气盾坝盾板与砼侧墙接触面施工关系探讨

刘 健

摘 要：气盾坝是一种新型的保水坝，它可以抑制水并通过立坝排水洪水。水面以上可见设备很少，景观效果良好。伴随着家电的大规模生产，项目投资逐渐减少，竞争优势越来越明显。从地基条件、景观效果、运行管理等方面进一步总结了整个气盾坝的应用技术。

关键词：气盾坝盾板；砼侧墙接触面；施工关系

引 言

气盾坝是一种新型液压结构，创新后结合橡胶坝和钢坝坝的特点。是橡胶坝的技术突破，是液压钢坝和水泥闸的技术革命。气盾坝已在美国成功使用多年。2008年，水利部和中国水利水电研究所发布了一份文件，以促进这一新产品的应用，并组织了一系列专业制造商对其进行开发和本地化。

1气盾坝

气盾坝又称气动式截流闸，是一种新型的集传统钢闸门和橡胶坝优点于一体的集蓄卸荷结构。飞艇大坝是由美国OHI公司开发的，该公司于1988年成功完成了美国全球首个飞艇大坝的建设。自引进中国以来，我国已建成100多个气盾坝并投入运营。目前，水资源部确认这些技术是先进实用的水利技术，并在2017年《水养护领域先进实用技术关键推广目录》中列出。此类大坝不受地理条件的限制，适用于景观、蓄水、航运等工程，特别是遇到洪水冲击和塌方的河流、漂浮物、滚动岩石和淤泥。气盾坝结构主要由盾构车门装饰板、气囊、锚定嵌入件、气压系统和控制系统组成。门的蓄水表面是一系列钢筋钢板，安全气囊支撑在钢板的下游表面。安全气囊的充气或排气用于控制门体的波动，支持门的保水，门的开口可以精确控制。保水过程中，支撑气囊藏在板后，水流和浮物通过板，使支撑气囊和辅助系统不被冲走，不再害怕浮物的穿透和刮伤；当标牌倒塌时，面板完全复盖安全气囊，安全气囊与自来水、沙子和冰完全分离，安全气囊不被撞击和自来水振动所支撑，因此安全气囊处于更安全的保护环境中。标志倒塌后，所有的门都位于河底，不影响水陆景观、航行和迁徙。气盾坝的安全气囊内置灵活地连接到钢芯板上，不需要润滑油或其他接头，因此大坝体本身不需要像其他坝型一样定期修理坝袋、更换连接导线或涂润滑油等例行维护措施。

2气盾坝关键技术

气盾坝主要由气囊、边界构件、盾构板、气动控制系统、钢筋混凝土基础、侧壁等组成。安全气囊和拱型塔板是拱型塔板用于蓄水的主要结构，安全气囊布置在盾构板下，实现了盾构板的支撑效果，大大提高了结构性能。与传统的橡胶坝和钢闸门相比，空气坝具有以下优点:(1)采用橡胶气囊支撑钢质轴承进行蓄水，安全性高，寿命长(30年以上)，经济效益显着；2)模块化设计可以简化安装过程，减少后续维护工作；3)无需调整中间支柱，门可连续跨水延伸，长度可设计为200米以上，水封高度小于10米的泥坝可完全跌落，实现高效的防洪；4)钢板能很好地保护橡胶安全气囊免受浮物如冰块、淤泥和小东西的侵害，延长安全气囊的寿命(50年以上)；5)扭转系统振动小，可安装在任何高度和高度的河流和溢洪道上；6)易于实现的自动控制、准确的水位控制和低运营成本；7)空气用作充气和排水系统中的充气介质。通货膨胀和排水时间很短，大坝可能会在短时间内迅速倒塌。此外，气体被用作电流，因此没有漏油问题，也没有水和污染。8)在突然停电或控制系统故障的情况下，可以实现高安全性能的手动大坝断裂。9)能实现双向保水功能，完全适用于河口；10)气盾坝采用景观钢坝，可在水运期间向观众展示景观瀑布。

3气盾坝底板设计

3.1底板结构计算

大坝的底板结构是将水重、闸门、气囊等荷载传递到地基的连接歌曲，关系到飞艇大坝的整体安全性。目前尚无气坝的特殊设计规范，底板结构的计算含量和原理是指水闸和橡胶坝的设计规范，包括防渗、抗滑强度、地基应力、不均匀系数等。

