专利名称：橡胶坝在围堰挡水中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及水利工程建筑物橡胶坝的新用途，具体地说明是涉及橡胶坝在水 利工程围堰挡水中的应用。
二背景技术：
橡胶坝，又称橡胶水闸，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。坝顶可以溢流，并可 根据需要调节坝高，控制上游水位，以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡 潮等效益。
橡胶坝属薄壁柔性结构，是随着高分子合成材料的发展而出现的一种
新型水工建筑物。1957年世界上首座橡胶坝诞生于美国洛杉矶，坝高 1.52m，长6.1m，坝袋胶布厚为3mm，强度为90kN/m。此后世界各国相 继开始兴建橡胶坝。我国于1965年下半年开始进行橡胶坝的研制建设工 作，于1966年6月建成我国第一座橡胶坝一一北京右安门橡胶坝，坝高 3.4m，坝顶长37.6m，该橡胶坝曾两次更换坝袋，至今运行正常。
橡胶坝自20世纪90年代以来在我国发展迅速。从1966年到1993年 近三十年中全国仅建成橡胶坝366座，而据不完全统计，截至2006年10 月，我国的橡胶坝已建成约2000座，近年来更是以每年新建300座左右 的速度发展。国内橡胶坝目前最高6m，单跨最长176m ，多跨最长1135m， 建于1980年的西藏羊八井橡胶坝海拔4300多米，为我国海拔最高的橡胶 坝。橡胶坝在我国分布广泛，西到新疆维吾尔自治区石河子市(44。17'N， 86°02'E )，东到黑龙江省鸡西市梨树区(45°05'N， 130°41'E)，北到 黑龙江省大兴安岭林区加格达奇(50°24'N， 124°07'E)，南到海南省五指 山市(18°46'N， 109°30'E )，遍布我国大陆所有的省、自治区和直辖市。 此外，香港特别行政区截止1999年已建成橡胶坝20座，台湾省也建有橡
3胶坝钢闸门。
橡胶坝主要适用于低水头、大跨度的闸坝工程，如用于水库溢洪道上 作为闸门或活动溢流堰，以增加水库库容及发电水头；用于河道上作为低 水头、大跨度的滚水坝或溢流堰，可以不用常规闸的启闭机、工作桥等； 用于渠系上作为进水闸、分水闸、节制闸，能够方便地蓄水和调节水位和 流量；用于沿海岸作防浪堤或挡潮闸，由于不受海水浸蚀和海生生物的影 响，比金属闸门效果好；用于跨度较大的孔口船闸的上、下游闸门；用于 施工围堰或活动围堰，橡胶活动围堰高度可升可降，并且可从堰顶溢流， 不需取土筑堰可保持河道清洁，节省劳力并縮短工期；用于城区园林工程， 采用彩色坝袋，造型优美，线条流畅，可为城市建设增添一道优美的风景。
发明内容
1. 发明目的
本发明实涉及橡胶坝的新用途，具体地说是涉及橡胶坝在围堰挡水中 的应用。
2. 技术方案
橡胶坝主要由土建部分、坝袋及锚固件，充排水(气)设施及控制系 统等部分组成。在上游横向过水土石围堰的顶部修建一个橡胶坝，挡水时 向坝袋内充水，使橡胶坝升到设计高度挡水，维持较高的上游水位进行通 航和发电，来洪水时，将坝袋内的水排空，橡胶坝坍坝过水。橡胶坝设计内
外压力比为1.2，坝高4.85m，有效高度为4.70m,坝袋有效长度为18.608m。
橡胶坝控制运行的原则是升坝蓄水，满足通航和发电需要，在汛期河 道发生洪水时要坍坝泄洪，避免库区洪水灾害，并保障橡胶坝安全度汛。
3. 有益效果
橡胶坝在水利工程围堰挡水中运用有以下特点-
一是造价低。与常规闸坝相比，可减少投资30% 70%，可节省钢材 30% 50%，水泥50%左右，木材60%以上。
二是施工期短。钢筋混凝土底板和泵房的施工可在两个月内完成，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。三是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。
四是维修少，管理方便。橡胶坝袋的使用寿命一般为15 25年。 五是汛期大洪水过后，河道来水量减少到适合通航和发电的流量时， 橡胶坝在半天以内可完成升坝蓄水，维持较高的上游水位进行通航和发电 (如果没有橡胶坝，大洪水过后，子堰已被冲走，上游蓄水位最高只到过 水土石围堰的堰顶)，获取较大的经济效益。
四、具体实施例
桥巩水电站二期导流方案为二期上游横向围堰为过水土石围堰，堰
顶高程为73.5m，在过水围堰顶部设置一个橡胶坝。为保证枯水期二期导流 期间基坑内施工人员的安全万无一失，在橡胶坝下游的围堰1 : 8的背坡上设 置一个土石子堰，子堰顶高程为78.50m。
橡胶坝共分两跨，坝高4.85m(有效高度4.70m)，设计内外压比1.2。 橡胶坝底板顶高程为73.5，橡胶坝充到设计压力后坝顶高程为78.2m。坝 袋有效周长(不包括锚固长度)为18.608m。坝袋型号采用JBD-5.0-300-3， 坝袋胶布釆用J300300-3。坝袋颜色为黑色。 橡胶坝控制运行原则，枯水期及汛期一般流量时，橡胶坝升坝蓄水， 维持较高的上游水位进行通航和发电，获取较大的经济效益，汛期大洪水 时，橡胶坝坍坝增大河道行洪断面行洪，避免库区洪水灾害，消除施工期 淹没赔偿问题，并保障橡胶坝安全度汛。
