CN86103612A - 锚固式张力柔性坝 - Google Patents

Abstract

一种用于水利蓄水的锚固式张力柔性坝。该坝由骨架支撑单个半桶坝皮组成的挡水面挡水，通过拉绳将全部水推力传导给地锚，由地锚将水推力传导给地基，由埋入河床与挡水坝皮相连的密封胶皮进行密封。将其与该领域使用的其他坝型相比较，该坝可大幅度节省建坝材料，降低成本、不阻水、不限场地、建造周期短。

Description

本发明用于水利的蓄水、挡水，特别是快速建造的低水头水坝。

现有的水坝，如浆砌石重力坝及近来出现并使用的袋式橡胶坝：这些水坝下部都筑有坚固宠大的坝基，坝基需要选择建在结实的地基上，坝基上的坝体（挡水面）自身支撑成挡水面挡水，并将所挡全部水推力直接传导给坝基，再由坝基传到地基。由于水坝所承受的外荷主要是呈三角形分布的上游水压力，故现有这种坝体（挡水面）与坝基为一体的水坝，建造时耗用材料多，造价高，建造周期长，施工情况复杂。

本发明的任务是解决上述水坝存在造价高、建造周期长的问题：进一步就是提供一种不限场地能快速建造，不阻水没有淹没损失的水坝。

按本发明所述的锚固式张力柔性坝，由密封胶皮、半桶坝皮、骨架、拉绳、地锚和启坝机组成。其特征是：骨架支撑半桶坝皮成预定的几何形状全面挡水，并将承受的全部水推力通过拉绳传到地锚。本坝的地锚起到了上述现有水坝坝基的作用，承受全部的呈三角形分布的上游水压力。密封胶皮埋入河床，伸出部份与挡水胶皮相连接，连接的方式可以采用胶结、螺栓拧接或捆扎连接等，拉绳分上拉绳和下拉绳，下拉绳一端系在骨架下部，另一端系于锚固桩，在本坝的挡水过程中，其长度为不变，上拉绳的一端系在骨架上部，另一端与安在锚桩上的启坝机绞盘相连，当所有的启坝电机同步驱动时，通过改变上拉绳的不同长度，即控制本坝的启闭。

锚固式张力柔性坝，以简单、使用可靠的锚桩取代了现有水坝宠大价高的坝基，以调节上拉绳的不同长度控制坝面的启闭，拉绳、坝皮适应承受拉力（张力），具有建坝材料消耗少、成本低、不限场地、建造快、启闭灵活、溢流畅通不阻水等特点。

附图说明及实施例：

图1是锚固式张力柔性坝主视意图。

图2是本坝俯视示意图，图中只画出了骨架、半桶坝皮（3）、启坝机（9）的一个部份，实际上本坝的挡水宽度是根据需要，按本实施例给出的结构方法而具体确定的。

在本实施例中，按本发明所述的锚固式张力柔性坝，可分为由锚固启坝部份、骨架支撑部份和胶皮挡水部份组成。

锚固部份由锚桩（10）、上拉绳（1）、下拉绳（11）、锚固拉绳（8）、锚坑（6）、埋桩（7）和启坝机（9）组成。锚桩（10）可选用多种方法筑于河床上，例如：采用打桩的方式直接打入河床预定位置（下述的坝桩（15）相同），在打桩时可由专用打桩机完成;若在坚硬或在地质情况复杂的河床上，可采用先钻引孔，根据地质情况，承受力大小配放相应的桩件打入孔内，在锚桩（10）上系有下拉绳（11）、启坝机（9），在最上位置系有锚固拉绳（8）（用镀锌钢筋），锚固拉绳（8）的另一端系在锚坑（4），由泥石埋压在底部的埋桩（7）中间位置。由这样组成的锚固装置能够承受很大拉力，并适应本坝拉力角因启坝经常需要变换的要求。

本锚固装置中的启坝机（9），采用的是单个的潜水电机在水下驱动启坝，有利于水面的畅通，如果有必要的话，可以延长锚桩（10）的长度，使启坝电机移出水面进行非潜水作业，并在锚桩（10）顶部架设简易人行桥，以利河两岸通行和检修坝使用。

