充气坝工程设计
日期：2022-09-04 访问次数：419
关键词：
工程设计
一、袋体设计包括：
1．坝袋结构选型；
2.内压比的选择；
3.安全系数的选择；
4.袋壁拉力计算；
5.坝袋胶布结构设计；
6．坝袋周长计算；
7.坝袋充胀容积计算等。
二、坝袋结构选型
①堵头：西岸大渠底宽30米，经过多年的运用，渠道边坡已被冲蚀接近零，并趋于稳定，渠槽近似矩形，为维持原渠断面，故选用直墙堵头（枕式）橡胶坝，其优点是充胀后坝袋全长断面相同，不起折皱，坝袋受力分布比较均匀，经向拉力基本上是主拉应力，符合按薄膜理论计算值；材料强度也能充分发挥；不改变原渠断面，过坝水流平顺。
②充气：该坝主要在冬季运用。没有溢流要求，在严寒地区采用充胀介质是空气。其主要优点是袋内空气不会结冰，仍可调节高度运用。充胀介质易于确保，坝袋外形近似球状，周长较充水坝短，相应底板土建工程也省一些，充气管径小而且较短。投资省。
③双层袋囊（设内外袋）：充气坝要求气密性很高，有针尖大的小孔则会泄气影响坝高，故借用汽车轮胎的原理，在坝袋内增设一层厚度1.5毫米的内坝袋，坝体为双层袋囊以确保工程的安全可靠。
根据自然条件和使用要求，选定为充气式堵头双层坝袋结构形式。
根据橡胶坝结构的特点及工作状况，计算的基本原理是认为坝袋为薄膜柔性结构，只承受相等的拉力，不承受切力和弯矩，坝袋内内接圆筒理论计算，忽略坝袋自重及伸长率的影响，按平面问题考虑。
三、锚固结构形式的选择
橡胶坝能否稳定地起到挡水作用，锚固是关键环节。锚固的作用是将坝袋胶布固定在基础底板和端墙上，形成一封闭袋囊。通过锚固构件将坝体所承受的力传递到基础。国内外常用的锚固类型有穿孔锚固和不穿孑L锚固两类，锚固构件形式有三种：螺栓压板式锚固；楔块挤压式锚固和胶囊充水锚固。本工程选用穿孔式螺栓钢压板单线锚固结构。其优点是气密性好。造价虽比钢筋混凝土楔块锚固高一点，但装卸方便，用工少，结构安全，较适应于新疆的施工条件。
四、安全装置
为了防止充气过量而引起坝袋破坏，要设安全装置，一般可用安全阀或水封管或U型管装置等，当坝袋充气超过设计气压，或由于上游水位升高而超过设计气压时，安设的安全阀或水封管，或U型管，便可起到排除坝袋内超过的气压，保证坝袋安全运用。
五、土建工程施工
橡胶坝的底板、直立式岸墙，上游铺盖和下游护坦的施工，与一般水利工程要求一梢于某些部位有其独特要求，如混凝土底板的质量要求，不仅要达到设计强度指标，符合设计尺寸，而且底板表面不得出现粗糙凹凸现象，特别是坝袋坍落段，必须平整光滑。坍落段进行抹面处理，以防磨损坝袋。
1、锚固构件的埋设
浇筑基础底板时，在锚固线部位预留深40厘米，宽20厘米的二期混凝土槽；螺栓与垫板在二期混凝土前拼装。锚固螺栓加上、中、下三条横向钢筋焊接为一整体，固定时保螺栓成一直线，间距为25厘米；垫板连同螺栓放人二期混凝土槽后，应先调整平面位置，保证二期混凝土浇筑时，每个螺栓位置准确，符合设计要求。
2、管道及机房设备施工
管道位置高程应严格控制，特别是与橡胶坝袋连接的管口。各管道连接处绝不能漏气。机房内部管道采用法兰接头。压缩机和电源安装前应进行检查。
3、坝袋安装
安装前的准备：将加工好的坝袋展开进行尺寸检查；发现有磨损处要修补好。按图纸检查螺栓的位置，如有出入要校正。准备安装工具并且先将内坝袋粘结成封闭形，两端留出未粘结段。以便安装人员进坝袋安装充气胶管后，才粘结封死。
4、坝袋就位：将坝袋锚固线对准基砒底板上的锚固线，按设计螺距25厘米，用皮带冲打眼。先将内坝袋装入外坝袋，安装充气管口、主管和支管。将分成三段的充气胶管用三通连接，并在胶管上钻叫6小孔，以便充排气畅通。