橡胶坝对环境优化的影响

　　摘要：浙江省橡胶坝主要应用干水库溢洪道、天然河道、人工渠道、城区人工湖及河道入海口处．通过对橡胶坝的分类简介，本身的特点及工程的发展的几个特点对橡胶坝进行了深入的思考，以此为基础阐述橡胶棒对环境优化的影响因素，为橡胶坝的发展做一定的理论基础。
　　关键词：橡胶坝；环境优化；运行管理
　　
　　一、橡胶坝分类及特点
　　橡胶坝，又称橡胶水闸，属薄壁柔性结构，是用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成胶布，再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过充排管路用水（气）将其充胀形成的袋式挡水坝。
　　1、橡胶坝的分类：
　　橡胶坝根据填充介质不同分为充水式和充气式两种。两者各有优劣：充气式橡胶坝的高度与周长之比比充水式橡胶坝高得多,使得加大相同库容所需薄膜面积显著减少，即挡水高度一定时，充气式橡胶坝造价较低；但是，充水式橡胶坝在各种水文条件下综合运用更稳定；另外，充水式橡胶坝的充排时间要长于充气式橡胶坝。在选择橡胶坝坝型的时候需综合考虑各方面条件再做决定。
　　2、橡胶坝的特点：
　　橡胶坝运用条件与水闸相似，与常规闸坝相比有以下优点：
　　2.1造价低。可减少投资30％～70％，可节省钢材30％～50％，水泥50％左右，木材60％以上。
　　2.2施工期短。坝袋只需3天～15天即可安装完毕，多数橡胶坝工程当年施工当年受益。
　　2.3坝体为柔性软壳结构，能抵抗地震、波浪等冲击，且止水效果好，跨度大，汛期不阻水，可用于城区园林美化。
　　2.4维修少，管理方便。橡胶坝袋的使用寿命一般为15～25年。
　　二、橡胶坝运行中的常见问题及维护措施
　　1、闸阀锈蚀严重
　　产生的原因：金属遇河水或海水，产生一定的化学反应。
　　维护措施：针对此常见的问题，进行每月一次的定期保养、充塌坝试验和汛前洗井。定期保养内容包括抽掉排水闸阀井内积水，保持井内干燥，排水闸阀及其它机电设备用柴油清洗后涂抹黄油保护。
　　2、供排水管道出口易淤死
　　产生的原因：河道内水流的冲刷，使冲刷物淤积于排水管口。
　　维护措施：定期进行充塌坝试验或人工清理排水管道口有利于供水泵、供水管道及排水管道等畅通。
　　3、坝的损坏
　　3.1人为破坏造成的损坏
　　产生的原因：橡胶坝容易受到尖利和有尖角物体的损坏，因管理防护不到位，使非工作人员接近坝体，造成恶意的破坏。
　　3.2洪水和潮水夹带的残骸造成的损坏
　　产生的原因：由于洪水和潮水中夹带有各种残骸，如民用垃圾、建筑材料等尖利物在溢流或塌坝后过流时造成损伤。
　　3.3塌坝造成的损坏
　　产生的原因：塌坝期间，橡胶坝体可能会由于聚集于坝袋上下游面处、坝端头的尖利物体所刺破。
　　3.4磨损造成的损伤
　　产生的原因：坝体的振动、坝与河床以及与两岸的摩擦，以及漂浮的各种垃圾、塌坝过流时的夹带物等都可能导致坝的摩损。
　　3.5火造成的损坏
　　产生的原因：人为因素是直接原因。
　　4、坝体漏损
　　产生的原因：无论坝安装的有多么好，仍将渗漏掉一些气体或水。这是因为气体分子或水分子可通过橡胶膜而逸出。这种损失几乎是感觉不到的。再者：交联、刺伤、管道联结缺陷以及紧固系统不严也可能引起损失。施工质量和其它因素的影响所导致漏损。
　　5、易老化
　　产生的原因：根据室内试验和工程实践，初步判定橡胶坝的使用寿命一般为15～25年。由于氧和臭氧引起断链和(或)聚合物的交联，这将对合成橡胶起到破坏作用并改变其网状结构。随着天然橡胶的老化，断链的作用会导致橡胶软化并粘着。大多数其他合成橡胶由于交联作用而变脆、变硬，而且，受热、紫外线以及诸如铜、钴和锰这些金属均会加速橡胶的氧化，应力也会加速橡胶坝的氧化。
　　6、塌坝后坝体上的碎石或淤泥堆积
　　产生的原因：在放气期间，淤泥或碎石有时堆积在放气后的坝体上。
　　7、在寒冷地区修建橡胶坝，应注意防冻害问题。
