充氣式橡膠壩工程初步設計報告

第一章緒論橡膠壩是用高強合成纖維織物做受力骨架，內外涂敷合成橡膠作粘結保護層，加工成膠布，按要求的尺寸，錨固在基礎底板上，用水或氣的壓力充脹起來，形成擋水壩。不需要擋水時，泄空壩內的水或氣，恢復原有河渠的過流斷面。橡膠壩主要適用于低水頭、大跨度的閘壩工程，如用于水庫溢洪道上作為閘門或活動溢流堰，以增加水庫庫容及發(fā)電水頭；用于河道上作為低水頭、大跨度的滾水壩或溢流堰，可以不用常規(guī)閘的啟閉機、工作橋等；用于渠系上作為進水閘、分水閘、節(jié)制閘，能夠方便地蓄水和調節(jié)水位和流量；用于沿海岸作防浪堤或擋潮閘，由于不受海水浸蝕和海生生物的影響，比金屬閘門效果好；用于跨度較大的孔口船閘的上、下游閘門；用于施工圍堰或活動圍堰，橡膠活動圍堰高度可升可降，并且可從堰頂溢流，不需取土筑堰可保持河道清潔，節(jié)省勞力并縮短工期；用于城區(qū)園林工程，采用彩色壩袋，造型優(yōu)美，線條流暢，可為城市建設增添一道優(yōu)美的風景。第二章工程設計2.1工程規(guī)劃xx橡膠壩工程是擬建于xx河上的一處集農田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖于一體的綜合利用水利工程，工程建成以后，不僅能有利的促進當?shù)剞r村經(jīng)濟發(fā)展，而且對自然、生態(tài)、社會環(huán)境的改善產(chǎn)生了積極的影響。xx橡膠壩工程建成后可使xx灌區(qū)農田的灌溉保證率由60%提高到95%?；举Y料（1）流域概況xx河發(fā)源于山西省xx縣境內，從xx縣入境，匯支xx、xx后橫穿xx縣全境，向東入保定市xx。是xx河南支主要來水支流之一。干流在xx縣建有大型水庫xx水庫，支流xx、曲河分別建有大型水庫xx水庫和中型水庫xx水庫，隸屬于xx河水系。xx河水系位于海河流域中部，發(fā)源于西部xx區(qū)，經(jīng)獨流減河及海河干流入海，跨山西、河北、北京、天津4省市。河北省面積34683km2，人口1607萬人，耕地143.4萬hm2。（2）水文氣象本區(qū)的地下水主要為第四系覆蓋層中的孔隙水和基巖裂隙水兩種，皆直接或間接補給自大氣降水。由于本區(qū)降水量多集中在6~7月，且蒸發(fā)量大于降水量。同時匯流面積較小，因此地下水含量不大。根據(jù)水化學特性分析，地下水屬于重碳酸鈣鎂型水，不含侵蝕性。PH植為7.3~9.0，具堿性，總硬度為8.4~7.8，屬軟水，判別河水對混凝土無侵蝕性。根據(jù)當?shù)厮Y源調查與水利區(qū)劃綜合報告，該區(qū)屬溫帶半干旱大陸性季風氣候，四季分明：冬季受西伯利亞大陸性氣團控制，寒冷少雨雪；春季北風盛行，較冷蒸發(fā)大；夏季受海洋性氣團和xx地形影響，降魚集中；秋季一般秋高氣爽，降雨稀少。多年平均氣溫為平原13.2℃丘陵12.2℃、山區(qū)42.7℃、極端最低氣溫-21.4℃。無霜期為平原206天、丘陵197天、山區(qū)176天。平均降水量為：平原538.2mm、丘陵525.7mm、山區(qū)756.7mm；一般年份77%的降水集中在夏季，多雨年一般相差1~2倍，最大為4倍；降水強度較大，一般情況下在西部山區(qū)一次暴雨量即超過300mm。年均蒸發(fā)量為水面1000mm，陸面350mm，最大風速為18m/s，最大凍土深度54cm。（3）工程地質本區(qū)主要是地層巖性為三疊系上統(tǒng)和侏羅系下統(tǒng)砂頁巖，上伏第四系地層。壩址車為堅硬粉質黏土，各項參數(shù)指標為：凝聚力=60.0kpa；內摩擦角=19；天然孔隙比=0.69；天然容重=20.3。河床4.0~6.0m以下均為基巖，基巖僅在局部地段出露。本區(qū)地層平緩，構造簡單，是華北陸臺上較穩(wěn)定的部位，新構造運動差異性小，以大面積緩慢抬升為主，地震基本烈度為6度。區(qū)內地層中粗砂巖產(chǎn)狀為：走向0～25o。傾向W或NW，傾角2～8o。斷裂構造不發(fā)育，僅有小規(guī)模的斷層分布，節(jié)理裂隙呈“棋盤格式”狀發(fā)育，走向NW64o及NE40o，陡傾角。節(jié)理張開寬度大小不均，一般約為0.2～0.6cm，最大可達2～3m。（4）地形地貌xx橡膠壩工程處于xx東麓，河道左岸多為山體，右岸以河灘地為主，前期河道治理已在部分河段修建了堤防，主河槽為U型斷面，壩址處上下游經(jīng)前期治理，河道斷面近似為梯形，底寬為92m，邊坡為1：2.5，兩岸堤防高程為80.3m。（6）工程等級及設計標準根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準SL252-2000《水利水電工程等別劃分及洪水標準》、SL265-2001《水閘設計規(guī)范》，本橡膠壩工程定為四等工程，橡膠壩、控制室分別為4級建筑物。根據(jù)國家《防洪標準》（GB50201-94），本河段設計防洪標準為20年一遇，校核洪水標準為50年一遇。橡膠壩采用同標準，即設計標準為20年一遇洪水，校核標準為50年一遇，壩址處設計洪峰流量為QP=5%=442m3/s，校核洪峰流量為QP=2%=1190m3/s。（6）施工條件壩址緊鄰省道，對外交通方便。工程所用的水泥、砂、石子等材料以當?shù)夭牧瞎獮橹?，所用的塊石，可在附近的山谷中采集。兩岸的山體多為震旦系石英砂巖，致密堅硬，力學強度高，儲量豐富，完全可滿足本工程所需。施工用水用電可就近從柴槽或陽關接10KV高壓線至施工現(xiàn)場。壩址選擇橡膠壩壩址的選擇應根據(jù)橡膠壩的特點及運用方式要求綜合考慮地形.地質.水文.氣象.泥沙.管理和其它因素，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后確定。（1）壩址應選擇在堅硬緊密的天然土基上，雖然橡膠壩重量比其它閘壩輕，且地基受力均勻，但壩址仍然盡量選在堅硬緊密的天然土基上。如果必須做人工處理地基時，其堅硬密實程度也應達到設計要求，否則將影響壩體安全。（2）壩址應選擇在水流平順及河岸岸坡穩(wěn)定的河段，不應選在河流水流條件發(fā)生突然變化的河段。這不僅避免發(fā)生波狀水躍和折沖水流，防止有害的沖刷和淤積，而且使過壩水流平穩(wěn)，減輕壩袋振動及磨損延長壩袋使用壽命。據(jù)調查和實際工程觀測在河道彎道附近的橡膠壩，過壩水流很不平穩(wěn)，壩袋易發(fā)生振動，加劇壩袋磨損，影響壩袋使用壽命。