衡水橡膠壩是自20 世紀(jì)50 年代以來，隨著高分子合成材料工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型水工建筑物，是用膠布按照設(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸，錨固于底板上成封閉狀壩袋，用水或氣充脹形成的袋式擋水壩，如圖1 所示。壩袋充水(或氣)后，作用在壩體上的水壓力，通過錨固螺栓傳遞到混凝土基礎(chǔ)底板上，使壩袋得以穩(wěn)定。不需要擋水時，放空壩袋內(nèi)的水(或氣)，便可恢復(fù)原有河渠的過流斷面。

        壩袋用的膠布是由高強(qiáng)力合成纖維織物等作受力骨架，內(nèi)外涂敷合成橡膠作粘結(jié)保護(hù)層加工而成的，它代替了自古以來筑壩的土、石、木、鋼等建筑材料，是建筑材料的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。根據(jù)壩袋所采用材料的性質(zhì)和本身特性，橡膠壩在國外稱橡膠壩、尼龍壩、織物壩、可充脹壩、可伸縮壩或軟殼水工結(jié)構(gòu)等，在我國習(xí)慣上稱橡膠壩。橡膠壩的壩高可調(diào)節(jié)，壩頂可溢流，起活動壩和溢流堰的作用，其運(yùn)用條件與水閘相似，可用于防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)、擋潮、地下水回灌以及城市園林美化等工程中。我國自1965 年開始組織跨行業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，1966 年建成座橡膠壩。經(jīng)過30 多年的實(shí)踐，我國橡膠壩在設(shè)計(jì)、壩袋制造、安裝及運(yùn)行管理等方面形成了自己的特色，工程技術(shù)已達(dá)世界水平。

（一）橡膠壩的特點(diǎn)和適用范圍

1.橡膠壩的特點(diǎn)
與常規(guī)閘壩相比，橡膠壩有以下特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省三材，造價低。橡膠壩壩袋是以橡膠和作為受力骨架的合成纖維織物等制成的薄壁柔性結(jié)構(gòu)，代替鋼、木及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于不需要修建中間閘墩、工作橋和安裝啟閉機(jī)具等鋼和鋼筋混凝土水上結(jié)構(gòu)，并簡化水下結(jié)構(gòu)，因此三材用量顯著減少，一般可省鋼材30%～50%、水泥50%左右、木材60%以上，從而可大大節(jié)省工程投資。橡膠壩的造價與同規(guī)模的常規(guī)閘壩相比，一般可減少投資30%～70%，這是橡膠壩的優(yōu)點(diǎn)。
（2）施工期短。橡膠壩是先在工廠加工制造，然后運(yùn)到現(xiàn)場安裝，施工工藝簡單。因此施工速度快，工期一般為3～6 個月。多數(shù)橡膠壩工程可做到當(dāng)年施工，當(dāng)年受益。
（3）抗震性能好。橡膠壩為柔性薄殼結(jié)構(gòu)，富有彈性．延伸率可達(dá)600%，具有以柔克剛的性能，故能抵抗強(qiáng)大地震波和特大洪水的波浪沖擊。
（4）不阻水，止水效果好。壩袋錨固于底板和岸墻上，基本能達(dá)到不漏水。壩袋內(nèi)水泄空后，緊貼在底板上，不縮小原有河床斷面，無需建中間閘墩、啟閉機(jī)架等結(jié)構(gòu)，故不阻水。
（5）管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低。橡膠壩工程的擋水主體為充滿水(或氣)的壩袋，通過向壩袋內(nèi)充排水(或氣)來調(diào)節(jié)壩高的升降，控制系統(tǒng)僅為水泵(空壓機(jī))、閥門等，且制作壩袋的膠布平時幾乎不需維修，簡單可靠，管理方便。
（6）堅(jiān)固性較差，易老化。壩袋多為5～20mm 厚的膠布制品，其耐磨和堅(jiān)固性較差，易受機(jī)械損傷，所以在運(yùn)輸、安裝和運(yùn)用中要注意維護(hù)，避免尖銳物等的刺傷。制造壩袋的材料是合成高分子聚合物，在日光、大氣和水的作用下，會引起高分子材料組成和結(jié)構(gòu)的破壞，使其逐步失去原有的優(yōu)良性能，以致強(qiáng)度和彈性都將逐漸降低，后喪失其使用價值。但隨著科技的進(jìn)步，必能開發(fā)出使用壽命更長的橡膠壩壩袋。

