发表时间：2020-12-16T06:09:43.281Z 来源：《防护工程》2020年25期作者：袁汉章闫子博王毅苏晓萌胡艳琦简兵
[导读] 黑水河橡胶坝位于永定河三家店拦河闸下游1.5km主河道处，主要作用为回灌地下水和改善区域自然环境。橡胶坝为充水枕式坝，共三孔，每孔净宽80m，1996年投入使用，坝袋未蓄水。2010年，永定河绿发展建设门城湖工程中对坝袋进行了更换，将坝袋锚固形式由楔块锚固改为螺栓压板锚固，并开始蓄水。在蓄水运行中，坝袋出现高度自行下降现象，尤其东侧坝袋降速较快，多次出现坝袋自行溢流，对门城湖景观蓄水及下游湖区游人安全有较大影响。 袁汉章闫子博王毅苏晓萌胡艳琦简兵
北京市永定河管理处北京市 100165
摘要：黑水河橡胶坝位于永定河三家店拦河闸下游1.5km主河道处，主要作用为回灌地下水和改善区域自然环境。橡胶坝为充水枕式坝，共三孔，每孔净宽80m，1996年投入使用，坝袋未蓄水。2010年，永定河绿发展建设门城湖工程中对坝袋进行了更换，将坝袋锚固形式由楔块锚固改为螺栓压板锚固，并开始蓄水。在蓄水运行中，坝袋出现高度自行下降现象，尤其东侧坝袋降速较快，多次出现坝袋自行溢
流，对门城湖景观蓄水及下游湖区游人安全有较大影响。为消除该安全隐患，逐步实施了渗漏检测分析及处理工作，主要包括带水检测确认充水管路、闸阀、坝袋非挡水部位不漏水；潜水作业，确认坝袋挡水部分不漏水；放空坝前蓄水，充起坝袋全面排查坝袋及充泄水设施等。经过科学严谨的排查分析，决定重新安装东孔坝袋，主要处理工作包括修整锚固槽及铺设底垫片、铺设坝袋、锚固坝袋、坝袋充水试验、坝袋锚固槽封堵等。最终经过蓄水运行实践检验解决了渗漏问题。本文对黑水河橡胶坝渗漏原因进行研究分析，提出一系列的分步解决对策，并在实际应用中以较低的成本解决了工程运行隐患，有巨大的环境和社会效益，也对同类状况橡胶坝的渗漏检修处理工作有一定参考意义。
关键词：黑水河橡胶坝；渗漏；检测分析
引言：由于橡胶坝相比传统水闸具有结构简单、用途广泛、操作灵活等优点，具有很强的使用价值和广泛的实用性，也利于生态环境的保护，在多年来的实践应用中取得很好的经济和社会效益。但是在建设运行中也存在坝袋磨损老化渗漏等问题，对工程本身及下游河道安全造成较大威胁，通过开展科学有效的渗漏检测、原因分析、检修处理，可以较低的工程投入消除安全隐患，延长橡胶坝的使用寿命，继续发挥生态蓄水和改善环境的功能作用。
一工程概况
黑水河橡胶坝位于永定河三家店拦河闸下游1.5km主河道处，主要作用为回灌地下水和改善区域自然
环境。橡胶坝为枕式坝，共三孔，每孔净宽80m，总宽度242m。坝高3.5m，坝袋内压比1.3，坝袋为两布三胶，最高蓄水位101m，坝袋锚固形式为楔块锚固。黑水河橡胶坝三孔坝袋有各自独立的钢制充水管道，充泄水系统为水泵强排系统。
黑水河橡胶坝1996年5月竣工并正式投入使用，由于永定河河道干涸，坝袋长年处于塌坝状态，导致坝袋老化严重。2010年，北京市市委市政府提出永定河绿生态发展带规划，在门城湖工程建设中对橡胶坝坝袋进行了更换，锚固形式由混凝土楔块改为螺栓压板式，充泄水管道等设施未改造。
二、橡胶坝运行情况
经过门城湖工程改造后，黑水河橡胶坝主要承担景观蓄水作用，常年挡水，坝袋高度维持在2.5-3m左右，蓄水量45万m3，形成景观水面27hm2，为周边居民营造了很好的生态水环境。在蓄水过程中，管理单位发现橡胶坝运行状态一直不太稳定，坝袋在冬季运行时出现高度自行下降现象, 并导致坝前湖水溢流。为保工程、蓄水安全，多次紧急补水，维持坝袋高度。经连续监测，蓄水以来坝袋塌落高度逐年加大，2016年冬季塌落高度达到1.46m，严重影响工程安全，具体情况如下。