如果在河床岸坡不穩(wěn)定的河段建壩，將增加維護費用。由于壩址選點不當而被拆除的壩袋已有不少。運用實踐表明，水流條件是影響壩袋振動的主要誘因，振動又是使壩袋磨損破壞的主要原因。因此，橡膠壩應建于平直河段處，即在壩址選擇時，必須在壩址上下游均有一定長度的平直段，以保證過壩水流平穩(wěn)，防止壩袋產(chǎn)生強烈振動。同時，要充分考慮到河床或河岸的變化特點，要估計建壩后對于原有河道可能產(chǎn)生的影響。（3）對于多泥沙河流，壩址不應選在縱坡突然變緩的河段，以減少淤積。如一定要在這樣的河道上建壩時，應將基礎地板適當抬高，并在底板高程以下修排沙泄流閘孔。（4）壩址選擇還應考慮施工導流.交通運輸.基坑排水.施工供水及電源條件.。（5）壩址選擇應考慮便于壩袋檢修維護及工程管理運用。壩址選擇時要考慮建壩后是否具備檢修條件，因橡膠壩的特點之一是跨度大，一般不設檢修閘門，應盡量選在不筑堰的情況下，能夠進行維修的地點?；A底板不宜低于河床，防止在坍壩泄洪時，壩袋被泥沙覆蓋，造成管理維修困難。在滿足泄洪斷面的情況下，將基礎底板適當抬高，使橡膠壩高于枯水季節(jié)下游河流水位，便于檢測和維修。同時，底板抬高后水流過壩后有一陡坡段，還有利于上游和下游水流的銜接，易于泥沙排泄，減輕壩袋溢流振動，避免回流和漩渦將卵石和泥沙等雜物帶到下游側錨固線外的底板上，引起壩袋磨損。（6）壩址選擇應考慮樞紐建筑物的合理布置。重要工程應有水工模型實驗論證。由設計資料可知本區(qū)在主要地層巖性為三疊系上統(tǒng)和侏羅系下統(tǒng)砂頁巖，第四地層。壩址處為堅硬粉質粘土，符合建壩基礎條件。前期提出兩處建壩地址，一處在上游柴槽處，一處在下游陽關處。由壩址選擇示意圖可知柴槽處在河流轉彎段，水流不平穩(wěn)，對河床沖刷作用明顯，不宜修建橡膠壩。所以橡膠壩選在陽關附近的河道上，此處水流平順，壩址上下游均有一定長度的平直，河床4—6米以下均為基巖。河道左岸多為山體，右岸以河灘為主，部分河段修建了堤防，河床及岸坡穩(wěn)定。陽關緊鄰省道，對外交通方便。工程所用水泥、沙、石子等材料以當?shù)夭牧瞎獮橹?。所用塊石可在附近山谷中采集。兩岸山體多為震旦系石英砂巖致密堅硬，力學強度高，可滿足本工程所需。施工用水用電可就近從附近陽關接10KV高壓線到施工現(xiàn)場.。壩型選擇橡膠壩與常規(guī)水閘比較，橡膠壩的優(yōu)點是:①壩袋制造工廠化、安裝簡單、工期短；②造價低廉、節(jié)省鋼材、木材、水泥；③不阻水、能保持河道泄流斷面；④操作靈活、管理方便；⑤有較好的抗沖擊性能。缺點是：壩袋易老化、耐久性較差。橡膠壩主要適用于低水頭大跨度的閘壩工程。壩高一般不超過5米。由設計資料知河流的設計水深為2.9米，河道底寬為92米，屬于大跨度低水頭大壩工程，所以適宜采用橡膠壩。橡膠壩在實際運用中基本上以充水式和充氣式為主，采用水氣混合的很少。世界上橡膠把發(fā)展和建設主要以日本和我國為代表。我國和日本幾乎同時研究和建設橡膠壩，但日后兩國采用的橡膠壩型式卻不同。日本的橡膠把多為充氣式，至目前已建3000余座；而我國的橡膠壩多為沖水式，至今已建成約千余座。充氣式橡膠壩對于壩袋強度制造工藝要求高，安裝要求比充水式高，運行管理水平要求高。充水式橡膠壩對于壩袋制造、安裝、強度及運行管理要求較低，為節(jié)省鋼材，我國還發(fā)明了混凝土楔塊錨固法。在充水橡膠壩方面，我國已形成了具有自己特色的橡膠壩設計制造運行管理技術，滿足我國發(fā)展橡膠壩的需求。但相比之沖水式橡膠壩，充氣式橡膠壩的主要優(yōu)點有：一．運行管理相對方便，不受季節(jié)變化的影響。這一點主要體現(xiàn)在冬季，由于氣體不存在結冰問題，運行管理模式四季相當，沒有明顯的季節(jié)變化。而水在零度就會結冰，要使充水橡膠壩在冰寒期仍然有效運行，解決好冰凍問題是不可回避的。

二．充氣式壩袋塌壩相對充分，不會造成阻水。而充水橡膠壩塌壩后不僅需要占壓一定面積的土地，且在塌壩后還會造成一定的阻水問題，大約阻水50厘米之多。當然，這主要是由于充水橡膠壩的現(xiàn)行結構所致，如想克服此問題也許只能是通過修改現(xiàn)行的有關標準。

三．充脹介質易于提取，充脹簡便。充氣式橡膠壩的充脹介質為氣體，可以說是無時不有、無處不在，來源十分充沛，且可滿足于隨時足量取用，沒有時間、地點的制約。而充水橡膠壩則要考慮充水介質的取水水源問題。以一座高5米的橡膠壩為例，每延米橡膠壩就需要46立方米的水量來予以填充，跨度為100米寬的橡膠壩就需要4600立方米的水量?，F(xiàn)在橡膠壩的寬度動輒數(shù)百米、上千米，作為充脹介質的水源問題已成為必須考慮的問題之一。

四．充氣式壩袋塌壩迅速及時，可滿足汛期防汛搶險的快速反應。五．充水式橡膠壩只宜布置在水平底板上，以便坍壩時能排空壩袋內的水。充氣式壩袋既可布置在水平底板上，也可在曲線形實用堰頂上，應用范圍較廣。六．滿足充氣橡膠壩運行要求的占地面積比充水橡膠壩占地面積節(jié)約15%到35%；從而大量的節(jié)約工程資金；比如壩高為2米的充水橡膠壩，按標準要求，壩基礎順水流寬度為6.3米，而同等規(guī)格的充氣橡膠壩壩基礎順水流寬度為4.2米，節(jié)約基礎投資為33%；壩高為1.5米的充水橡膠壩，按標準要求基礎地板順水流寬度為4.6米，而充氣橡膠壩僅要求為3.7米，節(jié)約基礎投資20%；壩高為1米的充水橡膠壩，按標準要求基礎地板順水流寬度為3.3米，而充氣橡膠壩僅要求為2.8米，節(jié)約基礎投資15%；

七．充氣橡膠壩的運輸、安裝較為便利，這為山區(qū)小水電橡膠壩建設提供極大的便利。充氣橡膠壩的種種優(yōu)點，導致充氣式橡膠壩在當今國際市場上所占的市場份額呈攀升之勢。，特別是考慮到橡膠壩的運行管理和維修等條件，在xx橡膠壩采用充氣式橡膠壩。工程等級及樞紐布置（1）工程規(guī)模。工程規(guī)模應根據(jù)水文水利計算研究確定，具體可參照SL278-2002，《水利水電工程水文計算規(guī)范》和SL104-95《水利工程水利計算規(guī)范》的規(guī)定進行。橡膠壩工程的規(guī)模主要是指壩的高度和長度。a.設計壩高．設計壩高是指壩袋內壓為設計內壓，壩上游水位計算水位，壩下游水位為零時的壩袋擋水高度。確定壩高時應考慮壩袋坍肩和褶皺處溢流的影響。河床高程為75.6米，底板高程比河床高0.2~0.4m，取75.8m;設計水位為78.5米，壩頂應比正常水位高0.1~0.2m,取78.7m;壩高H=75.8-78.7=2.9米根據(jù)建壩用途，運行中壩高可以隨時調節(jié)，以滿足需要。