橡膠壩的構(gòu)造

1、橡膠壩的構(gòu)造教學(xué)文本水工建筑物教學(xué)資源庫項目組編寫2014年9月目 錄1 教案計劃表- 3 -2 教學(xué)實施- 3 -【步驟l】復(fù)習(xí)鞏固- 3 -【步驟2】結(jié)合工程案例引入新課內(nèi)容- 4 -【步驟3】課程介紹及知識講授- 4 -【步驟4】案例講解- 9 -【步驟5】學(xué)生實訓(xùn)- 9 -【步驟6】評價及反饋- 10 -1 教案計劃表 表1 教案計劃表 單元名稱橡膠壩的構(gòu)造學(xué)時2項目名稱其他水工建筑物教學(xué)地點多媒體教室學(xué)生角色設(shè)計輔助人員教學(xué)目標知識目標技能目標態(tài)度目標（1）掌握充水式橡膠壩、充氣式橡膠壩及它們的不同；（2）掌握暗墻的主要分類方式；（3）掌握橡膠壩段的組成；（4）掌握橡膠壩的錨固線的布

2、置；（5）掌握橡膠壩的錨固型式；（6）掌握橡膠壩的充排水方式。（1）理解橡膠壩的特點、適用條件；（2）掌握橡膠壩的形式及對應(yīng)的組成，壩袋的構(gòu)造；（3）能根據(jù)地質(zhì)條件進行消能防沖設(shè)施和防滲排水設(shè)計。（4）掌握壩基錨固的類型與布置；（5）能根據(jù)資料數(shù)據(jù)進行橡膠壩充排水設(shè)施設(shè)計。（1）能按時到課、遵守課堂紀律、認真聽講、積極回答課堂問題，能按時交作業(yè)；（2）課下能配合小組積極完成老師布置的各項任務(wù)；（3）同學(xué)間能對疑難問題相互討論；（4）能勇于表達個人的觀點和見解。能力訓(xùn)練任務(wù)及案例案例：小埠東攔河橡膠壩教學(xué)重點、難點重點：（1）橡膠壩的特點； （2）橡膠壩的適用條件；（3）橡膠壩的形式； （4）橡

3、膠壩的組成；（5）壩基錨固類型與布置； （6）消能防沖設(shè)施和防滲排水（7）橡膠壩充排水設(shè)施。難點：（1）橡膠壩的壩袋教學(xué)方法、手段案例法，講練結(jié)合法，黑板、多媒體課件，動畫。教學(xué)組織過程 復(fù)習(xí)橡膠壩的特點、橡膠壩的適用條件、橡膠壩的形式、橡膠壩的組成、橡膠壩的壩袋、消能防沖設(shè)施和防滲排水、壩基錨固類型與布置、橡膠壩充排水設(shè)施等基礎(chǔ)知識重點講解，教師引入工程案例，提出問題讓學(xué)生根據(jù)已講的基礎(chǔ)知識分組討論解決問題，教師輔導(dǎo)評價，學(xué)生進行基礎(chǔ)知識的練習(xí)，教師輔導(dǎo)答疑，教師提供答案，評價此過程。教學(xué)條件工程案例；練習(xí)題；課程相關(guān)課件。作 業(yè)基礎(chǔ)試題（填空、選擇題等）、技能訓(xùn)練習(xí)題備 注2 教學(xué)實施【步

4、驟l】復(fù)習(xí)鞏固教學(xué)地點教師任務(wù)學(xué)生任務(wù)教學(xué)條件時間（分鐘）多媒體教室學(xué)習(xí)任務(wù)引入與教師互動回答多媒體課件7（1） 復(fù)習(xí)鞏固：跌水與陡坡的概念、形式、組成等?！静襟E2】結(jié)合工程案例引入新課內(nèi)容 小埠東攔河橡膠壩位于山東臨沂市沂河城區(qū)段，由臨沂市水利局組織施工建設(shè)和管理，工程于1996年1月動工，1997年1月竣工。橡膠壩全長1135米，由16段組成，每段70米，是目前世界上最長的橡膠壩。橡膠壩水利樞紐工程在發(fā)揮水利工程作用的同時，攔蓄1.6萬畝景觀水面形成沂蒙湖，與橡膠壩這道亮麗的風(fēng)景線，成為臨沂市民休閑、娛樂、觀光的好去處。2001年9月，被水利部評為首批國家級水利風(fēng)景區(qū)18家之一，是當時山東