自2012年冬季上冻前，将坝袋充水至3.1m，至2013年3月20日东侧坝袋累计下降了0.57m，至2014年1月15日东侧坝袋累计下降了0.66m，导致坝顶湖水溢流。1月15日在采取了破冰等保护措施的情况下实施了充水作业，将东侧坝袋充至2.77m，之后的一个半月又下降了0.55m。期间，管理单位会同施工单位及阀件厂家进行了现场查勘，排除了充水管线止水阀门渗漏因素。
2014年5月初，由于降低坝前水位的影响，中、西侧坝袋出现少许下降，东侧坝袋下降较多，一个月下降达0.3m。与往年相比，夏季坝袋运行状态也不正常，漏水情况加剧。2014年6月2日，对三孔坝袋进行充水作业，坝高升至3.29m，此时发现东侧坝袋出现突降0.15m的情
况。经过下充泄水井检查，未发现闸阀漏水。2014年6月底，对三孔坝袋进行实测，中、西侧坝袋下降较少，东侧坝袋下降较多，达
0.25m。
2015年，东侧坝袋漏水情况加重趋势明显，为保证景观蓄水，对橡胶坝进行了多次充水作业。其中，2014年至2015年充水次数明显高于以前年份，达到夏季一次，冬季三次。2015年至2016年初冬季充水四次。
三、渗漏检测分析
针对黑水河橡胶坝运行中发现的问题，为确保工程运行安全以及下游湖区游人安全，管理单位开展系列的渗漏检测工作。鉴于门城湖建成后对周边的环境改善、景观提升作用明显，为不影响湖区蓄水，将检测过程分蓄水检测和泄水检测。
1、蓄水检测
（1）橡胶坝挡水运行时，检查闸阀处回水，未发现漏水现象，初步排除供水管路闸阀漏水。
（2）邀请工程设计单位、坝袋厂家等单位联合对工程进行外观检查，确定坝袋外露部分状态较好，排除坝袋不挡水部位漏水。
（3）邀聘请专业潜水员对三孔坝袋的迎水面坝袋表面、坝袋与混凝土底板和中墩相接处进行了检查。坝袋的迎水面表面有一层3mm浮泥，表面完好，未发现明显破损及渗漏点。坝袋与混凝土底板和中墩相接处均覆盖有3mm浮泥，未发现破损、渗漏现象，在坝袋的迎水面与混凝土底板交接处覆盖20cm-30cm不等的淤泥和水草，西侧坝袋与混凝土边墙交接位置，水草厚度达1m。初步排除上述部位漏水问题。
（4）开展橡胶坝的高度和充水池水位持续观测。2016年10月1日三孔橡胶坝坝袋充水，逐日观测坝袋的高度和充水池水位，经过持续监测，发现充水池水位无明显变化，说明闸阀无泄漏。中孔坝袋的高度无明显变化，东孔坝袋的高度降落比较明显，16天共下降10cm，说明东孔坝袋存在漏水点。
2、泄水检测
蛇形线
（1）在橡胶坝运行中，中孔坝袋状态较稳定，西孔坝袋略有降低，东孔坝袋降速较快，因此决定实施中孔坝袋放空，下泄坝前湖区内蓄水，将两边孔坝袋前基础清理干净，坝前基础未发现漏水点。
（2）两边孔的坝袋充水至3.5m，观测坝袋及基础漏水情况。4天内东坝袋高程下降12.5cm，西坝袋高度下降1.8cm。东坝袋高度下降明显，推算日漏水量为10m3，判定东孔坝袋有漏水通道。现场检查东西两边孔坝袋基础部位共出现10个出水点，其中较大出水点1处，位于东孔坝袋上游距中墩30m处；中型号出水点2处，位于西孔坝袋上游右岸和下游左岸；小出水点7处，东、西两孔分别为4处和3处。漏水附近阴湿，不形成水流，总漏水量较小，可判断压板处漏水不是坝袋漏水主要原因。宋殿权