因壩袋袋體為薄壁柔性結構，由于橡膠壩內壓變化和壩上下游水位變化等原因，易引起壩袋變形，壩高將下降，要掌握溢流量就要了解與各個時刻上下游水位相應的壩高變化值。我國水利行業(yè)標準SL287-98，《橡膠壩技術規(guī)范》規(guī)定橡膠壩的適用范圍是壩高5m及其以下的袋式橡膠壩工程，壩高超過5m或特殊用途時應進行專門的技術論證和實驗研究。b.壩長設計。壩長是指兩岸端墻之間的壩袋的距離。如為直墻連接則是直墻之間的距離；兩岸為斜坡連接，則壩袋到達設計壩高時沿壩頂軸線上口的長度。單跨橡膠壩的邊墻若為直墻，則跨長為邊墩內側之間的凈距。本橡膠壩設計為單跨充氣式，邊墩為直墻式。則壩長米橡膠壩經(jīng)常在寬河流上使用，除經(jīng)濟效益明顯，管理方便外，景觀優(yōu)美，壯觀雄偉，也是一大優(yōu)點。但單個壩袋過長會帶來一系列問題，如加工不便，運輸安裝困難，充壩時間長，不利于檢修，運行管理難度大等。為此，規(guī)范SL227-98中條規(guī)定，“壩長應與河（渠）寬度相適應，坍壩時應能滿足河道設計行洪要求，單跨壩長度應滿足壩袋制造運輸、安裝、檢修以及管理要求”。規(guī)范對此條文的解釋是：“壩長的確定，應滿足校核流量時上游水位不超過防洪限制水位，下游單寬泄流量不超過允許單寬泄流量”?？紤]壩袋運輸、安裝、檢修方便以及運行管理要求，單跨最大壩長在100m以內為宜。對于冰凌等漂浮物較多的河段，單跨在20-30m為宜。本工程所處地區(qū)四級分明，冬季寒冷少雪，取壩長92m符合要求。（2）等級標準水利水電工程等級劃分，即關系到工程自身的安全，由關系到其下游人民生命財產(chǎn)、工況企業(yè)和設施的安全，還對工程效益的正常發(fā)揮，工程造價和建設速度有直接的影響。因此，應根據(jù)自然規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律，體現(xiàn)國家經(jīng)濟政策和技術政策，根據(jù)我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平來確定工程等級。水利水電工程是根據(jù)其規(guī)模效益及在國民經(jīng)濟中的重要性劃分等。水利水電工程中的永久建筑物一般根據(jù)工程等別及其在工程中的重要性分級；臨時建筑物根據(jù)被保護建筑物的級別本身的規(guī)模使用年限及重要性分級。工程等級劃分除執(zhí)行國家統(tǒng)一標準外，允許根據(jù)不同地區(qū)不同情況制定相應的地方標準。據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準《水利水電工程等別劃分及洪水標準》《水閘設計規(guī)范》。本橡膠壩定為四等工程，橡膠壩控制室為４級建筑物。（3）工程結構橡膠壩整個工程結構主要由三部分組成：a.基礎土建部分包括基礎底板、邊墩、上下游翼墻、上下游護坡、上游防滲鋪蓋、下游護坦、海漫、防沖槽等。這部分的作用是將上游水流平順而均勻的引入并通過橡膠壩，并保證水流過壩后不產(chǎn)生淘刷。固定橡膠壩的基礎地板要能抵抗通過錨固系統(tǒng)傳遞到底板的壓力，使壩體得到穩(wěn)定。b.擋水壩體。即橡膠壩袋和錨固結構，用水將壩袋充脹后即可調節(jié)水位和控制流量。c.控制及觀測系統(tǒng)。包括充脹壩體的充排設備、安全及觀測裝置等。如空壓機、壓力表、水封管、水位計等。（4）工程總體布置特點xx橡膠壩是建于平原河道上的橡膠壩。水流較平穩(wěn)，河流斷面較寬，能充分發(fā)揮橡膠壩的跨度大過水阻力小的特點。由于河床屬于軟土地基，巖層埋藏較深，所以設計時應控制滲流和沖刷，保證壩基穩(wěn)定。第三章單跨充氣式橡膠壩的壩袋設計3.1壩袋結構型式設計壩袋結構型式的選擇:壩袋的結構，從外形上可分為袋式，帆式和混合式。袋式分為單袋式和多袋式。單袋式是按照設計壩高安裝一個袋囊，達到擋水高度，多用于壩高較低的工程，是目前國內外通常采用的壩型。xx橡膠壩的設計壩高為2.9米屬于壩高較低的工程，單跨充氣式壩型，采用單壩袋。壩袋的內外壓比壩袋的設計內外壓比是指壩袋的內壓高度與壩袋設計高度的比。當壩高一定時，壩袋的外形尺寸主要受壩袋內壓水頭的影響。內壓水頭與壩袋的有效周長成反比，與壩袋的拉力成正比。根據(jù)調查充氣式橡膠壩采用的設計內外壓比范圍是0.75~1.10之間。從運用角度出發(fā)，沒有特別要求時，內壓比無需選擇太大。從強度角度講，壩高較小時，強度的選擇基本不受材料限制，內壓比選擇幅度很大，為節(jié)省壩袋材料，可選取較大值。而高壩的強度選擇受材料限制很大，宜選取較小值。在內壓比選擇幅度較大時，內外壓比的選擇應經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。橡膠壩的壩袋的設計內外壓比取為1.0。壩袋強度設計的安全系數(shù)壩袋強度設計安全系數(shù)定義為壩袋抗拉強度與壩袋設計計算強度之比，這是一種不論建筑物等級而采用的單一安全系數(shù)法。在制定<<橡膠壩技術規(guī)范>>時規(guī)定“壩袋強度設計安全系數(shù)充水壩應不小于6.0，充氣壩應不小于8.0”。充氣壩強度設計安全系數(shù)下限定為8.0，這是調查國內已建的橡膠壩壩袋強度設計安全系數(shù)的選取情況。在具體計算壩袋強度安全系數(shù)時，直接采用壩袋膠布名義強度值計算時，應扣除15%-25%的膠布強度損失。3.2.壩袋設計計算橡膠壩的設計壩高H=2.9m壩袋的設計內外壓比查橡膠壩技術規(guī)范表2.2-1充水式橡膠壩壩袋設計參數(shù)表可得:由計算可得:壩袋徑向計算強度上游壩面曲線段長度下游壩面曲線段長度壩袋貼地段長度壩袋有效周長、壩袋單寬容積壩袋橫斷面曲線坐標，坐標選取如圖.