5、省唯一一家獲此殊榮的單位。 （1）案例驅(qū)動任務(wù)1）確定橡膠壩的組成2）確定橡膠壩的錨固方式3）確定橡膠壩的型式（2）引入新課：1）如何設(shè)計橡膠壩的充排水?2）如何選擇橡膠壩的錨固方式?3）如何選擇橡膠壩的型式？【步驟3】課程介紹及知識講授教學(xué)地點教師任務(wù)學(xué)生任務(wù)教學(xué)條件時間（分鐘）多媒體教室（1）使學(xué)生了解橡膠壩的特點；（2）是學(xué)生理解橡膠壩的適用條件；（3）使學(xué)生掌握橡膠壩段的組成；（4）使學(xué)生了解壩袋的設(shè)計；（5）使學(xué)生掌握橡膠壩的錨固。聽課，獲取有關(guān)知識和信息多媒體課件35一、橡膠壩的特點（一）優(yōu)點（1）結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省三才，造價低；（2）施工期短；（3）抗震性能和抗沖擊性能好；（4）不阻

6、水，止水效果好；（5）管理方便，運行費用低。（二）缺點（1）壩袋堅固性較差；（2）壩袋容易老化，使用壽命短；（3）壩高受到限制。 二、橡膠壩的適用條件 （1）盡可能的選在巖石堅硬完整或沉積緊密的地基上；（2）選擇水流平順及河床岸坡穩(wěn)定的河段；（3）在多沙河流建壩，避免選在縱坡突然變緩的河段；（4）便于樞紐建筑物的布置。三、橡膠壩的組成橡膠壩一般由壩基土建工程、擋水壩體、控制與觀測系統(tǒng)等組成。如圖1所示。圖1 橡膠壩樞紐布置圖（1）土建部分。包括壩底板、邊墩（墻）、上下游翼墻、上下游護坡、上游防滲鋪蓋或截水墻、下游消力池、海漫等。其基本作用是將水流平順而均勻的引入橡膠壩，并保證過壩水流不產(chǎn)生沖刷

7、。固定橡膠壩壩袋的基礎(chǔ)底板要能抵抗通過錨固系統(tǒng)傳遞到底板的推力，使壩體保持穩(wěn)定。（2）擋水壩體。包括橡膠壩壩袋和錨固結(jié)構(gòu)，用水（氣）將壩袋充脹后即可起到擋水作用，并可調(diào)節(jié)水位控制流量。（3）控制和觀測系統(tǒng)。包括充脹壩體的充排設(shè)備、安全觀測裝置等。觀測設(shè)備有壓力表、水封管、u形管、水位計或水尺等。充水式橡膠壩的充排設(shè)備有控制室、蓄水池、水泵、管路、閥門等；充氣式橡膠壩的充排設(shè)備有控制室、空氣壓縮機、管路、閥門等；四、壩袋設(shè)計壩袋是橡膠壩工程的主體性擋水建筑物，壩袋的重要性顯而易見。（一）壩袋型式的選擇壩袋按充脹介質(zhì)可分為充水式、充氣式。其剖面對比如圖2所示。圖2 沖水式橡膠壩 充氣式橡膠壩充水式

8、和充氣式橡膠壩的主要特點對比間表1，供選擇壩型時參考。（二）壩袋膠布材料結(jié)構(gòu)壩袋膠布應(yīng)達到強度高、耐老化、耐腐蝕、耐磨損、抗沖擊、耐寒等性能要求，以滿足工程使用的目的。如圖3所示。圖3 壩袋膠布結(jié)構(gòu)示意圖橡膠壩材質(zhì)壩袋膠布由承受壩袋張力的補強帆布和保護帆布并確保氣密性的橡膠層構(gòu)成。 橡膠層通常分布在壩袋的外層、中層、內(nèi)層、發(fā)揮各層橡膠的功效。外層橡膠應(yīng)具有良好的水氣密封性能；夾層橡膠應(yīng)能很好地連接各層帆布，使整個帆布層連接成密實的整體；內(nèi)層橡膠也應(yīng)具有良好的水氣密封性能，還應(yīng)具有一定的耐臭氧老化性能。表2 充水式橡膠壩和充氣式橡膠壩特點對比項目充水式橡膠壩充氣式橡膠壩壩袋有效周長壩體