（3）为进一步查漏水原因，对东孔坝袋进行拆除作业，坝袋拆除后又全面检查发现无漏点。
（4）对东孔坝袋底垫片进行清理经过仔细检查，未发现漏点。
（5）对东孔坝袋充水口水帽进行检查，未发现漏点
l6562（6）对东孔坝袋充水管道进行打压检测。管道的设计工作压力为0.04mpa，试验压力为0.07mpa，每隔一小时进行记录。经过24小时的观察与记录。24小时过后，继续对管道进行注水升压至0.07mpa，注水量为0.1m3。试验数据分析：24小时压降0.03MPa，占比43%，渗水量0.1m3，可以确定充水管
道渗漏，但远小于坝袋在此期间全部渗水量。
（7）对东坝袋锚固槽进行清理检查，未发现明显破损或者渗漏点。
经过一系列的现场检测，管理单位召开专家咨询会，邀请在水务工程设计、施工、管理等方面有经验的专家综合分析黑水河橡胶坝渗漏原因，其中特意邀请了北京隆科兴非开挖工程股份代表。专家们查看了工程现场，听取了前期检测情况介绍，经过质询和讨论同样排除了坝袋、底垫片、底板混凝土漏水，初步判断为充泄水管道漏水、紧固螺栓部位漏水是渗漏的主要原因，如有必要可采取非开挖技术对管道进行渗漏处理，进一步研究锚固槽漏水处理方案，并建议对东坝袋检修完成后，加强蓄水后工程检查观测工作，确保工程运行安全。
催化剂12.1四、渗漏处理情况
按检测分析结论和专家意见，最终决定重新安装东孔坝袋，并对紧固螺栓、锚固槽等部位施工提出了明确工艺要求。主要处理工作包括修整锚固槽及铺设底垫片、铺设坝袋、锚固坝袋、坝袋充水试验、坝袋锚固槽封堵等。
1、修整锚固槽及铺设底垫片
（1）对拆除后的锚固槽底部及上沿部进行修整，确保混凝土均成圆角过渡，剔除棱角及突出的混凝
土，并用角磨机打磨成圆角过渡状，底部应采用混凝砂浆填抹成圆角过渡状。下压板面上所有混凝土粘贴物必须清除干净，打磨出金属光泽，并检查预埋螺栓，清除扣间杂物，丝扣如有损坏派专人修整。
（2）在底板上分别标出坝轴线、中心线，底垫片就位，在底垫片上分别标出中心线和锚固线，底垫片在充水管口开孔补强，补强范围为孔径的3倍，底垫片沿螺栓中心线打孔补强，将打好孔的底垫片装于垫板坝床底板上。分合闸电磁铁
2、铺设坝袋
（1）坝袋安装前，再次仔细检查坝袋有无破损，如有发现应及时修补，对于新购置的配件、附料应详细核对，并对前期拆除的可继续利用的压板等配件进行编号标注。
（2）坝袋的摆放应核对好坝袋的上、下游标志进行摆放，放置位置应摆放于坝床长度2/3的位置上，并错开坝袋的充水口。
（3）铺设坝袋前，首先应根据坝袋在坝床上画出轴线，中心线，在展开坝袋时坝袋中心线与坝床中心线应首先对正，方可向两边逐一展开，在展开过程中除中心线应对正外，其坝袋轴线应随时检查对正，保证随放随检，坝袋放平后，将两边叠起，使坝袋两边分别对正螺栓。
3、锚固坝袋
（1）将叠好坝袋两边对正螺栓后，校正尺寸，并划出两边螺栓打孔中心线，经再次核对尺寸无误后，可开始坝袋打孔。
移动语音短信（2）坝袋打孔后，开始装于预埋螺栓上，其顺序为先下游，后上游；先中间，后两边，最后装两端。
（3）锚固构件从下到上依次为垫板、底垫片、海绵胶条、垫平片、保护垫片、压板及螺栓，安装顺序为先下游，后上游；先中间，后两边，最后安装两端。坝袋安装在海绵胶条和垫平片之间，坝袋套在螺栓孔上装好后，其四角处个别部位均需垫加密封胶泥，压板安装位置必须与垫板对称。