2.橡膠壩的適用范圍

橡膠壩用于低水頭、大跨度的閘壩工程，壩高一般不大于6.0m，單跨長度一般為50～l00m，其適用范圍主要如下。
（1）用于水庫溢洪道上的閘門或活動溢流堰，以增加庫容及發(fā)電水頭。建在溢洪道或溢流堰上的橡膠壩，壩后緊接陡坡段，無下游回流頂托現(xiàn)象，袋體不易產(chǎn)生顫動。在非汛期充壩擋水，可大限度地提高正常水位，增加水量，充分利用富余水頭；而洪水期坍壩，與溢流堰無異，又不影響泄洪，不至于增加淹沒范圍。
（2）可用于渠系上的進(jìn)水閘、分水閘、節(jié)制閘等工程。建在渠系的橡膠壩，由于水流比較平穩(wěn)，袋體柔性、止水性能好，能保持水位和控制壩高來調(diào)節(jié)水位和流量。
（3）用于河道上的低水頭溢流壩或活動溢流堰。平原河道水流比較平穩(wěn)，河道斷面較寬，宜建橡膠壩，能充分發(fā)揮橡膠壩跨度大的優(yōu)點(diǎn)。
（4）用于施工圍堰或活動圍堰。橡膠活動圍堰有其特殊之處，如高度可升可降，并且可從堰頂溢流，解決在城市取土的困難，不需取土筑堰可保持河道清潔，節(jié)省勞力和縮短工期。
（5）用于沿海岸防浪堤或擋潮閘及地下水回灌工程等。橡膠制品有抗海水侵蝕和海生生物影響的性能，且在耐老化，不會像鋼鐵那樣因生銹引起性能降低，故沿海地區(qū)擋潮閘門更適合采用橡膠壩。
（6）用于城區(qū)園林美化及地下水回灌工程。橡膠壩造型優(yōu)美，線條流暢，尤其是彩色橡膠壩更為園林建設(shè)增添一幅優(yōu)美的風(fēng)景，隨著我國城鎮(zhèn)現(xiàn)代化步伐的加快，橡膠壩越來越多地用于城鄉(xiāng)河道整治、美化環(huán)境及生態(tài)保護(hù)工程中。

（二）橡膠壩的型式和組成

1.橡膠壩的型式
（1）按充脹介質(zhì)分類?？煞譃槌渌胶统錃馐健?/span>橡膠壩能承受較大的溢流水深，在壩頂溢流時袋形比較穩(wěn)定，過水均勻，對下游沖刷較小，壩袋拉力小，密封性要求低；但在寒冷地區(qū)，壩袋內(nèi)有結(jié)冰的危險(xiǎn)，且充排水時間較長。橡膠壩在寒冷地區(qū)壩袋內(nèi)沒有冰凍問題，充排氣時間較短；但抗溢流振動能力差，在壩頂溢流時易出現(xiàn)凹口現(xiàn)象，水流集中，對下游河道沖刷較強(qiáng)，且密封性要求高。目前，我國的橡膠壩多為充水式，本節(jié)將介紹充水式橡膠壩。
（2）按結(jié)構(gòu)型式分類?？煞譃橹眽κ胶托逼率健Ｖ眽κ较鹉z壩的所有錨固均在底板上，橡膠壩壩袋采用堵頭式，壩袋不和直墻錨固，利用堵頭與直墻的擠壓達(dá)到止水的目的，這種型式結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)面廣，但充壩時在壩袋和岸墻結(jié)合部位出現(xiàn)坍肩現(xiàn)象，引起局部溢流，這就要求壩袋和岸墻結(jié)合部位盡可能光滑。斜坡式橡膠壩的端部錨固在岸坡上，這種型式的壩袋在岸墻和底板的連接處易形成褶皺，在護(hù)坡式的河道中，與上下游的連接容易處理。
（3）按錨固線的布置方式分類?？煞謫尉€錨固和雙線錨固兩種。單線錨固只在壩袋上游側(cè)布置一條錨固線。這種錨固的錨線短，錨固件少，壩袋膠布用量較多，低壩和充氣壩采用較多。由于單線錨固僅在上游側(cè)錨固，壩袋可動范圍大，對壩袋防振防磨損不利，尤其在壩頂溢流時，有可能在下游壩腳處產(chǎn)生負(fù)壓，將泥沙(或漂浮物)吸進(jìn)壩袋底部，造成壩袋磨損。雙線錨固是在壩袋貼地部分的上下游兩側(cè)布設(shè)錨固線，這種錨固的錨線長，錨固件多，安裝工作量大，相應(yīng)地處理密封的工作量也大，但由于其四周錨固，壩袋可動范圍小，于壩袋防振防磨損有利。另外，在上下游錨固線間可用純膠片代替壩袋膠布防滲，從而節(jié)省膠布約30％。在感潮河段區(qū)，由于河水位和海水位經(jīng)常變動，可采用對稱雙線布置。對有雙向擋水任務(wù)的橡膠壩，宜雙線錨固布置。
2.橡膠壩的組成
橡膠壩由上下游連接段及基礎(chǔ)部分、擋水壩段和控制系統(tǒng)等組成，如圖2 所示。

（1）上下游連接段及基礎(chǔ)部分。這部分的作用是將上游水流平穩(wěn)而均勻地引入并通過橡膠壩，并水流過壩后不產(chǎn)生淘刷。包括基礎(chǔ)底板、邊墩(墻)、上下游翼墻、上下游護(hù)坡、上游防滲鋪蓋或截滲墻、下游消力池、海漫等。固定橡膠壩壩袋的基礎(chǔ)底板要能抵抗通過錨固系統(tǒng)傳遞到底板的水壓力，維持壩體的穩(wěn)定。這部分的設(shè)計(jì)方法與水閘相應(yīng)部分相同。
（2）擋水壩段。擋水壩段有橡膠壩袋、底墊片、錨固系統(tǒng)、充排水管和壩基等組成，主要作用是調(diào)節(jié)水位和控制流量。
（3）控制及觀測系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的主要作用是控制橡膠壩的高度，由水泵(鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī))、機(jī)電設(shè)備、感器、管道和閥門等組成，水泵(鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī))、機(jī)電設(shè)備和閥門一般都布置在的水泵房內(nèi)。