上游壩面曲線坐標:查<橡膠壩工程技術指南>附表1-2，充水式橡膠壩橢圓曲線坐標表由可列下表一0.0000.050.100.150.200.250.300.350.400.000.21890.30300.36280.40950.44710.47810.50370.5249二0.45 0.500.550.600.650.700.750.800.850.54250.55680.56840.57760.58470.59010.59390.59460.5979三0.900.951.000.59870.59900.5991把代入表格可得下游壩面曲線點坐標一Y0.0000.1450.290.4350.5800.7250.8701.0151.160X0.0000.63480.87871.05211.18751.29661.38651.46071.5222二Y1.3051.4501.5951.7401.8852.0302.1752.3202.465X1.57321.61471.64841.67501.69561.71131.72231.72961.7339三Y2.6102.7552.900X1.73621.73711.7374下游壩面曲線坐標:3.3.壩袋膠布結構設計壩袋膠布結構壩袋膠布的主要材料是橡膠和帆布.橡膠在壩袋中起膠合密封和保護受力的作用。對橡膠材料的基本要求是:耐大氣老化，耐水性，耐侵蝕，耐磨損，和有足夠的抗拉強度.抗撕裂性能.柔性好.耐撓曲.耐久性能好，以及適宜橡膠加工工藝。由壩袋拉力和壩高H=2.9m，選用壩袋型號JBD3.0-220-2，壩袋膠布型號為J220110-2。壩袋為一布兩膠，膠布層數(shù)為兩層，外層膠厚為4.50mm內層膠厚為4.00mm。壩袋膠布的徑向強度為360KN/m，考慮25%膠布強度損失后膠布強度為330KN/m。壩袋強度安全系數(shù)>8.0故滿足設計要求。壩袋展開圖根據(jù)橡膠壩的多跨布置，在岸邊采用直墻邊墩，在中墩處采用直墻式連接。圖中a為錨固長度，本設計定a=0.2m，則壩袋長度:；經(jīng)查表已計算出:壩袋寬度的計算:根據(jù)《橡膠壩設計指南》充氣壩采用穿孔式鋼壓板錨固，錨固長度為35cm，即=0.35m第四章單跨充水式橡膠壩錨固系統(tǒng)結構設計橡膠壩是將壩袋錨固在基礎底板和邊墩上，充氣將壩袋充脹，構成可升高擋水和降低泄流的工程。錨固是橡膠壩工程的關鍵組成部分，錨固系統(tǒng)結構設計包括錨固線的布置、錨固結構形式的選擇、錨固構件設計制造和錨固結構強度實驗研究。4.1錨固線的布置錨固線的布置可分為單錨固線和雙錨固線兩種。單錨固線是將壩袋膠布安裝錨固在基礎底板上，只有底板上游一條錨固線，其錨固線短，錨固件少，安裝簡便，密封和防漏性能好。但壩袋周長較長（包括壩袋底部的貼地長度），多費壩袋膠布。由于單錨固線僅在上游錨固，壩袋可動范圍大，對壩袋防震防磨不利，尤其是當壩頂溢流時，在下游壩腳處產(chǎn)生負壓，將泥沙吸進壩袋底部，造成壩袋磨損。雙錨固線是兩條錨固線將壩袋膠布分別錨固于四周，錨固線長，錨固件多，安裝工作量大，相應處理密封的工作量也大，但壩袋四周被錨固，壩袋可動范圍小，對壩袋防振防磨有利，由于在上下游錨固線件的貼地段可用純膠片代替壩袋膠布防滲，從而節(jié)省壩袋膠布約三分之一，可降低壩袋的造價，在實際工程中普遍采用。規(guī)范中說明充氣壩宜優(yōu)先采用單錨固線錨固。所以本工程橡膠壩采用單錨固線進行壩袋錨固?；A底板錨固線布置單錨固線布置時，錨固線的位置是在離上游底板（順水流方向）的長度為0.5-1.0m處，是為了安裝壩袋檢查維修所需設的交通道的寬度。邊墩錨固線布置邊墩錨固線布置，應滿足坍壩時壩袋平整不阻水，充壩時壩袋褶皺較少，不會因壩袋褶皺產(chǎn)生水頭損失，壩體挺拔美觀。邊墩為直墻形式采用矩形孔口的錨線型式。若錨線直接往上爬坡，壩袋產(chǎn)生褶皺較多，則上游錨固線往下游向上傾斜布置，褶皺可以減少4.2.錨固構件計算橡膠壩的錨固結構型式多種多樣，按錨固壩袋的方式可分為穿孔錨固和不穿孔錨固兩種。按錨固構件材料，分為螺栓壓板式錨固和膠囊充水式錨固。在已建的橡膠壩工程中，常用的錨固結構型式是螺栓壓板式錨固。本橡膠壩采用穿孔錨固的方法和螺栓壓板式錨固。螺栓壓板式錨固的構件由螺栓壓板及墊板組成。橡膠壩設計壩高為2.9m，為了增強壓板單位面積的壓強，在壓板底面邊緣焊兩條直徑為15mm的鋼筋，以增加壓板與膠布的摩擦力，壓板截面型式采用曲線性。錨栓和剛壓板材質可采用Q235剛制成，錨栓為粗制，螺紋為粗牙.錨固螺栓壓板式錨固設計主要是通過計算確定螺栓直徑、間距、長度及壓板的斷面尺寸。螺栓間距用壓板剛度和螺栓直徑進行計算確定，螺栓間距宜采取為餓0.2-0.3m。。錨固構件螺栓的設計錨固力的計算:---安全系數(shù)，一般取為3-4，本設計取4—壩袋環(huán)向拉力，按設計時徑向拉力計算設1米廠錨固線上布置4個螺栓，則螺栓間距為25cm每根螺栓承受的荷載計算如下:K---擰緊力和轉力影響系數(shù)，取為1.75n---1米長內螺栓根數(shù)螺栓直徑的計算;螺栓材質選用Q235鋼，則其值選用直徑的鋼栓，其規(guī)格型號為，適用于壩高2.5-3.0m的壩。螺栓長度計算:按經(jīng)驗螺栓長度可取為20d--25d，本設計取末端彎鉤長度，取為100mm。壓板設計壓板采用規(guī)格M300，長度為996mm，寬度為130mm，厚度為48mm由T產(chǎn)生的彎矩:L---力臂，螺栓中心至壓板邊緣的距離---安全系數(shù)，一般取為3.0壓板強度:墊板的設計墊板采用與之相應應的規(guī)格M300。具體尺寸：長度為為999mmm，寬度為1500mm，厚度為8mmm第五章單跨充氣氣式橡膠壩的的控制系統(tǒng)設設計控制系統(tǒng)起調節(jié)橡橡膠壩高度的的作用，它包包括壩袋的充充脹、排空，充氣式壩袋的超超壓排氣以及壩袋內內壓和上、下下游水位觀測測等，它們是是橡膠壩工程程中不可缺少少的重要組成部分。5.1充排方式橡膠壩袋的充排方方式，有動力力式和混合式式兩種。本橡膠壩采用動力力式，用空壓機將壓壓縮空氣充進進儲氣罐，然然后打開進氣氣閥，空氣經(jīng)經(jīng)管道充進壩壩袋，帶充氣氣至設計壩高高時關閉進氣氣閥。打開排排氣閥排氣即即可調節(jié)壩高高。動力設備設計動力設備設計要考考慮工程規(guī)模模、運行管理的的可靠性、操作方便等等因素，合理理地選用空壓壓機的容量及及臺數(shù)。對于于重要的橡膠膠壩工程，還還應配置備用用動力設備?？諌簷C的選型應根據(jù)壩袋的容積、設計內外壓比及充壩時間計算確定空壓機的額定生產(chǎn)率?？諌簷C的工作壓力根據(jù)橡膠壩的額定充氣壓力確定，工作壓力應大于額定充氣壓力。壩袋內壓壩袋內壓數(shù)值上等等于壩高水頭頭產(chǎn)生的靜水水壓力。