　　在冰冻期，橡胶坝应保持一定的自然坍落状态，入冬前放空坝袋内及管内积水；冬季可利用冻冰层或积雪覆盖层保护坝袋越冬。坝袋冻在冰层下，或覆盖积雪0.3～0.5m厚，对保护橡胶坝是有利的，因为橡胶坝的材料可在-38～450C不脆化。冬季运用挡水的橡胶坝，冰冻期可采取坝前破冰的办法，在坝袋前开凿一条小槽，防止冰冻压力对坝体的作用。
　　三、橡胶坝防振防磨措施
　　橡胶坝的运用经验表明,导致橡胶坝出事,除人为因素外,主要是坝袋振动引起的坝袋撕裂和磨损,因此,有必要对坝袋振动问题进行研究并予以解决。
　　橡胶坝运行管理方面减振措施
　　坝袋减振管理措施橡胶坝工程能否充分发挥效益,运行管理是关键。除橡胶坝设计施工方面减振措施外,工程运行管理方面的减振措施包括:
　　控制坝顶溢流量,使坝顶溢流水深控制在设计内压要求范围内(即以不超出设计内压比为控制条件),超过时及时塌坝泄洪。
　　调整下游水位,应尽可能提高到1/2坝高以上运行,这样振动危害性小。
　　遇到大风浪作用于坝袋时,可适当调节降低坝高,减少坝前风浪吹程,达到减少浪高和浪压力目的。
　　改变坝袋内的内水压力,改变坝体自振频率,使其避开水流脉动的主频率,防止坝袋共振现象的发生。
　　加强运行观测。积累橡胶坝坝袋振动管理运行经验,总结控制坝袋振动的成功经验,避免人为造成的加大坝袋振动。
　　四、橡胶坝对环境发展有何贡献
　　1、从橡胶坝的发展趋势来看,可以说形势大好。其主要原因有三个,一是橡胶坝的制造和施工安装技术比较成熟;二是橡胶坝的适应性强且使用范围广;三是技术信息交流通畅。这三个条件对橡胶坝的发展是至关重要的。
　　2、橡胶坝的制造技术主要体现在橡胶坝袋的制造和加工工艺以及锚固系统上。我国在20世纪90年代以前织出的锦纶丝帆布抗拉强度一般都在300KN/m以下,修建6.0m高的橡胶坝坝袋的帆布层数为5层,这在坝袋制造上是很困难的。1999年国内成功地研制出抗拉强度500KN/m的帆布,这样,6.0m高的橡胶坝坝袋的帆布层数变为3层,这在坝袋制造上是完全可以实现的。2002年国内又开发研制成功钢丝骨架橡胶坝,单根钢丝的抗拉强度是锦纶丝强度的6倍。这样,建造6m高的橡胶坝采用二层钢丝网就可以满足设计强度要求,使今后修建更高橡胶坝的希望变为现实。同时,橡胶坝坝袋的加工工艺也有很大发展。过去橡胶坝袋多采用工厂片状生产,工地现场搭接,搭接后的纬向抗拉强度及其它质量问题也很难控制,给施工安装、运行管理带来许多困难。尤其是橡胶坝在边(岸)坡处要承受纬向拉力,当边坡坡度较陡,锚固线设计不甚合理时,坝袋的纬向拉力有时会达到径向拉力的100%～120%,有可能引起坝袋撕裂国内现在采用的是改进的锚固槽布置形式,即上游和下游锚固槽均采用斜线布置,这种布置方式使坝袋受力情况得到改善,坝袋也比较平整美观。但锚固槽(线)布置及坝堵头一些问题仍值得进一步研究。
　　3、橡胶坝作为一种低水头的挡水建筑物,由于结构简单、操作灵活、简便,使用时充胀挡水,泄洪时坍平过流,不阻水,不碍洪;既可以修建在灌溉渠道上,又可以修建在大江大河上;既可以建在山区河流,又可以建在城市平原;对于地质条件较差和含沙量较高的河流也有一定的适应能力。因此,可以说橡胶坝作为一种低水头的挡水建筑物,适应性是很强的。同时,橡胶坝的工程造价也是很低的,基于橡胶坝的适应性强、施工方便和造价低廉,使用范围也就比较广泛。
　　五、结束语
　　橡胶坝是一种低水头轻性薄壳柔体挡水建筑物,结构简单、施工方便且造价低廉。国内外相继建成了一批坝袋较高、跨度较大的橡胶坝。其中建在意大利的威尼斯、横跨利多航道的橡胶坝号称世界上最大的橡胶坝,最大坝高15m,坝全长900m,宽约30m。国内先后建成大型的橡胶坝,运行良好,效益显著,近年来在我国发展迅速,据统计现已建成500多座橡胶坝,都在发挥着作用。目前有一批更高标准的橡胶坝正在设计和建设中。橡胶坝发展前景,十分广阔,是值得大力推广的一种低水头挡水建筑物。橡胶坝的广泛应用对环境发展，城市设施的改善也是大有助力的，是应该由国家大力推广支持的一项工程设施。
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