水利论文橡胶坝工程的管理与维护
橡胶坝工程的管理与维护
黄超护
摘要:橡胶坝在水利工程中发挥着越来越重要的作用,而橡胶坝拥有众多优越性能,科学管理和合理养护是橡胶坝稳定运行的关键。本文通过归纳总结,分析了橡胶坝工程运行过程中存在的普遍性问题,在此基础上,提出了管理与维护的有效措施。
关键词:橡胶坝;运行问题;管理;维护
1 橡胶坝的特点
橡胶坝是一种新型的水利工程设施,是20世纪50年代出现的一种低水头挡水建筑物。最早是1956年由美国工程师英勃特逊研制成功,之后,法国、前苏联、捷克、德国、意大利、日本、荷兰、巴基斯坦等国家,都纷纷兴建了很多橡胶坝,其中,日本修建的橡胶坝数量最多。我国于1965年开展橡胶坝技术研究工作,于1966年6月在北京右安门建成了第一座橡胶坝。我国橡胶坝技术发展迅猛,目前已达到世界领先水平。
橡胶坝工程由土建部分、坝袋、坝袋锚固系统和充排及控制系统四部分组成。橡胶坝坝袋固定在河床上修建的底板上,以高强力合成纤维为受力骨架,内外两面以氯丁橡胶作为止水层和保护层,形成一个密闭的橡胶封闭囊,内部充以水(气)等介质,形成柔性挡水体。为了适应不同工程需要,我国发展了几种不同的橡胶坝坝袋结构型式,有端头锚固基本型式的枕式橡胶坝,能满足更高挡水水位要求的双层橡胶坝,满足河口地区和渠道上下游变动水位要求的双向挡水橡 1
胶坝等。另外,还有橡胶袋水翼式闸门、蓬式橡胶坝、刚柔结合式橡胶坝、蝌蚪式橡胶坝、表面无接缝橡胶坝等。
橡胶坝的突出特点表现与其材料特性紧密相关,主要表现在轻质和柔性上。第一,从材料特性分析。与普通的土、石、混凝土等材料的刚性坝相比,橡胶坝充胀的坝体密封性好,几乎不透水,从而起到挡水保持库容的效果,同时,坝袋内的充填介质排空之后,就会跌落至底板高程,又恢复至原河床断面,有利于敞泄洪水、排空库区淤积物,从而保证防洪要求和恢复库容。柔软的坝袋还能通过控制充填物质量从而控制坝袋断面控制水位高程,从而按照工程运行需求控制库水位、库容和下泄流量。第二,从力学特性分析。根据对坝袋的力学分析可知,坝袋内部应力、所受外力的作用线均垂直于坝轴线,而与坝袋的总跨度无关,只是一个单宽参数,在不考虑其他工程运行和地形、施工等条件时,理论上,坝袋的跨度可以足够长,从而可以满足不同河宽的要求,适应范围十分广泛。同时,坝袋属于柔性结构,能够抵御较大的地震波和洪水冲击波。第三,从建管特性分析。橡胶坝组成简单、施工难度小、工程进度快、经济性高、操控简便等。橡胶坝坝袋作为一个独立构造单元,可以在工厂完成制作,与底板工程等同时施工,互不影响,从而节省施工工期。足够长的坝袋跨度可以减少闸墩和启闭机的数量,降低造价。橡胶坝的控制系统主要是介质充排系统,设备简单易控。除了上述优点,橡胶坝同样存在缺点。坝袋为高分子材料,常年曝露在自然中,受到光、热、风、水中化学物质等的共同作用,会发生风化老化;同时,易受到尖锐物质的划伤、锥2
刺等破坏。这在材料制作及运行管理中应当采取措施加以防范。 2 橡胶坝运行中存在的主要问题
第一,防洪和排沙问题。橡胶坝作为当水建筑物,修建在河床上,能形成一定的库容,对上游来水有一定的拦蓄、减速作用,打破了原有的水流流态,特别在汛期,当上游来水较大,若不及时降低坝袋高度,宣泄洪水,就有可能造成上游库区淹没损失;另外,修坝挡水导致流速减缓,将造成泥沙大量沉积,影响库区效益的发挥;同时,橡胶坝大多具有营造宽浅水面景观的生态功能,完全塌坝泄洪排沙必然造成库区生态效益的损失,在运行中要做好统筹兼顾。
第二,坝袋老化问题。橡胶坝在运行过程中,常常受到热、光、电、机械作用、酸碱物质、辐射、微生物等物理、化学和生物因素的干扰,不可避免地产生坝袋高分子材料成分和结构的破坏,影响其原有性能,产生外观变化、机械性能变化、物理化学性能变化等老化问题,导致坝袋功能减退,使用功能降低,寿命减少。
第三,坝袋振动问题。坝袋是一个薄壳柔性结构,弹性优越,有抗震的优势,但是也有稳定性差的缺点。在坝面溢流时,由于水流的不均匀性、不恒定性及上下游不利水力条件,随着水流参数的脉动变化,容易产生脉动荷载,产生振动现象,当脉动荷载的频率达到坝袋的固有频率时,就会产生共振现象,将会导致坝袋破坏的事故。
第四,人机影响问题。人为的影响因素比较多,偶然性、随机性比较大,危害性也比较突出。在运行中要着重管理。比如有人在库区违规采砂、排污、倾倒垃圾、游泳、垂钓、炸鱼乃至在坝袋上活动等 3
问题,同时还有管理人员的综合素质、技术熟练程度和工作责任心的问题等。此外,还应注意充排水(气)等控制系统的问题。 3 橡胶坝的管理与维护
第一,完善管理制度。管好一项工程,完善的制度是第一位的。工程建成投运后,应当成立管理机构,结合具体情况,在设计单位提供的管理制度的基础上,制定切实可行的管理制度,确保工程安全有效运行。建立技术管理制度,水情监测制度,安全预警机制,检查和记录制度,报告总结制度和奖惩机制等。
第二,落实人员责任。管理问题的核心在人。严格执行库区管理制度,落实岗位责任制和持证上岗制度,加强人员培训教育和日常管理,签订目标责任书,关键环节专人专责,做到任务有人落实,责任能够追溯。确保管理活动人人参与、人人负责,既各负其责,又团结协作。
第三,明确工作内容。针对工程运行中遇到的问题,开展管理维护工作。技术负责人要做好计划、统一安排,加强指导。库区应划定管理范围和安全区域,做好划定范围的巡查检查工作;注意水情水质的测报工作;加强坝袋的日常巡检监测、修补养护工作;做好控制系统的维护工作;做好土建部分、锚固件的变形、异动观测;做好安全生产和保卫工作。
第四,改进管理方法。健全检查、评价、反馈和改进机制。在严格遵守工作纪律和技术规程的同时,定期检查工作效果,查漏补缺;加强学习,善于更新观念,运用新技术、新方法,提高工作效率;引4
入晋职淘汰机制,激发团队活力,促进人的发展;创新经营理念,开展多种经营,拓宽管理经费来源渠道,推动库区发展。
参考文献
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