骨架支承部份由坝桩（15）、下横杆（17）、立杆（12）上横杆（2）、立杆密封压条（16）和下横杆压条（18）组成。本发明所述的骨架即由下横杆（17）、立杆（12）和上横杆（2）组合而成。采用的材料根据需要可以是钢管、角铁，也可采用钢筋混泥土构件或木材。在每根立杆（12）上用螺栓拧有立杆压条（10），在下横杆下用螺栓拧有下横杆密封压条（18），坝桩（15）打入河床，其数量可以每根立杆下安放一根，也可以隔数根立杆安放一根，应视坝桩大小和河床基础而定。众多的坝桩与水流方向成横向排列，坝桩顶面成一直线和水平面，骨架即放于坝桩（15）的顶平面上，坝桩（15）的主要作用是调节、保持骨架位置的稳定。在上游水推力作用下，骨架下部定位依靠一端系在其下的下拉绳（9），当拉绳（9）长度不变时，即能保持骨架与锚桩（10）的相对距离不变，从而保持骨架下横杆（17）在坝桩（15）顶平面的预定位置内。骨架的上部依靠系在其上的上拉绳（1）实现，上拉绳的另一端与启坝机（9）的绞盘相连。当所有的启坝电机同步转动时，即能控制骨架的摆动角度，并以此控制坝的启闭。

在本骨架支承部份的这种连续骨架（与挡水宽度相同）横杆（2）上安装通行桥。以利通行和检修坝使用，并可以将启坝机（9）移至桥上进行启坝作业。实际上由于半桶坝皮间不存在应力作用，除因半桶坝皮与边密封段存在应力作用不平衡，需要装以小段的连续骨架使其位置稳定外，其余的半桶坝皮都可直接与立杆（12）连接，下部与密封胶皮相连接进行密封，省除了部份上、下横杆。这样即使启坝电机非同步运转也能正常启闭坝。

胶皮挡水部份由半桶坝皮（3）、密封胶皮（13）、密封埋坑（14）、边密封连接皮（4）和边皮连接杆（5）组成。半桶坝皮（3）可将其视为一直径高度相同的大胶皮桶从中剖开的一半，故称之为半桶坝皮。在半桶坝皮剖开面上伸出有锚固用的锚固胶皮，在半桶坝皮壁面的两条锚固胶皮上压立杆密封条（16）、半桶坝皮（3）底面伸出的锚固胶皮上压横杆密封条（18），分别用螺栓将密封条紧固在骨架的两立杆间，两立杆间的距离即是半桶坝皮（3）的直径，在骨架的所有立杆间都安有同样的半桶坝皮（3）这样即组成了本坝所述的蓄水的整个挡水面。半桶坝皮（3）用于挡水时其静水压力计算与半桶装水时的静水压力相同，环向受拉力。由于在相同宽度内多增加半桶坝皮（3）的个数其桶壁长度不变，而其桶底材料减少。桶壁环向受力强度成比例降低，故在立杆、启坝机数量充许最大限度增加时，半桶坝皮（3）的直径应尽量取小值，减少坝皮造价。在本部份中，密封胶皮（13）的一端埋入开在上游河床的密封埋坑（14）内，密封埋坑（14）的长度深入堤岸内（可采用专用机械完成，如很容易将现有的开沟埋管机改装成这类机械）。视河床的土质而定，必要时可对密封胶皮（13）埋入端加装灌浆管，对渗漏严重的河床作灌浆处理。密封胶皮（13）在河床上伸出段（19）的端尾由横杆压条（18）压条与半桶坝皮（3）的底锚固胶皮相连接。在没有横杆时即直接与半桶坝皮（3）底锚固胶皮相接，密封胶皮岸边伸出段与成四十五度插固在倒坝方向的边胶皮接杆（5）相接。密封胶皮（13）的伸出段（19）与挡水胶皮相接时，应留有足够的可伸缩长度，防止挡水胶皮挡水运动时使密封胶皮产生受拉力影响。在骨架两端立杆上按有边密封连接皮（4），其形状是一等腰三角形，腰边长等于挡水高度，边密封连接皮（4）的斜边胶皮接杆（5）上，与密封胶皮（13）岸边伸出段相连。这样一个由众多的半桶坝皮（3）组成整个挡水面，由密封胶皮（18）和岸边连接皮（4）完成了对坝面的密封不漏水的工作全部完成，在骨架直立时（见图1），边密封胶皮（4）是张紧的，此时为最高、最佳挡水位置。当骨架向后摆时，挡水高度降低，当骨架后摆贴在河床面时，边密封胶（4）也是张紧的，本坝挡水高度为零，此时为最佳放（过）水状。

