第一节 橡胶坝的概述
橡胶坝,又称橡胶水闸,是用高强度合成纤维织物做受力骨架,内外涂敷橡胶作保护层,加工成胶布,再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋,通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝。坝顶可以溢流,并可根据需要调节坝高,控制上游水位,以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。(立项报告)
第二节 橡胶坝的发展概况
自1965年以来,橡胶坝在我国推广应用的曲折经历,是一个不断解决工程中一系列技术问题的逐步发展过程。我国橡胶坝的发展史,按年代大体可分为如下4个阶段。
第一阶段
(1965~1970) 研究 试验阶段
我国于1965年下半年白手起家开始进行了橡胶坝研制建设工作,1966年在北京、河北、广东等省市建成了第一批工程,1967年在北京召开了橡胶坝初步技术鉴定及交流会,1968年在原水利电利部和化工部领导下,组织了有水电、化工、纺织系统的科研、设计、施工、管理及生产制造等单位参加的“橡胶坝会战小组”,有计划地开展了科研工作,促进了橡胶坝的发展。到1968年底,全国已建成橡胶坝15座。河北省还建成了橡胶渡槽和橡胶片闸,航运部门还将橡胶坝及片闸应用在船闸工程中。1969年中国水利水电科学 研究 院橡胶坝会战小组对我国橡胶坝的试建进行了初步总结。在此阶段具代表性的橡胶坝是北京橡胶十厂制造的北京右安门橡胶坝,此坝可称为我国第一座橡胶坝,它建于1966年6月,位于北京南护城河上,是城市工业用水和分洪的节制闸。设计坝高3.4m,坝顶长37米,坝底长24米,河道边坡为1∶2,锚固型式为螺栓锚固。充水水源有两种,一为河水,二为井水。采用水泵充排坝袋。原坝袋运用21年后更换,同时将原来的单锚固改为双锚固。橡胶坝在运用中,坝高变化频繁,用于调节流量。
第二阶段
(1970-1979年)总结改进阶段
由于众所周知的文革原因,1968年以后因机构、人员变动,“橡胶坝会战小组”中止联系,组织工作停顿,橡胶坝的发展一度趋向自流状态。特别是一些地区一度存在无政府主义,工程管理不当,有的坝袋破裂,有的坝袋带病运行。在坝袋的生产、设计和运行管理方面都存在着不少亟待解决的问题。为此,原水利电力部组织了有关单位于1972年11月完成了对安徽、河南、河北、北京等北方4省市已建的橡胶闸坝及坝袋生产部门进行了调查,1973年6月完成了对广东、四川、湖南、湖北、广西、浙江、福建等南方7省橡胶坝工程调查,1978年6月完成了东北地区的橡胶坝考察。
所有上述调查工作均提交了调查报告,报告中肯定了橡胶坝的优点,指出了存在的问题,提出了解决问题的意见和有待进行的橡胶坝科研项目。针对我国橡胶坝发展中存在的问题,为了更好地学习国内外先进经验,水利部委托辽宁省水利局于1979年6月在辽宁省本溪市主持召开了全国橡胶坝坝袋定型及经验交流会,会议交流了我国自1965年以来,各地在橡胶坝的科研、设计、施工和管理,以及坝袋研制方面的丰富经验,并对坝高5米以下的充水式橡胶坝做了初步定型。会后,于1980年6月出版了《橡胶坝技术资料选编》。总之,这次会议影响深远,可称之为我国橡胶坝事业上的一个里程碑。
第三阶段
(1979-1992年)稳步发展阶段
此阶段主要为橡胶坝交流经验,总结推广,稳步发展。1984年3月在广州召开橡胶坝技术经验交流会;1985年在广州开办了橡胶坝技术培训班,并在培训班教材的基础上于1989年出版了《橡胶坝》一书;推动建立橡胶坝技术开发协作组,组织编制了部标准《橡胶坝技术指南》,并由水利部于1989年颁布,1991年在天津市召开了全国橡胶坝技术经验交流会。1992年中国水利学会农田水利专业委员会橡胶坝学组在河北省承德市成立。所有上述工作为后来我国广泛推广应用橡胶坝奠定了坚实的基础。
第四阶段
(1992年至今)快速发展阶段