3.2底板分缝

设计的底板采用了分割分隔缝结构，每20米设置一个横向应变缝，因此由于壁后土压力和地基不均匀，底板的平均跨度与侧柱之间存在一定的沉降差异，容易导致顶盾板之间水位的转移，导致渗水，影响蓄水效果。处理底板不均匀沉降的方法有两种:将底板连接设置为凹面凸轴颈连接，形成简单支撑铰链仅传递剪切力，使连接两侧的底板趋于同步下降，减少不均匀沉降；坝体跨度小于60 m时，底板可加工成整体u形结构，无接缝，后浇带可调整以减小底板裂缝。由于整体土的跨度超过规范，由于地质条件而引起的应力复杂，需要进一步研究的实际案例很少。地面的不均匀沉降应通过凹凸轴颈关节减少。

4盾板与砼侧墙接触面问题

施工过程并不严格。气盾坝两端与主工程之间的接触面采用钢筋混凝土墙。当混凝土墙建成时，用木地板搭建模板。施工过程中，对模板安装的竖向和平整度进行了严格测量、制造和安装，混凝土进行了仔细振动。但是，模板施工后，仍然会出现不平坦的表面和不理想的顶部垂直，造成了高空坝顶面与盾构板之间的局部间隙，并导致塌方坝的升高和降低过程中局部结霜。它影响气盾坝的升降，导致接触面出现水角。虽然经过了很多计划的处理，但仍然无法自由起飞和着陆，接触面不透水，这是设计中的缺陷。

5盾板与砼侧墙接触面问题解决方法

5.1混凝土施工质量控制

为了保障搅拌出的混凝土具备较为优质的特点，应当建立健全混凝土搅拌的相应制度，其中包括原材料的投入顺序、投料时间和各种原材料的投料量等因素。投料因素对混凝土的质量有着重要的影响，其中，常见的投料顺序有一次投料法和二次投料法，其中一次投料法指的是在上料之前，先加入粗骨料，再加入水泥，然后加入沙子一次性投入到搅拌机之中。投料前应当在搅拌机内加入部分水，不至于尘土飞扬。二次投料法指的是先在搅拌机内加入水和水泥进行搅拌，再投入砂石等原材料，继续搅拌。现场施工应当对原材料的配比进行精细的控制，对每盘材料进行严格地检查和抽查。

5.2严格施工方法

施工方法在工程图纸说明中特别说明，侧壁应在气盾坝的轨道内特别处理。第一种处理方法是在侧壁安装304不锈钢板。第二种方法是粘大理石或花岗岩；第三种方法是完成混凝土表面后喷涂聚酯涂料。3种方法的初衷是提高混凝土表面平整度，减少环形密封橡胶与侧壁基础之间的磨损，同时确保密封胶与侧壁之间的紧密接触，以避免闸门侧壁阻挡不了水的问题。侧壁或对施工单位的特殊要求在施工过程中设计技术启示时应注意的事项。

5.3选择混凝土的浇筑方式

依据施工现场不同的情况和浇筑位置的差异，可以选择不同的入仓方式。浇筑模板应当事先确定好尺寸，确保其支撑牢固，能够达到施工验收的标准。模板安装之前，应当根据图纸对相应的配件和用量进行测算，并对工地内的模板质量进行严格检验，确定好模板的安装位置之后，在对模板的衔接缝隙处安装胶条，防止混凝土在浇灌过程中存在跑浆和漏浆的情况。

5.4注意闸门面板间隙施工

为了保证气盾闸门的软开、脱开和密封效果，设计了闸门面板与侧壁之间的距离为20厘米。当间隙过大时，密封胶不能很好地适应侧壁，侧壁漏水。过于狭窄的闸门面板会干扰侧壁，门无法正常提升。合理的闸门面板间隙可以防止侧壁漏水，同时确保闸门在装卸时可以自由升降。

6结束语

水利建设项目既要安全，又要生态环保，并结合当地自然和人文景观融入美学元素。空气屏蔽坝主要由气囊、限位绳、屏蔽板、钢筋混凝土挡土墙等组成。其中，气囊体积小，大大减少了充气和排气的时间，可以在短时间内实现溃坝。该气盾坝可实现汛期快速溃坝，可实现过水高度和运行状态、施工和建设的可持续控制。必将促进水电工程的发展，提高我国水电发展的整体水平。

参考文献：

[1]张丽萍,董雷,邹福建,王晓婧.大跨度高水头气盾坝在郑集河输水扩大工程中的应用[J].治淮,2019(02):14-16.

[2]陈华卫,气盾坝生产加工技术及应用.山东省,烟台华卫橡胶科技有限公司,2019-06-05.

[3]施展.对某气盾坝混凝土工程施工技术的探讨[J].低碳世界,2018(07):48-49.

[4]高为民,洪志强,李玲,杨孝栋.气盾坝在小水电站建设上的应用[J].中国橡胶,2018,33(02):43-45.

[5]胡仔卿.气盾坝在湘东区麻山新区景观坝工程的应用[J].中国水运(下半月),2018,16(08):192-193.