談橡膠壩壩袋修補方法及經驗

侯亞洲，鄭皓源

（臨沂市水利工程保障中心，山東 臨沂276000）

葛莊橡膠壩位于臨沂市蘭山區義堂鎮大葛莊村北，2009 年11 月竣工，橡膠壩全長419.8 m，5 節壩袋、單節壩長83 m，蓄水1 560 萬m3，水面面積4.75 km2，回水長度10.5 km。

壩袋是橡膠壩脆弱的部分，使用周期內經常遭受洪水沖擊、漂浮物撞擊、銳器扎割、自然老化損傷等考驗，壩袋維修是橡膠壩管理的重要內容。

1 葛莊橡膠壩壩袋損壞種類

1.1 局部磨損（表皮損傷）

壩袋迎水面有大量順水流方向劃痕，劃痕深度2～5 mm，長度4～10 cm，均未穿透表層橡膠，這些表皮損傷多為漂浮物刮傷,每年汛期上游都會沖下大量生活垃圾，樹枝等雜物，會造成橡膠壩壩袋刮傷。

1.2 局部破損（貫通傷）

3 號壩袋背水側中部，距離底板1 m 處有1 cm×1 cm 的穿孔，壩底板有尖銳的石塊、金屬物料沒有清理干凈，壩袋塌落時受擠壓刺破壩袋。

1.3 擠壓折皺破損

1 號壩袋端部緊貼壩墩有一處12 cm 長的裂縫，升壩過程中，壩袋兩端延壩墩膨脹升高時，局部壩袋褶皺未能及時展開，產生擠壓破壞。

2 修補方法

2.1 物理螺栓夾板法

橡膠壩壩袋搶修上使用最多的是鋼板螺栓組合的夾補，將鋼板螺栓的組合放入壩袋內，然后在壩袋外再用一鋼板將壩袋夾住，擰緊螺絲。

2.2 鉤頭螺栓（T 型螺栓）內鉤外壓法

鉤頭螺栓（T 型螺栓）內鉤外壓法屬于螺栓夾板法改進方法，使用鉤頭螺栓或T 型螺栓代替放入壩袋中鋼板螺栓組合，解決壩袋裂縫較短、壩袋堵頭開膠等情況，鋼板螺栓組合難以放入壩袋內問題。

2.3 粘補法

粘補法是目前壩袋修補中可靠度較高方法，粘補使用原材料理化性能與壩袋理化性能一致，粘補技術相關標準規范完善。粘補工藝分為冷硫化及熱硫化兩種，但是粘補施工注意事項較多，要求無水而且環境粉塵不能過多。熱硫化粘補效果最好，不過施工中需要將粘接部位加溫至140 ℃，并保持45 min 以上，不適合在野外施工。運行狀態下橡膠壩壩袋粘補使用冷硫化工藝，冷硫化粘補需要環境溫度15～25 ℃，相對濕度70%以下，無大風沙天氣，被加工的壩袋面潔凈，具備修補件硫化所需的空間和時間。

2.4 縫合粘補法

縫合粘補法屬于壩袋粘補，針對壩袋縱向大裂口改進，根據橡膠壩壩袋徑向壩袋主要受力，緯向壩袋受力較小特點，用與原壩袋徑向纖維度一致的錦綸線縫合裂口再粘補的工藝。

2.5 選擇方案

葛莊橡膠壩壩袋損壞多為表面劃傷，貫通損傷尺寸不超過12 cm，使用螺栓夾板法、T 型螺栓法，壩袋裂口較小，壩袋鉆孔難以展開施工，螺栓組件不容易放入壩袋內部，而且物理修補方法無法徹底解決壩袋維修。葛莊橡膠壩壩袋內部破損為徑向，受力較小，損傷全部處于水面以上，使用粘補法比較合適。

3 壩袋維修

3.1 修補條件

1 號壩袋端損傷裂縫緊貼壩墩，延壩袋徑向長12 cm，通過長期工程運行發現，當壩袋高度為2.5 m 時，損傷裂縫處于壩頂部，并且此時裂縫受到擠壓不滲水，只要合適天氣條件下，通過降低其它壩袋高度防止1 號壩袋溢流，可以滿足粘補施工條件。