我国橡胶坝发展至此,可以认为在橡胶坝的科研、设计、施工和运用管理以及坝袋制造和防护等方面的技术已较成熟,具备了广泛推广应用的条件。故橡胶坝这一新技术被国家科委批准列入1992年的《国家级科技成果重点推广计划》项目,这为橡胶坝技术的发展和应用注入了新的生命,并为迅速将这一新技术转化为生产力,有力地走入国内外市场创造了良好的条件和提供了有力的保证。
第三节 橡胶坝的应用展望
自我国于1965年开始橡胶坝的研制工作,于1966年建成了几座橡胶坝,如北京右安门橡胶坝,广东洪秀全水库橡胶坝等,至今,已建成各种橡胶坝据估计有700余座,遍及我国绝大多数省市,并以每年50座左右的速度发展.在中国,除为数很少的几座充气式橡胶坝外,均为充水式橡胶坝,最大坝高为5m.引人注目的是山东省临沂市于1997年建成一高为3.5m,16跨,每跨为70m,总长为1135m的橡胶坝,被收入1999年的基尼斯世界记录并获得世界基尼斯最佳项目奖。
世界橡胶坝的发展以及橡胶坝在中国应用30多年的具体实践表明,橡胶坝不论在发达国家,还是在发展中国家都具有很强的实用价值和广泛的适用性.与水闸相比橡胶坝结构简单,利用自然,又不破坏自然,这一特点也利于生态环境的保护. 随着科技水平的提高,橡胶坝技术将日臻完善,根据橡胶坝的特点,橡胶坝适用于低水头、大跨度的闸坝工程,一般高度在5m以下.橡胶坝通常可以在以下几个方面使用:用做灌溉系统的大型进水闸、分水闸、节制闸等;灌区渠道的临时引水坝;低水头的滚水坝;在多沙河流灌区上的挡沙水闸;代替河道上的水闸;加高水库的溢洪道,增加蓄水量和发电水头;代替船闸系统的闸门;挡潮堤坝;防浪堤;临时围堰;晒盐场的挡水堤;自来水厂或污水处理厂的控制闸门;在河道上建橡胶坝形成人工湖,美化环境,等等. 橡胶坝优点较多,用途广泛,但在具体实践中还有许多新的课题需待解决,如高度大于5m的橡胶坝工程设计和制造问题,坝袋防振动问题,充气橡胶坝坝袋防振动装置的应用开发问题,如何进一步提高坝袋强度如在坝袋胶布内加入钢丝网问题,坝袋的耐老化和耐磨损问题,坝袋的修补和维护问题,活动式橡胶坝的开发应用,橡胶坝的自动控制问题等等. 橡胶坝是随着科学技术的发展而诞生的一种新型的水工建筑物,它必将随着科学技术的发展,从材料、设计以及施工和管理等方面得到进一步的发展和完善。
随着橡胶坝技术的日趋成熟,其独特的优点被越来越多的人所认识,除在国内得到广泛的推广应用外,也开始走向世界.如1987年辽宁省水科所为泰国设计建造了6座橡胶坝,此后广东、吉林等省向泰国、尼泊尔设计建造了橡胶坝,1995年广东省水利勘测设计院为印度尼西亚设计建造一高为3.1m,长为90m的橡胶坝,这是我国橡胶坝首次进入印尼.中国水利水电科学 研究 院1995年为孟加拉国设计建造了2座橡胶坝,其中Eidgaon橡胶坝高为3m,长为52m,Bakkhali 双向挡水橡胶坝高为3.5m,长为84m;1998年又设计建造了一高为4m,长为100m的Bhogai橡胶坝;2001年中国水利水电科学 研究 院的专家再赴孟加拉设计施工了2座橡胶坝,其中Sonai橡胶坝高为4m,Tankabati 橡胶坝高为3.5m;1997年中国水利水电科学 研究 院为越南设计了3座橡胶坝工程,其中1座当年施工完毕;2000年末中国水利水电科学 研究 院的专家赴伊朗,为其设计了2座充气式橡胶坝工程,其中Nozar Abad充气橡胶坝高为3m,长为24m,Agh Ghola充气橡胶坝高为3.5m,长为46.5m;2001中国水利水电科学 研究 院的专家赴荷兰,通过多媒体演示宣传了中国的橡胶坝,与荷兰的水利部门商讨了采用活动型橡胶坝以保护当地居民的房屋免受洪水淹没事宜,现正进行方案设计.此外,水科院还利用各种对外场合宣传我国的橡胶坝,如2000,2001年分别为泰国、伊朗的工程师培训班讲授橡胶坝的课程,等等. 总之,国外的橡胶坝市场潜力很大,有待我们共同去努力开发。
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