水平垂直換算成壓強為377.4Kp本工程充氣時間無無特殊要求故故按照經(jīng)驗取取排氣時間為2小時，則排排氣量為：選擇鼓風機型號為為：L型系列羅茨鼓風機機L23LDDn==2900rr/min軸功率6.446kW管路設計計算管道直徑：:Q---管段內的最最大計算流量量，V---管道采用的的計算流速在在10-20m/s之間，取為15m/s管道直徑選擇D==100mm管路布置沖脹和排空管路采采用合并布置置形式，充氣氣管路從起源源開始，經(jīng)邊邊墩穿過地板板進入壩內，合合并布置是沖沖排氣管路應應各自設閘閥閥控制，且排排氣關口要布布置在壩袋最最高處，以利利排氣。管路布置按充氣橡橡膠壩一般原原則設計，并并根據(jù)以上計計算和橡膠壩壩工程的運行行要求，結合合地形情況進進行管路布置置。充氣式橡橡膠壩的管道道均采用無縫縫鋼管，為節(jié)節(jié)省管道，進進氣和排氣管管路可采用一一條主供、排排氣管。管與與管之間盡可可能用法蘭連連接，壩袋內內支管與壩袋袋內總管連接接采用三通或彎頭。排氣管道上上設置安全閥閥，當主供氣氣管內壓力超超過設計壓力力時開始動作作，以防壩袋袋超壓破壞。另另外要在管道道上設置壓力力表，以監(jiān)測測壩袋內壓力力，總管與支支管均設閥門門控制,且管口設在在壩袋最高處處。5.2控制室的的設計安全設備安全裝置施工與安安裝必須符合合設計（精度度）要求，確確保施工安裝裝質量，運用用靈活可靠。

（1）安全系統(tǒng)由超壓溢流孔、安全閥、壓力表、排氣孔等組成，該系統(tǒng)的施工要求嚴密，不得有漏氣現(xiàn)象。

（2）密封性高的設備都要在安裝前進行調試，符合設計要求方能安裝使用。

（3）安全裝置應設置在控制室內或控制室旁，以利隨時控制。

（4）超壓管的設置，其超壓排氣能力應大于或等于進壩的供氣量。5.2.2觀測設設備觀測系統(tǒng)由壓力表表、內壓檢測測、上下游水水位觀測裝置置等組成，其其設計和施工工應注意以下下幾點：

（1）施工安裝時時一定要掌握握儀器精度，要要保證其靈活活性、可靠性性和安全性。

（2）壩袋內壓的觀測要求獨立管理，直接從壩內引管觀測，上、下游水位觀測要求獨立埋管引水，取水點盡量離上下游遠點。

（3）壩袋的經(jīng)緯向拉力觀測，要求廠家提供壩袋膠布的伸長率曲線。第六章壩基土建建工程設計橡膠壩的土建工程程包括基礎底底板、邊墩(岸墻)、中墩、上下游翼墻墻、上下游護坡坡、上游防滲鋪鋪蓋或截滲墻墻、下游消力池池或護坦、海漫、防沖槽等。本本設計為單跨跨橡膠壩，除除不設中墩外外，其它設施施均與橡膠壩壩土建工程要要求相同。6.1底板的設計計橡膠壩的基礎底板板是承受其上上部自重、水重及荷載載，并向地基基傳遞的結構構，同時它又又是地下輪廓廓線的主要組組成部分，限限制通過地基基的滲透水流流，減小地基基滲透變形的的可能性，并并保護地基免免受泄水水流流的沖刷。因因此，壩底板板必須具有足足夠的堅固性性、整體性、抗?jié)B性和耐耐久性。壩底底板常采用鋼鋼筋混凝土結結構。底板順水流方向的的長度底板順水流方向的的長度即底板板寬度應滿足足壩袋坍落線線的寬度要求求，并在上下下游應留有足足夠的安裝檢檢修的交通道道。底板寬度度等于壩袋坍坍落寬度與上上下有壩袋的的安裝檢查維維修所需要的的交通要道之之和，一般交交通要道上游游與下游各取取0.5-1..0m(包括壩袋殘殘余變形值所所需貼地長度度在內),本工程上游游取0.5m,下游取1.0m。基基礎底板長度度的計算公式式如下。對于單錨固的橡膠膠壩式中L0-----壩袋的有效效周長L1---上游交通道道長度，取為0.5mL2---下游交通道道長度，取為1.0m取L=100.0m底板厚度的確定底板厚度應根據(jù)地地基土質作用用荷載等因素素確定，在滿滿足基礎抗滑滑穩(wěn)定底板強強度和剛度的的條件下來確確定。ＳＬ227-998《橡膠壩技技術規(guī)范》建建議，壩底厚厚度常采0.5-00.8ｍ，應滿足足管路布置和和結構需要，對對有防凍和特特殊要求的工工程可適當加加厚。本設計底板厚度取取為0.6m。底板高程橡膠壩基礎底板高高程的選定不不僅與壩高壩壩袋周長及工工程造價有直直接關系，還還與運用要求求及壩袋檢修修關系密切。壩底板高程程定的低一些些，可以加大大下泄流量，但但壩袋高度增增加，壩袋周周長加長，壩壩袋檢修條件件差。因此，在在不影響泄流流的情況下，壩壩底板高程比比上游河床地地形平均高程程適當抬高0.2-0..4m，這不不但可使整個個高程造價降降低，檢修條條件改善和便便于觀測，而而且可防止過過壩推移質泥泥沙隨水流卷卷入壩袋底部部，從而減輕輕壩袋的磨損損。壩底板高程比上游游河床地形平平均高程適當當抬高0.2-0..4m，取為0.2m底板型式基礎底板形式有平平底板、低堰底板、折線底板和反反拱底板等。充氣壩不受底板形狀影響，它可適應曲面形狀底板，由于橡膠壩多采用平底板，且平底板施工方便，本設計采用平底板。采用堵頭形式的橡橡膠壩，充壩壩時和邊墩的結合部部位出現(xiàn)坍肩肩現(xiàn)象，引起起局部溢流，影影響橡膠壩的的正常運行。在在工程上采取取將邊墩與壩袋接接觸部位的混混凝土表面做做得盡量光滑滑、部底板局局部抬高等方方法來消除影影響。底板分縫為了防止和減少由由于地基不均均勻沉降溫度度變化和混凝凝土干縮引起起的裂縫，必必須沿垂直于于水流向對底底板進行分段段，即設置若若干道順水流流向的永久縫縫，分段長度度不宜過大，亦亦不宜過小。由于基礎地基為土基，鋼筋混凝土底板順水流向的永久縫的縫距不宜大于35m。本工程底板上永久久縫的構造形形式采用鉛直直貫通縫，縫縫寬取3cm，縫距距取30m。底板地下輪廓的形形狀和尺寸根據(jù)地基的地質條條件、壩上下下游的水頭差差，并結合考考慮壩袋錨固固槽（深度和和位置）的需需要來選定壩壩底板地下輪輪廓的形狀和和尺寸。在壩底板的上、游游端，通常設設有0.5-1..5m的齒墻墻，既能增加加滲徑長度，降降低壩基底部部滲透壓力，減減小滲透水流流的出逸坡降，又能能增加壩基的的抗滑穩(wěn)定性性。但齒墻深深度不宜超過過2.0m，否否則施工有困難。采用鋼筋混凝土平平底板，在上下游端端設置深度為為1.0m的齒墻，齒墻上部寬寬度為0.66m，下部寬度為為0.3m。6.2底板應力和和穩(wěn)定計算荷載計算及組合（1）壩袋及壩底板自重重，壩袋膠布的重度度可采用12.0壩袋重:底板重:（2）壩內氣體壓力壩袋內壓數(shù)值上等等于壩高水頭頭產(chǎn)生的靜水水壓力。水平垂直（3）靜水壓力。應根據(jù)橡膠壩不同同運用情況時時最不利的上上下游水位組組合條件確定定。壩袋充滿水后擋水水部分為曲面面，靜水壓力力可分為水平平分力和垂直直分力。水平分力：垂直分力：式中hc壩袋上游水體形心心點位置及水水體體積由CAD圖形得出。（4）風壓力忽略不不計（5）浪壓力的計算：作用在橡膠壩上的的浪壓力應根根據(jù)壩前風向向、風速、風區(qū)長度、風區(qū)內的平平均水深以及及壩前實際波波態(tài)的判別等等確定。