摘要：橡胶坝作为一种新型的低水头挡水建筑物，与其他土、石、钢、木钢性闸坝比较有许多优点。本文针对橡胶坝的特点，阐述了橡胶坝在设计过程中应遵循的原则，以供参考。
关键词：橡胶坝 特点 设计原则
橡胶坝是20世纪50所代为满足工农业生产的需要，出现的一种新型的低水头挡水建筑物，橡胶坝工程结构简单，坝袋升降自如，可充坝蓄水、降坝过洪，利用自然而又不破坏自然，既可解决河道防洪与蓄水的矛盾，又有利于生态环境的保护。在许多地方，橡胶坝工程的建设改善了当地的水环境及生态环境，它所拦蓄的水域美化了当地的自然风貌，构成了景观亮点、绿色走廊、休闲场所。正因为如此，橡胶坝工程以其强大的生命力快速发展，国内外对橡胶坝技术研究和应用也一直从未间断。
1橡胶坝工程的特点
橡胶坝是以高强力合成纤维布为受力骨架，内外两面硫化氯丁橡胶层作为止水（气）层和保护层的胶布，按工程设计要求锚固在基础底板和端墙上，形成一个封闭的橡胶布囊，充水、充气或充水充气形成橡胶柔性体挡水。橡胶坝工程与其他工程比较具有如下特点：
1.1造价低，节省三材
由于橡胶坝跨度较大，可减少中墩数量和相应的闸门启闭动力设备，还可简化下游水能设施等，因此可减少工程投资。橡胶坝工程投资比一般同规模的刚性水闸工程投资可节省30～60％，节省钢材30～50％，水泥50％左右，木材60％以上。
1.2施工期短
橡胶坝袋可在橡胶厂制造，然后现场安装，与土建施工不相矛盾，安装仅用3～15天，安装施工速度快，橡胶坝工程最终工期为6～10个月。
1.3不影响行洪
对已审批的防洪（潮）排涝工程无影响，在洪水来临时进行降坝泄洪，坝袋内水泄空后，紧贴在南坝底板上，不缩小原有河床断面过流面积，基本上不形成阻水的情况，满足安全度汛的要求。
1.4抗震性能好
橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构，重量轻而富有弹性，在外力作用下易发生形变，抗冲击弹性40％左右，伸长率可达60％，具有以柔克刚的性能，能抵御强大的地震波和特大洪水的冲击。
1.5造型优美
橡胶坝袋属流线型，造型优美，色彩丰富，可做成彩色坝袋，易与周围环境相协调，增强了其美化环境的功能。
1.6维修方便
橡胶坝工程结构简单，充、放水机电设备的故障率低，且便于维修。
2橡胶坝袋设计应遵循的原则
橡胶坝的充胀介质是选择充水还是充气，应按照运用要求、工作条件经技术经济比较后确定。橡胶坝袋设计的主要内容包括:坝袋结构型式、内外压比和安全系数的选定,以及袋壁拉力、袋壁周长、充胀容积的计算等，设计时应遵循以下原则：
2.1坝体布置可采用单跨式或多跨式，单跨长度宜确定40～80米。
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2.2坝袋设计内外压比的选用应经技术经济比较后确定，充水式橡胶坝内外压比值宜选用1.25～1.60;充水式橡胶坝内外压比值宜选用0.75～1.10。
2.3坝袋强度设计安全系数充水式坝应不小于6.0,充气式坝应不小于8.0。
2.4坝袋坝壁承受的经向拉力应根据薄膜理论按平面问题计算,并在此基础上进行坝袋袋壁强度、坝袋横断面形状、尺寸及坝体充胀容积等计算。
2.5坝袋胶布除必须满足强度要求外,还应具有耐老化、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击、抗屈挠、耐水、耐寒等性能。
3橡胶坝土建工程设计应遵循的原则
橡胶坝土建工程设计必须满足在设计洪水位下，工程是安全的，同时泄流时又不影响河岸及河流管理设施安全，并需采取适当措施防止对下游河岸的冲刷。橡胶坝土建工程包括基础底板、边墩(岸墙)、中墩(多跨式)、上下游翼墙、上下游护坡、上下游防渗铺盖或截渗墙、下游消力池、海漫等，设计时应遵循以下原则：
3.1土建工程应根据橡胶坝的设计条件,使土工建筑物满足强度、防渗及地基稳定的要求。
3.2坝底板、岸墙(中墩)应根据地基条件、坝高及上、下游水位差等确定其地下轮廓尺寸,其应力分析应根据不同的地基条件,参照橡胶坝技术规范或其他有关规范进行计算，稳定计算还要进行防渗、抗滑动计算。
3.3橡胶坝应尽量建在天然地基上，对建在较弱地基上的橡胶坝应进行基础处理。
3.4上、下游护坡工程应根据河岸土质及水流流态分别验算边坡稳定及抗冲能力，护坡长度应大于河底防护的范围。
3.5消力池(护坦)、海漫、铺盖除应满足消能防冲要求外,还应考虑减轻和防止坝袋振动。对经常溢流的橡胶坝工程,宜设陡坡段与下游消力池(护坦)衔接，还要根据运用条件选择最不利的水位和流量组合进行消能防冲计算。
3.6充气橡胶坝的消能防冲计算,应考虑塌坝时坝袋出现凹口引起单宽流量增大的因素。
3.7橡胶坝控制室首先要满足机电设备、管路和闸阀等布置空间，同时要满足管理人员操作方便以及观测和控制设备的需要，控件室地下结构应做好防渗、防潮和通风等措施，同时还要注意采光。
3.8采用堵头式锚固的橡胶坝应采取有效措施防止两侧端部塌肩。
3.9充水式橡胶坝应设置安全溢流设备和排气阀,坝袋内压不得超过设计值，排气阀设在坝袋两端顶部。充气式橡胶坝设置安全阀、水封管或U形管等充气压力监测设备。对建在山区河道、溢流坝上或有突发洪水情况出现的充水式橡胶坝,宜设自动塌坝装置。
4结论
橡胶坝是近年来在我国发展较快的一种坝型, 由于它具有造价低、施工期短、坝袋抗震性好、操作灵活及管理方便等优点,被广泛应用于水利灌溉、水力发电、城市供水及美化环境等领域，具有十分广泛的应用价值。我们在设计时应依据橡胶坝的特点及应用范围对之大力推广,同时应在规划设计中注意总结经验,使橡胶坝设计更趋经济、实用、合理。
参考文献：
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[4]郭金林;橡胶坝工程设计的改进措施与应用[J];城市建设理论研究:电子版 , 2015 (21) :108-108
论文作者:周长城
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/20
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