橡胶坝设计计算
橡胶坝设计规范
中华人民共和国行业标准橡胶坝技术规范Technical Standard of Rubber DamSL227-98主编单位：中国水利水电科学研究院批准部门：中华人民共和国水利部 施行日期：1999年月1月1日网页制作：中国水利科技信息网1998-12-25发布1999-01-01实施前 言为适应推广应用橡胶坝工程的迫切要求，使橡胶坝工程建设和管理有章可循，1995年11月水利部农村水利司下达了《关于开展(橡胶坝技术规范)编制工作的通知》。
在水利部农村水利司的主持下，编写组立即开始工作，1996年6月完成初稿并召开了编写工作会议，1996年8月完成征求意见稿，在广泛征求意见补充修改后，于1997年10月完成送审稿，并于1998年2月召开审查会议，通过了专家审查。
SL227-98《橡胶坝技术规范》分总则、工程规划、工程设计、施工安装、运行管理，共5章99条和5个附录。
它在总结我国橡胶坝工程建设经验基础上，参考并吸收了国外橡胶坝工程建设的先进技术，内容全面，技术先进、成熟，达到国际先进水平，可以指导今后橡胶坝工程建设。
它所制定的技术指标合理准确，具有可操作性，并与相关技术规范协调配套。
本规范解释单位： 主编单位： 参编单位： 水利部农村水利司中国水利水电科学研究院淮河水利委员会规划设计院、四川省水利水电勘测设计院、广东省水利水电勘测设计研究院、北京市水利规划设计研究院主要起草人：高本虎、方习真、胡明亮、麦鉴陵、陆吾华、张秀芳、解士博目次1 总则 3.4安全与观测设备 5.2检查观测3.5土建工程 5.3维护修理2 工程规划4 施工安装 5.4运行控制2.1基本资料2.2坝址选择 4.1一般规定附录A 橡胶坝泄洪能力计算2.3工程规模及枢纽布置 4.2土建工程施工附录B 坝袋设计计算4.3控制、安全和观测系统施工附录C 坝袋胶布技术要求2.4环境及经济评价4.4坝袋安装附录D 锚固构件计算3 工程设计附录E 坝袋修理3.1坝袋4.5工程检查与验收3.2锚固结构 5 运行管理条文说明3.3控制系统 5.1一般规定1 总则1.0.1为使橡胶坝工程建设和管理做到安全可靠、技术先进、经济合理、确保质量、使用方便、美化环境、合理开发利用水资源，特制定本规范。
橡胶坝陂头设计计算书
橡胶坝陂头设计计算书陂头设计计算书目录1 工程概况 (1)1.1陂头布置 (1)1.2水文资料 (2)1.3地质资料 (2)1.4等级及安全系数 (2)1.5地震烈度 (2)2 主要计算公式及工况 (3)2.1主要计算公式 (3)2.1.1 防渗计算 (3)2.1.2 整体稳定及应力计算公式 (3)2.1.3 消能防冲计算 (4)2.2计算工况 (6)2.2.1 防渗计算工况 (6)2.2.2 整体稳定及应力计算工况 (6)2.2.3 消能防冲计算 (7)3 梅岗橡胶坝计算 (9)3.1渗流稳定计算 (9)3.2橡胶坝整体稳定及应力计算 (9)3.3消能计算 (12)4 双孖橡胶坝计算 (14)4.1渗流稳定计算 (14)4.2橡胶坝整体稳定及应力计算 (14)4.3消能计算 (18)1工程概况1.1 陂头布置本工程拦河陂头有2座，分别是位于肋下河的梅岗陂和甲子河的双孖陂，主要作用是壅水灌溉。
（1）梅岗陂梅岗陂采用橡胶坝形式，橡胶坝底板高程为 5.60m，坝袋净高4.10m，坝袋长20.82m，设计正常挡水位9.70m。
坝底板顺水流方向长度18.00m，底板厚2.00m，上、下游两端设齿槽，坝体段基面大部高程3.60m，齿槽底高程为3.00m，建筑物基础均坐落在残积土。
两侧边墙墙顶高程为10.50m，为满足坝袋锚固要求，边墙迎水坡坡比为1:0.5，底板与两侧边墙采用U型C25钢筋砼结构。