浪壓壓力計算公式式可按照GB502286-988<<堤防工程設設計規(guī)范>>或SL2655-20011推薦的公式式。關于計算算風速的取值值，采用DL50777-19997的有關公式式。a．平均波高和平均波波周期可按蒲蒲田公式計算算式中：----平平均波高----計算風速速，參與荷載載基本組合時時用重現(xiàn)期為為50年的年最大大風速取為118m/sD----風區(qū)長長度取河道寬寬度的5倍，為532.55m----風區(qū)內平平均水深，為2.9m----平均波周周期代入上式：b．由建筑物的級別為為四級，查《水水閘設計規(guī)范范》SL2655—2001表E.0.11-1得波列累積積頻率P=10%。由求得c．查表E.0.1-3得得d．臨界水深因為，并且浪壓力按如下公式式計算：式中：----閘閘墩底面處的的剩余浪壓力力強度----作用于壩壩面迎水面上上的浪壓力----波浪中心心線超出計算算水位的高度度帶入計算：（6）土壓力的計算作用在橡膠壩上的的土壓力應根根據(jù)填土性質質、擋土高度、填土地下水水位、填土頂面坡坡腳及超荷載載等計算確定定。參照國家家現(xiàn)行的DL50777-19997<<水工建筑物物荷載設計規(guī)規(guī)范>>確定土壓力力的形式。土土壓力的計算算可參照SL2655-20011<<水閘設計規(guī)規(guī)范>>附錄D或DL50777-19997進行。邊墩擋土部分為直直立面，其后后填土產(chǎn)生的的土壓力為靜靜止土壓力。靜止土壓力系數(shù)作用在擋土結構上上的靜止土壓壓力：（7）揚壓力的計算計算壩基礎地面揚揚壓力（即浮浮托力與滲透透壓力之和）的的水位計算條條件，應和計計算靜水壓力力的水位組合合條件相對應應。壩基內未設水泥帷帷幕灌漿和排排水孔，最不不利工況擋水水時下游無水水不設浮托力力。揚壓力為:壩基底應力的計算算橡膠壩在施工和運運用期間，其其工作條件是是經(jīng)常變化的的，這時壩底底板的作用力力也隨之改變變。因此，在在進行壩底板板穩(wěn)定計算時時，首先應分分析在施工和和運用過程中中可能出現(xiàn)的的工作狀態(tài)，并并選出其中起起控制作用的的情況，作為為穩(wěn)定計算的的條件。本區(qū)地震烈度為66度，根據(jù)我我國《水工建建筑物抗震設設計規(guī)范》SDJ100—78設計烈度在6度以下時除除對重要工程程采取抗震結結構和工程措措施外可不做做抗震設計。故不考慮地震影響，按完建和正常運用兩種工況計算。（1）完建期:這時壩上下游無水水，壩底邊無無揚壓力，只只有壩及底板自身的重量，壩底底板對地基的的壓力較大。取為1米作為計算單元a荷載及彎矩的計算算荷載壩袋重：氣體壓力：底板重：彎矩壩袋重量對底板形形心產(chǎn)生的彎彎矩：壩袋內氣體對底板形心產(chǎn)生的的彎矩：底板重對底板形心心產(chǎn)生的彎矩矩為0b壩基應力計算基底面積壩基底面對垂直水水流向形心軸軸的截面矩c地基反力的平均系系數(shù)滿足設計要求（2）正常運用期橡膠壩建成后，一一般上游水位位與壩頂齊平平，下游無水水。最不利條條件是上下游游水位差最大大的情況。取取1米長壩段作為為計算單元a荷載及彎矩的計算算荷載壩袋及氣體重：底板重：靜水壓力：土壓力：揚壓力：浪壓力：作用在壩底板上的的垂直力之和和彎矩作用在底板上的力力對垂直于水水流方向底板板中心軸產(chǎn)生生的力矩：產(chǎn)生的彎矩：垂直水壓力產(chǎn)生的的彎矩：揚壓力產(chǎn)生的彎矩矩：F產(chǎn)生的彎矩：浪壓力產(chǎn)生的彎矩矩：----計算水位位，取2.9mm水平水壓力力產(chǎn)生的彎矩矩：則：地基上的作用用力對基底中中心產(chǎn)生的彎彎矩之和b基底應力的計算基底面積壩基底面對于垂直直水流向形心心軸的截面矩矩c地基反力的平均系系數(shù)地基底板穩(wěn)定計算算基礎底板的抗滑穩(wěn)穩(wěn)定計算由于底板下設有齒齒墻，所以底底板的滑動不不是沿底板的的下表面和地地基土壤表面面而是沿上下下游齒墻最低低點的連線的的土體中滑動動?？够€(wěn)定安全系數(shù)數(shù)計算采用：：式中：----比例系數(shù)數(shù)查《橡膠壩壩工程技術指指南》表4-7—土壤摩擦角角，，則----作用于底底板上的垂直直荷載B----垂直水水流方向上的的計算寬度，取取1.0mmL----兩齒墻墻之間的長度度，近似可取底板板寬為7.0m----地基土的的粘著力，查《橡膠壩壩工程技術指指南》取，本設計取0..2C，則----所有水平平作用力之和和----本建筑為為四級建筑物物，查SL2655—2001<<<水閘設計規(guī)規(guī)范>>，基本組合合取1.20，（1）正常運用期抗滑穩(wěn)穩(wěn)定計算垂直力之和：水平力之和：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)：（2）底板抗傾覆穩(wěn)定安安全計算繞底板下游齒墻最最低點的抗傾傾覆力矩：繞底板下游齒墻最最低點的傾覆覆力矩：則：安全系數(shù)滿足要求6.3邊墩設計邊墩是橡膠壩在左左、右岸進行錨固固和充脹壩袋成密封封狀的重要部部分。邊墩的的設計高度應應首先滿足壩壩袋錨固布置置的需要，同同時高于壩頂頂溢流時最大大溢流水位。邊邊墩有斜坡式式和直墻式，其其計算與底板板基本相同。各種情況下的平均基底壓力應不大于地基允許承載力：基底壓力的最大值與最小值之比以及抗滑安全系數(shù)都不應小于規(guī)定的允許值。壩袋與兩岸連接布布置，應使過過壩水流平順順。上、下游游翼墻與邊墩墩兩端應平順順連接，其順順水流方向的的長度應根據(jù)據(jù)水流和地質質條件確定。邊墩和翼墻是廣泛使用于水利工程中的水工擋土墻。邊墩的設計在天然河道渠道中中建橡膠壩，為為適應上下有有原有邊緣狀狀況，節(jié)省工工程量，使水水流順暢，基基本上保持原原有過水斷面面，通常采用用斜坡式的邊邊墩連接形式式，迎水面坡坡度與兩岸坡坡度相同，這這樣既可以消消除橡膠壩錨錨固時出現(xiàn)的的褶皺，又便便于施工和安安裝。但本工工程設計為單單跨，橡膠壩壩長度不應大大于100m。壩址出主河河槽為U型斷面，壩址處上下游游經(jīng)前期治理理，河道斷面近似為為梯形，底寬寬為92m，邊坡坡為1：2.5，可知水面面寬106..5m，為適應工工程需要邊墩墩采用直墻型型式，采用重重力式岸墻。