3 號壩袋1 cm×1 cm 穿孔損壞位于背水側中部，距離底板1 m，由于穿孔較小，壩袋高度降低至0.2 m 時，使用膨脹橡膠臨時封堵能夠滿足粘補過程中無水條件要求。

3.2 修補過程

2017 年6 月中旬，此時已經連續多日晴天，葛莊橡膠壩水位較低，根據天氣預報連續一周無雨，滿足冷硫化方式粘接條件。

1）按照事先計劃，調節壩袋高度，裁剪壩袋生產廠商提供的壩袋修補條。

2）壩袋破損的部位為中心畫出標記線，搭接長度為20 cm，使用大功率低轉速角磨機配鎢鋼打磨碟，對標記線內區域進行打磨，去除壩袋雜質和疏松層，打磨深度不小于修補條的厚度。

3）使用鼓風機和刷子邊刷邊吹打磨部分橡膠粉塵，并用工業清洗劑對打磨完的壩袋表面進行清潔，同時配制膠粘劑，按照說明書比例將冷硫化粘接劑和硬化劑倒入一個燒杯中，使用攪棒攪拌均勻。

4）壩袋打磨區域晾干后，將膠粘劑刷在壩袋打磨部分和修補條的表面，晾至略有粘手的感覺時，粘貼修補條，并使用壓實滾輪進行壓實，將修補條和壩袋結合部位再涂刷一遍膠粘劑，以使修補條邊緣的半硫化層自然冷硫化，提高壩袋快速修補的粘接強度。

5）保持1 號壩袋高度，粘補部分用沙袋壓實，將3 號壩袋緩慢塌壩，靠其自重將修補部分壓在壩底板壩袋塌落區干燥區域，保持這樣狀態24 h，以提高粘接強度。

4 注意事項

4.1 冷粘材料

冷粘原料要求在室溫下避光保存，如果處理不當，影響修補質量。因此材料要嚴格管理，材料一定要密封，配膠要考慮用量，膠粘劑隨用隨配，配好后短時間內用完，避免浪費，超過使用期限的材料避免使用。

4.2 操作人員

由于粘補所需條件受天氣影響較大，壩袋生產廠技術人員不可能及時趕到，需要工程管理人員掌握冷粘技術，一定要經過技術培訓，能自主認真完成每一道工序。壩袋修補區打磨時，盡量使修補部分形成平滑過渡的凹狀面，注意打磨時間，避免高溫碳化橡膠層表面，打磨后應平整、均勻、無亮處，不得損傷布層。用工業清洗劑對打磨完的壩袋表面進行清潔，避免其未完全揮發，造成修補層鼓包，施工條件及時間限制較大時盡量不使用清洗劑。

4.3 工作環境

粘補的工作環境影響粘接質量，施工環境中濕度、溫度、清潔對粘修質量有重要影響。如果空氣濕度較高，經過打磨的壩袋表面容易吸收水分，影響膠粘劑的濕度，粘接后會出現界面破壞，因此，空氣濕度最高不超過85%。施工時環境溫度過低，膠粘劑流動性變差，壩袋表面溫度過低，影響膠粘劑濕潤被粘表面，粘補時溫度不低于15 ℃，同時溫度超過25 ℃硫化反應過程不宜控制，影響粘補效果。粘補施工環境灰塵較多，使膠面沾染雜質，影響粘接質量。

5 結 語

采用粘補法修復的壩袋經過兩年多運行，修復的部位沒有發生損壞，保證了橡膠壩正常使用，相較于其他修補方法，粘補法工藝使用設備少，易于掌握和操作，只要措施得當，是經濟、可靠的修補方法。同時，加強工程科學規范運用，避免工程損壞，對壩袋局部磨損部分及時維修，消除隱患才能確保工程安全長久的發揮工程效益。