橡胶坝运行状态
橡胶坝于2008年2月底建成，至2008年10月底拆除，共需运行8 个月。下面对各个时段内橡胶坝运行状态进行说明
2008年3月1日一2008年5月15日(枯水期)2月底，橡胶坝建 成并完成调试。之后橡胶坝坍坝，利用橡胶坝后的子堰挡水，利用已建成 的泄水闸控制上游水位为77.5m，进行通航和发电，这段时间内橡胶坝不 运行。
2008年5月16日一2008年10月31日(汛期)2008年5月下旬， 在二期基抗内共作完成并撤退人员和设备后，橡胶坝充水升坝，拆除橡胶坝后面的子堰。之后利用橡胶坝挡水，利用已建成的泄水闸控制上游水位
为78.0，进行通航和发电。当上游河道来水量小于6000m/s时，橡胶坝不 需要坍坝，橡胶坝坝顶不参加过流；当上游河道来水量大于6000m/s时， 橡胶坝坍坝(提前)至过水围堰顶73.5m，堰顶过流。
橡胶坝建成后应进行试运行，试运行应在橡胶坝生产厂家的指导、配 合下进行。充坝前，应制定充坝试水方案。充坝时，不得一次将坝袋充至 设定高度，而应按照每次宜充胀的坝袋高度，分多次充坝试水。每次充坝 后，应停留一段时间，观察坝袋有无异常情况发生。橡胶坝上游未挡水吋， 坝袋不宜充胀至设计坝高。橡胶坝充水时，应打开排气孔，待坝袋充到设 定坝高时，再将排气孔关闭。 橡胶坝的升坝与坍坝 1、橡胶坝升坝 1.1橡胶坝升坝指令
(1) 2008年5月下旬二期基抗导流时段结束，橡胶坝开始运行， 发出升坝指令；
(2) 2008年5月下旬一2008年10月31日汛期洪水过后(洪水来 前坍坝，当上游河道来水量减少到5060m/s时(双峰或多峰型红洪水，两 洪峰之间流量小于5060m/s的情况除外)，可发出升坝指令，开始充水升 坝。
1.2橡胶坝升坝操作
充水升坝前，打开水泵房内水泵进水管和通向坝袋的阀门(打开碟阀 D1、 D2、 D3、 D5、 D7及D8，关闭碟阀D4及D6)，然后打开水泵电机， 进行充水升坝。当超压溢流管向外溢水时，关闭电机及各充水阀门。
在充水升坝时，不得一次将坝袋充至设计高度，宜按坝高分级进行充 胀，逐级逐步达到设计坝高，每次停留时间不得少于0.5h。分级至少应分 两级(0.8h、 h， h为设计坝高)。充水过程中要有专人现场观察，以便发 现异常现象时采取必要的措施。
在充水升坝时，宜先将排气孔打开，待坝袋充胀到设定高度时，再将 排气孔关闭。汛期洪水过后充坝时，由于充坝时围堰还在过水，因此不能在充坝前去打开中墩处的排气阀，此时可先打开位于两端的排气孔，等橡
胶坝充到一定高度后(0.6—0.8倍设计坝高)再去打开中墩处的排气孔， 待排完气后再将排气孔关闭。
橡胶坝充胀高度不得超过设计高度，坝袋内压力不得大于设计压力。 2、橡胶坝坍坝 2.1橡胶坝坍坝指令
(1) 2008年5月下旬一2008年10月31日汛期预报上游来水量大 于6000m/s时，应提前开始坍坝。坍坝应在坝址处流量上升到6000m/s之 前6小时或者流量到达5060m/s时开始(两个条件只需要达到其中一个条 件就应开始坍坝)。坍坝时应全开8#—11弁泄水闸的闸门。 2.2橡胶坝坍坝操作(不包括试运行后的坍坝操作)
根据洪水预报和调度指令，提前检査设备的完好情况和进出水阀门的 关闭情况，如有问题应及时检修，及时作好坍坝前的准备工作。
坍坝可根据情况采取自排或者机排，汛期坍坝时应采取机排，以加快 排水速度。自排水打开碟阀D5、 D6、 D7、 D8，关闭D3、 D4等，利用自 排坍坝；机排时打开碟阀D1、 D2、 D4、 D6、 D7、 D8，关闭D3、 D5，启 动水泵电机利用水泵抽排。 实际效果
由于在二期过水土石围堰顶部设置了橡胶坝，在避免库区洪水灾害，消 除施工期淹没赔偿问题的同时，保证了汛期较高的上游行通航和发电水位， 比未设橡胶坝时高4.5 5.0m，使电站施工期多发电量约0.80亿kW h，经
济效益非常显著。
权利要求
1、橡胶坝在围堰挡水中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种橡胶坝的新用途，尤其是涉及橡胶坝在围堰挡水中的应用。在上游横向过水土石围堰的顶部修建一个橡胶坝，挡水时向坝袋内充水，使橡胶坝升到设计高度挡水，维持较高的上游水位进行通航和发电，来洪水时，将坝袋内的水排空，橡胶坝坍坝过水。橡胶坝设计内外压力比为1.2，设计坝高4.85m，有效高度4.70m，坝袋有效长度为18.608m。橡胶坝在水利工程围堰挡水中运用有以下特点比常规闸坝更低的造价、施工工期短、坝体为柔性软壳结构，能抵抗地震，波浪冲击，止水效果好，跨度大，汛期不阻水等特点。
文档编号E02B7/00GK101538838SQ20091003086
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者但汉仁, 李小莘, 杨文海, 潘雪梅, 黄中良 申请人:广西电力工业勘察设计研究院;广西方元电力股份有限公司桥巩水电站分公司