頂頂部寬度取為為0.5m，墻墻高為4m，底部寬度度為4.5m，背水面坡坡度為1：0.8，邊墩墩長度和底板板同長，取為為7.0m。（1）邊墩應力計算：（取B=1m作為計算單元）a.水壓力：b.邊墩自重：c.土體自重：d.靜止土壓力靜止土壓力系數(shù)作用在擋土結構上上的靜止土壓壓力：作用在土基上的全全部豎向荷載載：(2)對基地中心產(chǎn)產(chǎn)生的彎矩：：水壓力產(chǎn)生的彎矩矩：邊墩自重產(chǎn)生的彎彎矩：土體自重產(chǎn)生的彎彎矩：土壓力產(chǎn)生的彎矩矩：地基上的力對地基基中心產(chǎn)生的的彎矩之和：：（3）地基上的應力基地面積:截面慣性矩:（4）地基反力不均勻系系數(shù)（5）抗滑穩(wěn)定計算：水平力之和:翼墻的設計（1）上游翼墻上游翼墻采用圓弧弧式反翼墻，圓圓弧半徑取2-5m，設計圓弧半半徑為4m，高度略略高于上游最最高水位，取取為4m。（2）下游翼墻下游翼墻采用八字字形翼墻，擴散角角取，延伸與消力力池長度取齊齊，高度應高高出最高洪水水位。護坡為了保護岸坡不受受水流沖刷，在在橡膠壩一定定長度內，需需要進行護坡坡。護坡采用用漿砌石結構構，適宜建在在堅硬的粘性性土基上。護護坡的高度應應在可能達到到的高水位以以上。上游護護坡布置到鋪鋪蓋末端，下下游護坡長度度應超過海漫漫2m，以抵抗抗水面波動。6.4防滲排水設設計橡膠壩的壩基防滲滲排水應根據(jù)據(jù)基礎地質條條件和壩址上上、下游水位差差等因素，并并結合消能和和兩岸布置綜綜合考慮，以以構成完整的的防滲排水系系統(tǒng)。壩基的的防滲長度即即鋪蓋或板樁樁等防滲設施施及底板與地地基接觸線的的長度，是壩壩基滲流的第第一條流線長長度。要經(jīng)濟濟、合理的設計計地下輪廓以以及與之相應的防滲排排水設施。橡膠壩底板下土基基滲透計算方方法主要有：：滲徑系數(shù)法法、流網(wǎng)法、改改進阻力發(fā)和和電模擬試驗驗法或數(shù)值計計算方法。本本橡膠壩采用用SL256—2001《水閘設計計規(guī)范》中規(guī)規(guī)定的閘基防防滲長度計算算公式進行滲滲透計算。滲徑長度的計算::式中：----壩壩基滲徑長度m，即壩基輪輪廓線防滲部部分水平段和和垂直段長度度的總和。----上下游水水位差，2..9mC----允許滲滲徑系數(shù)值，2.0（在規(guī)范中查得有濾層的粘土地基允許滲徑系數(shù)為3~2，取2.0）代入計算地基防滲長度為77m>L=5.88m，設計安全。滲透壓力的計算因為是堅硬粘土地地基不設水泥泥灌漿帷幕，底底板上游端未未設排水孔，按梯梯形分布計算算。底板下面面上游端的滲滲透壓力作用用水頭為，下下游端水頭為為。作用與壩基底面上上的滲透壓力力：式中：----壩壩底板面上的的滲透壓力H----上游擋擋水高度L----壩底板板面的水平長長度，7米----下游無水水為零代入公式計算如下下:抗?jié)B穩(wěn)定計算簡化地下輪廓線。鋪鋪蓋、底板用用其平均厚度度代替，其下下齒墻用板樁樁代替并移至至兩端，如圖圖。計算時先先不算鋪蓋長長度。(1)透水層計算深深度T，則、------地下下輪廓線分別別在水平及垂垂直面上的投投影長度，m比較與地基透水層層的實際深度度，取二者中中的小者即為為地基透水層層計算深度T.地基透水層實際深深度根據(jù)資料料為4~6m，T取6m，取T1=6m，T2=5..5m，T3=6mm(2)分區(qū)并計算算各區(qū)阻力系系數(shù)對簡化后的地下輪輪廓線分區(qū)，分分為7個區(qū)段，1區(qū)為進口段段，2、5區(qū)為水平段段，3、4、6區(qū)為垂直板板樁段，7區(qū)為出口段段。按其邊界界條件的異同同，有可分成成三種典型流流段：進出口口段，內部水水平段和內部部垂直段。其其阻力系數(shù)用用相應公式求求出。進出口段：==0.543進口段和出口段相相同內部垂直段：=00.176內部垂直段4區(qū)和和六區(qū)相同內部水平段：2.38水平滲透坡降H----壩前水水頭T----地基透透水層深度，根根據(jù)資料深度度為4~6m----阻力系數(shù)數(shù)，計算得出口段水頭損失的的滲流坡降由由下式計算：：J出式中---修修正后水頭損損失---底板與板樁樁在粘性土內內的埋深。取取=1m。出口段損失即為77區(qū)的水頭損損失式中----7區(qū)區(qū)的阻力系數(shù)數(shù)；修正后出口水頭損損失的減小量量為：式中----出出口水頭損失失，求得=0.223，==0.91m，----阻力修正正系數(shù)，當時時，取式中----底板板與板樁在粘粘性土內的埋埋深即出口滲滲徑長度，==1m；----板樁上游游側地基透水水層深度（自自底板底部算算起）=5.2m；----板樁下游游側地基透水水深度（自反反濾層底部算算起）=6.0m。帶入式（6-188）得，代入得：J出=[J出]=滿足安全要求，故故可以不設鋪鋪蓋。分縫及止水為防止地基因溫度變變化產(chǎn)生變形形和產(chǎn)生不均均勻沉降，對閘底板進進行分縫，順水流流方向設2條永久縫，縫縫距30m，縫寬寬2cm，采用用橡膠止水帶帶止水。防滲排水設施橡膠壩雖屬小型工工程但也存在在基礎防滲問問題。底板的的地下輪廓布布置均應按照照防滲與排水水相結合的原原則。在橡膠膠壩上游布置置防滲設施，設設置防滲鋪蓋蓋，用來延長長滲徑，減少少底板滲透壓壓力，降低壩壩基平均滲透透坡降。在下下游設置排水水設施，布置置排水孔和反反濾層，使?jié)B滲透水流盡快快的安全排走走。經(jīng)計算滲透坡降滿滿足滲透穩(wěn)定定要求，不設設鋪蓋。排水設施：排水形形式采用平鋪鋪式排水，用用直徑不同的的卵石、礫石、碎石等等平鋪在海縵縵首端上，厚厚度取為0.4m。排排水設施和地地基土壤接觸觸處易發(fā)生滲滲透破壞因設設置反濾層。反濾層設計按照規(guī)范，取反濾濾層每層厚度度取為0.2-0..3米，有三層組成成，粒徑沿滲流流方向逐漸加加大，細粒層厚度度為20cmm，中砂厚度為100cm，粗砂厚度為100cm。6.5消能防沖設設計平原地區(qū)橡膠壩，由由于水頭低且且河床抗沖能能力差，難以以采用挑流消消能，加上下下游水位邊幅幅往往較大，也也無法采用面面流消能。據(jù)據(jù)調查資料統(tǒng)統(tǒng)計，我國已已建大、中型型水閘工程基基本上均采用用底流式水躍躍消能。橡膠膠壩水頭低而而流量大，下下游尾水深，下下泄水流接近近臨界水流，但但不能產(chǎn)生完完全水躍，而而形成一系列列急流在表面面成為波狀水水躍。