坝的内压压比选取取的范围围为O.751.110。从从运用角角度出发发,在没没有特别别要求时时,内压压比无须须选择太太大。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很大,为为节省坝坝袋材料料,可选选取较大大值。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,内内压比的的选
21、择应应经技术术经济比比较。3.1.5坝坝袋强度度设计安安全系数数为坝袋袋抗拉强强度与坝坝袋设计计计算强强度之比比。北京京右安门门橡胶坝坝强度设设计安全全系数取取400,而且且该坝正正常运行行22年年后才拆拆掉,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
22、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
23、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0.5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素:坝袋袋胶布材材料加工工制成胶胶布时强强度损失失一般达达15255左右右,并且且材料强强度存在在不均匀匀性;坝坝袋在使使用过程程中因老老化所造造成的强强度
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