9、橫斷面為橢圓曲線，有效周長較長壩體橫斷面近似圓形曲線，有效周長一般為充水式的70%氣溫影響在寒冷地區(qū)壩袋內(nèi)水有結(jié)冰的危險在溫差大的地區(qū)，壩袋內(nèi)壓將發(fā)生明顯變化基礎(chǔ)底板基礎(chǔ)底板較長；壩體內(nèi)水重為均布荷載，可增加基礎(chǔ)底板穩(wěn)定性基礎(chǔ)底板較短，壩袋可安裝在曲線形堰頂上；因充氣式壩袋錨固處的集中荷載，對基礎(chǔ)底板要求高，需采取措施來提高底板穩(wěn)定性，基礎(chǔ)處理費比較高錨固結(jié)構(gòu)壩袋拉力小，氣密性要求低，可采取螺栓壓板、楔塊錨固壩袋拉力相對充水式大一些，對氣密性要求高，宜采用螺栓壓板錨固操作穩(wěn)定性在充坍壩及正常擋水時壩體穩(wěn)定當壩袋內(nèi)壓下降，就會產(chǎn)生局部凹坑現(xiàn)象，最好以全升全坍模式運行水位調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)范圍比較大當發(fā)生凹

10、坑現(xiàn)象時，難以調(diào)節(jié)水位消能防沖常規(guī)處理即可因易發(fā)生凹坑現(xiàn)象，消能防沖比充水式要求高充排時間充排時間較長充排時間短抗震動性能抗溢流震動性能好抗溢流震動性能相對較差耐老化在日照時壩袋熱量可傳向壩袋內(nèi)水體擴散，壩體表面溫度低，可延緩壩袋老化在日照時壩袋表面溫度升高較快，容易加速壩袋老化維修壩袋破損漏水點容易找出，且可以在不坍壩的情況下修補壩袋破損漏氣點難找出，需在坍壩情況下修補五、橡膠壩錨固 （一）錨固線布置（1）單錨固線單錨固線是將壩袋膠布安裝錨固在基礎(chǔ)底板上，只有底板上游一條錨固線，如圖4所示。圖4 壩袋單錨固線示意圖（2）雙錨固線雙錨固線是用兩條錨線將壩袋膠布分別錨固于四周，如圖5所示。（3）

11、堵頭式橡膠壩錨固線如岸墻或中墩為直墻，為改善壩袋應(yīng)力集中，宜采用堵頭式壩袋，上下游的錨固線仍布置在底板兩側(cè)，其位置與雙錨固線相同，兩側(cè)端頭沿岸墻或中墩底腳順水流向布置兩條錨固線，組成矩形封閉的錨固線。 （4）岸墻（中墩）斜披段錨固線 當岸墻為斜坡時，為改善壩袋局部受力狀態(tài)，一般設(shè)漸變爬坡段，成為斜坡連接，如圖6所示。圖5 壩袋雙錨固線示意圖圖6 斜坡段錨固線示意圖（二）錨固結(jié)構(gòu)型式工程中，按錨固構(gòu)件的材料來分，可分為螺栓壓板式錨固、楔塊擠壓式錨固和膠囊充水式錨固三種。 （1）螺栓壓板式錨固螺栓壓板式錨固的錨固構(gòu)件由螺栓、壓板及墊板組成，如圖7所示。圖7 螺栓壓板式錨固（2）楔塊擠壓式錨固楔塊擠

12、壓式錨固構(gòu)件由前楔塊、后楔塊和壓軸組成，如圖8所示。（3）膠囊充水式錨固膠囊充水式錨固是先建一個橢圓形的錨固槽，再制作一條與錨固槽形狀相似的封閉膠囊，將壩袋膠布、膠囊和底墊篇共同放在錨固槽內(nèi)，膠囊充水后壩袋膠布受到擠壓，利用壩袋膠布與錨固槽之間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗壩袋的拉力，如圖9所示。圖8 楔塊擠壓式錨固圖9 膠囊充水式錨固【步驟4】案例講解教學(xué)地點教師任務(wù)學(xué)生任務(wù)教學(xué)條件時間（分鐘）多媒體教室（1）通過案例講解使學(xué)生掌握橡膠壩的組成；（2）通過案例講解使學(xué)生掌握橡膠壩的錨固方式；（3）通過案例講解使學(xué)生掌握橡膠壩的型式。聽課，獲取有關(guān)知識和信息多媒體課件301. 該案例橡膠壩的組成：左右岸泵站、橡膠壩、隔墩、整體式底板。2. 該案例橡膠壩的錨固方式：螺栓壓板式錨固。3. 該案例橡膠壩的型式：充水式堵頭橡膠壩?！静襟E5】學(xué)