按本实施例筑建锚固式张力柔性坝可岸上、岸下（水中）同时施工，进行装配式的建坝。在岸上施工：焊合组装骨架，并将所有半桶坝皮（3）装于骨架立杆间，在岸下施工：开挖锚坑（6）、密封坑（14），将密封胶皮埋好于河床，并将所有的锚桩、坝桩打好。在岸两边各临时性地安一台绞车通过绞车将骨架拉入河床坝桩预定位置，并连接好密封封胶皮，这样建造锚固式张力柔性坝建造时间更快，周期更短。

按本实施例建造的锚固式张力柔性坝，在不影响第一坝正常运转挡水的下游适当位置建造同样的第二坝，在两坝的配合下可有以下几方面的新功能：（一）具有船闸的作用，如船在下游时，通过第二坝，进入两坝的中间位置，抬起二坝，放下一坝时，船即开到了上游水位。（二）起现有水坝检修闸门的作用，任何时候都可抬起一皮坝挡水，使另一皮坝停止工作而进行检修。（三）在一般的挡水情况下都可将第二坝抬高至总挡水高度一半的位置。这样坝即承受了总水推力的一半，由于二坝的抬高而一坝下游的水位被抬高，实际上一坝也只承受了水总推力的一半。这样使皮坝长期处于轻负荷的情况下运行，有延长皮坝使用寿命的特点。

Claims (13)

1、用于蓄水、挡水的水坝，下有坝基，坝基上的坝体(挡水面)依靠自身材料强度支撑挡水，在坝体上装有放水用的启坝装置，本发明的特征是：骨架支撑半桶坝皮(3)组成挡水面，下拉绳(11)系于锚桩(10)与骨架下部，上拉绳(1)系于骨架上部，另一端与安在锚桩(10)上启坝机(9)绞盘相接。

2、根据权利要求1的锚固式张力柔性坝，其特征是：骨架由立杆（12）和上横杆（2）、下横杆（17）组合或是由立杆（12）平行组合。

3、根据权利要求2的锚固式张力柔性坝，其特征是：骨架由金属或木材或钢筋混泥土材料制成。

4、根据权利要求1的锚固式张力柔性坝，其特征是：锚桩（10）后开有锚坑，坑底的埋桩（7）通过锚绳（8）与锚桩（10）相接。

5、根据权利要求1的锚固式张力柔性坝，其特征是：半桶坝皮（3）的锚固胶皮或底的锚固胶皮直接与密封胶皮相接，固于骨架立杆间。

6、根据权项5的锚固式张力柔性坝，其特征是：半桶坝皮（3）在挡水时，静水压力计算与相同高度、直径的胶皮桶装水时相同。

7、根据权项5的锚固式张力柔性坝，其特征是：密封胶皮（13）埋入密封埋坑（14）内，伸出段（19）端部由横杆密封压条（17）压紧与半桶坝皮（3）底锚固胶皮连接，密封胶皮（13）岸边伸出段与边胶皮接杆（5）相接。

8、根据权利要求7的锚固式张力柔性坝，其特征是：密封胶皮（13）与半桶坝皮（3）相接，可以采用胶接或螺栓拧接或捆扎连接。

9、根据权利要求8的锚固式张力柔性坝，其特征是：边胶皮接杆（5）成四十五度插固于倒坝方向，等腰三角形的边密封胶皮（4），直边接在骨架边立杆（12）上，斜边接在边胶皮接杆（5）上与密封胶皮（13）岸边伸出段相接。

10、根据权利要求8的锚固式张力柔性坝，其特征是：密封胶皮伸出段（10）有足够的伸缩长度，不受坝面水推力作用影响。

11、根据权利要求2的锚固式张力柔性坝，其特征是：在骨架上横杆（2）的锚桩（10）上安有简易通行检修桥。

12、根据权利要求2的锚固式张力柔性坝，其特征是：骨架放于坝桩（15）顶平面，众多的坝桩（15）与水流方向成横向排列。

13、根据权利要求1的锚固式张力柔性坝，其特征是：在本坝正常运转挡水的下游位置，平行建有相同的第二锚固式张力柔性坝。

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