（4）螺栓紧固，坝袋锚固螺栓的紧固应安排专人进行，紧固顺序是先下游、后上游；先中间，后两边；最后紧两端。每块压板的螺栓紧固顺序是先中间，后向两边顺延，紧固均用力，不得将螺栓一次紧固到位，而是整个一圈紧固完成，进行下一圈的紧固。坝袋两端，四个转角是紧固的重要部位，均应特别用心紧固，实现锚栓紧固均匀一致。
4、坝袋充水试验
（1）坝袋充水：坝袋充水前应清理坝袋上、锚固槽内、坝床两侧、尤其是坝袋两端面缝隙内的所有
杂物，检查坝袋两端的排气阀应关闭，开始充水。
（2）第一次检查：坝袋充水至50%时进行一次坝袋检查。查看坝袋升起有无变形、折叠，有无渗漏之处，检查锚固螺栓情况。
（3）第二次充水：坝袋继续充水，其充水速度应缓慢进行，不得全开阀门一次充水到最大坝高。第二次充水达到最大坝高的90%，其过程中应打开排气阀，排尽空气。
（4）坝袋形体检查：坝袋充水至最大高度的90%，其充水结束。进行坝袋的二次检查，主要查看坝袋整体形状，坝袋整体两侧应平、直，其弧度一致，无起鼓、变形，折叠处、坝袋两端坝肩一致，无褶皱。
（5）坝袋渗漏的检查：检查坝袋锚固部分有无渗漏，尤其检查坝袋两端部分有无渗漏，后进行坝袋高度的测量，高度测量后，观察 48 h，再一次进行测量，如高度无变化，检查无其他情况，坝袋安装检验合格。
5、坝袋锚固槽封堵
坝袋锚固槽封堵采用砂浆封堵，封堵从里侧上压板边沿开始，盖至螺栓顶3-5cm，外侧与坝床平齐，压平抹光。砂浆必须捣实，排除砂浆中气体含量，减小孔隙率，使锚固件密封在砂浆中。封堵前每个
螺栓均涂黄油，使锚固件避免接触空气和水，再采用塑料胶带缠绑，绑扎必须牢固，保护黄油稀释脱落。
五、处理效果
对东孔坝袋进行重新安装、锚固处理后，黑水河橡胶坝再次承担门城湖蓄水任务，从2017年12月至2018年2月底连续监测坝袋高度，3个月期间东孔坝袋高度降低0.21m，中孔坝袋降落0.44m，西孔坝袋降落0.34m。东孔坝袋高度降落速度低于检修前相同时间段的1.46m，同时低于中、西孔坝袋。工程处理效果较好，消除了安全隐患。
结束语：
通过对黑水河橡胶坝渗漏检测、分析、处理，消除了工程运行安全隐患，营造了门城湖良好的生态环境，满足了市民对水环境的需求，取得了良好的工程应用效果和社会效益。同时也为橡胶坝的运行管理、检查维修，尤其是锚固技术方面积累了一定经验，对其他橡胶坝类似问题的解决具有一定的参考作用。
参考文献：
[1]北京市永定河管理处.《北京市永定河管理资料》（第二版）.2002
[2]高本虎.国内外橡胶坝发展概况和展望［J］.水利水电技术,2002,33(10):5-8．
[3]魏海英.大中小橡胶坝压板锚固与坝袋安装［J］.河南水利与南水北调,2011,22(4):62-63．
[4]郭玮.橡胶坝锚固系统充排水系统级坝端处理模式的研究［D］.济南：山东农业大学,2010．
作者简介：
袁汉章（1982.05），籍贯：河南，研究生学历，高级工程师，研究方向：河道管理和水政执法；闫子博（1982.01），籍贯：北京，本科学历，中级工程师，研究方向：水利工程管理；王毅（1989.5），籍贯：北京，学历：大专，助理工程师，水利工程运行维护；苏晓萌（1988.11），北京，本科，助理工程师，河道管理；胡艳琦（1993.3），籍贯：北京，学历：本科，科员，水政执法；简兵，（1986.5），籍贯：湖北，学历：研究生，生态学。
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