在泄量量相同條件下下，橡膠壩單單寬流量比常常規(guī)水閘小，躍躍后水深也比比常規(guī)水閘小小，底流消能能可適應較大大范圍內的變變動過壩流量量和下游水位位，同時在平平面上也易擴擴散。故本橡橡膠壩底流式式采用水躍式式消能。泄洪能力的計算橡膠壩的泄洪能力力，可按堰流基基本公式計算算:式中Q----過過壩流量，B----溢流斷面的的平均寬度，m，取90m----計入行進進流速的堰頂頂水頭，m，取2.9mmm---流量系系數(shù)，視為寬頂堰，取0.35----淹沒系數(shù)數(shù)，寬頂堰淹沒沒條件,則，查《水力學上》表8.2得=1.000----堰流側收收縮系數(shù)，與邊界條件件無關，取1求得消能設計計算橡膠壩泄流一般有有以下三種流流態(tài)：①橡膠壩全部部坍落，袋面面行洪，水流流比較平穩(wěn)，流流速與原河床床流速相近。②橡膠壩全部充起，壩頂部類似實用堰。當壩頂開始溢流時，下游水深很淺甚至無水，水流連接條件不利，隨著溢流量的增加，下游水深逐漸提高，形成水躍。水躍有一定程度的淹沒，對消能有力；但當壩下游護坦與底板高程齊平時，下游壩腳處易產(chǎn)生局部負壓區(qū)，使壩袋振動。③橡膠壩未充到設計高度，或在坍落過程中，壩型類似于寬頂堰，壩頂溢流時，水流具有兩個自由表面的跌差：一個在上游面的頂端，一個在下游面的頂尾。全部塌落與原河床水流條件近似，故只進行全部沖起和塌落過程的水利計算。（1）橡膠壩的基本流態(tài)態(tài)：壩袋運用時外形的的變化：橡膠膠壩壩袋在充充脹的過程中中內壓逐漸增增大，壩頂寬寬度逐漸減小小，此時壩袋袋外形接近實實用堰；坍壩過程中中內壓逐漸減減小，其壩頂頂寬度逐漸增增大，此時壩壩袋外形逐漸漸接近寬頂堰堰；當壩袋內壓壓比等于零時時，壩袋完全全泄空，袋囊囊平坍于河床床上，恢復原原有河床過水水斷面。溢流時水流銜接狀狀態(tài)：在泄洪洪時，橡膠壩壩是均勻緩慢慢的坍落。溢溢流開始時，水水位差最大，隨隨著壩袋坍落落，單寬流量量逐漸增加，下下游水深相應應增加，水位位差減小，當壩袋坍平平后，水位差差接近于零。當壩高充至設計高高度，壩頂溢流時時，流速加大大，沖刷力強強。特別是過過壩水流緊靠靠壩袋的下游游錨固處，容容易造成壩袋袋振動和將砂砂石等雜物卷卷進壩袋底部部而磨損壩袋袋。因此，在在下游應設護護坦保護壩體體。護坦的設設置范圍，要要考慮溢流水水深、流量上下游游水位差下游游水深流速等等因素。為此此，首先要判判斷水流的銜銜接流態(tài)，這這可用下游水水深與收縮斷斷面水深的共共軛水深來進進行比較判斷斷。按照橡膠壩壩頂溢溢流高度為00.3米，來計算過壩壩流量。m取實用堰情況，為為0.40==26.2橡膠壩基本流態(tài)的的判定：P=2.9m>11.33=00.40，故不記行進進流速。單寬流量查附圖1可得：則躍后水深：查橡膠壩關系曲線，查查得下游水深深<0.5由可知，為遠驅式水水躍。（2）消力池的設計據(jù)橡膠壩的特點采采用底流式消消能。底流式式消能應根據(jù)據(jù)橡膠壩的泄泄流條件進行行水力計算，確確定消力池的的深度長度及及底板厚度。當橡膠壩溢流高度度超過0.33m時，開始坍坍壩泄水。泄泄水時，上游游按正常水深深H=2.9m計算，每坍坍落0.3mm進行一次水水力計算。過壩流量按如下公公式計算：式中：B----溢流斷面的的平均寬度，90.0m----堰頂全水水頭，不計入入行進流速----淹沒系數(shù)數(shù)，自由出流流淹沒系數(shù)為為1.0m---流流量系數(shù)，對對于堰頂進口口為圓角的按按如下公式計計算;當時，式中：----堰堰頂水頭----運行時的的壩高當時，采用常數(shù)m==0.36----側向收縮縮系數(shù)，按如如下公式計算算式中：----考慮墩頭頭及堰頂入口口的形狀系數(shù)數(shù)，邊墩頭部部為矩形，則則b----溢流斷斷面寬度為990mB----河流的的平均斷面寬寬度為1077m求得=壩袋坍落不同高度度下泄流計算算表壩高(m)堰頂水頭(m)流量系數(shù)側向收縮系數(shù)流量Q()單寬流量q()下游水深(m)2.60.30.3600.98623.220.2580.232.30.60.3600.98265.430.7270.542.00.90.3620.978120.421.3380.901.71.20.3650.975186.392.0711.121.41.50.3680.972261.812.9091.381.11.80.3710.969345.873.8431.650.82.10.3750.965438.754.8751.820.52.40.3780.961538.115.9792.200.02.90.3850.950719.677.9962.55由消力池的系數(shù)，，，.查水力學下下冊附圖1可得消力池計算表q0.2580.18915.340.2053.000.0380.5670.5290.3370.7270.3777.690.2902.400.1090.9050.7960.3651.3380.5675.110.3622.120.2051.2020.9970.3022.0710.7593.820.421.900.3191.44211.1230.3222.9090.9523.0460.521.700.4951.16841.1230.2383.8431.1462.530.6021.500.6901.7191.0290.0694.8751.3442.160.631.430.8471.9221.0750.1025.9791.5391.880.711.301.0932.0000.907-0.2007.9961.8691.550.791.161.4772.1680.691池深計算由計算表中可見最最大時的單寬寬流量，所以消力池池深度的設計計流量為.估算池深:設池深.則，查水力學下冊附錄錄1可得，則可計算出出則接近與，所以消力力池深度定為為0.4m。池長的設計由表中數(shù)據(jù)可知，池長設計流流量時，水躍長度度最長。水躍長度：池長：----消力池斜斜坡段水平投投影----水躍校正正系數(shù)，根據(jù)據(jù)規(guī)范取值0.7~00.8，本設計取0.8消力池池長取為88.0m。底板厚度的設計：：對于抗沖：式中----泄水時的上下游水水位差，m；----消力池底底板計算系數(shù)數(shù)，可采用0.15~~0.20，取=0.220；求得：對于抗?。菏街?---消力池底底板安全系數(shù)數(shù)，可采用1.10~~1.30，取=1.3