（2）双孖陂双孖陂采用橡胶坝形式，橡胶坝底板高程为8.50m，坝袋净高3.50m，坝袋长26.0m，设计正常挡水位12.00m。
坝底板顺水流方向长度15.00m，底板厚2.00m，上、下游两端设齿槽，坝体段基面大部高程6.70m，齿槽底高程为6.20m，建筑物基础均坐落在全风化泥质粉砂岩。
左侧边墙墙顶高程为14.00m，右侧边墙墙顶高程为12.50m，为满足坝袋锚固要求，边墙迎水坡坡比为1:0.5，底板与两侧边墙采用U型C25钢筋砼结构。
[福建]水电站工程橡胶坝设计
![[福建]水电站工程橡胶坝设计](https://img.taocdn.com/s3/m/546ee4841ed9ad51f11df23e.png)
XX水电站大坝变更设计说明书1概述XX水电站为一径流式电站，电站装机1500kw，主要工程建筑物有大坝、厂房和升压站等。
坝址座落在修河干流东津水上游河段上的XX，坝址以上控制流域面积820km2。
大坝原设计采用连杆滚轮式水力自控翻板坝作为挡水建筑物，翻板坝布置在河道中央，左岸为进水闸口，右岸为非溢流坝段，翻板坝主要由固定堰，翻板门体及支墩等部分组成，固定堰为实用堰，堰顶高程为192.31m。
门体尺寸为5×10m（高×宽），门扇总数为8扇，总净宽80m，门顶安装高程197.31m 。
在施工过程中，业主考虑到该河段上游为林区，汛期漂浮物较多，认为橡胶坝泄流有更大的优势。
于2005年12月要求设计单位对大坝泄流建筑物进行设计变更，将坝顶溢流段挡水建筑物由翻板坝改为橡胶坝，并要求将橡胶坝坝袋高度定为3.5m。
设计公司接到要求变更通知后立即安排人员开展工作，并提供设计说明文本和相关图纸。
2洪水复核2.1设计标准根据《水利水电工程等级及洪水标准》SL252—2000，确定设计洪水为20年一遇，校核洪水为100年一遇。
由原设计资料查得：设计Q mp=1989m3/s、相应的下游水位为195.24m校核Q mp=3026m3/s，相应的下游水位为197.92m2.2坝顶过水深的计算为使橡胶坝操作方便，橡胶坝分为两段，在坝中间设一中墩隔开，中墩厚度为1.0m。
溢流宽度B定为79m，固定堰仍为实用堰，堰顶高程更变为193.81m。
当遭遇设计洪水标准以下的洪水时可塌坝由坝顶溢流，缩短洪水在库内的滞留时间，降低水库洪水位。
其过流能力采用流量公式Q=σεMB H03/2进行计算，根据橡胶坝设计规范提供的资料，橡胶坝塌坝后流量系数可采用m=0.36。
因式上各参数均与设计水头有关，不能直接解出H d，故采用试算法求解。
设H d＝6.25m，按坝前水位查得河道过水断面面积为Ω＝862m2,又知设计洪水流量为Q＝1989 m3/s，则V0=1989/862=2.30ｍ/ｓ，行近流速水头为0.30m，H0＝6.25+0.30＝6.55m。
橡胶坝施工设计
橡胶坝设计总说明一．项目概况及工程布局拟建锦秋水库位于博兴县东南小清河分洪道滩地内，张东铁路桥以东，国道205以西，小清河以北，南水北调输水干渠以南，水库呈矩形，坝轴线长5163.09m主要建筑物包括围坝，水库泵站，东橡胶坝，西橡胶坝，出库泵站取水口及泄水闸。
设计最高蓄水位7.5m，水库总库容,494.95万m3供水对象为博兴县小清河以南四个乡镇生活及工业用水。
东橡胶坝位于锦秋水库东围坝，其功能主要宣泄小清河分洪道洪水，分洪道设计流量838m3/S橡胶坝相应轴线设计桩号0+314处。
橡胶坝段包括坝袋，锚固系统，底板，中敦和边敦。
坝袋采用堵头式，由三节组成，每节坝袋长60.0m最大挡水高度1.7m高度2.0m袋坝胶囊通过压板锚固在钢筋砼底板上，底板高程6.30m,厚1.0m,埋件部位局部加厚，每节坝袋底板分四块，每块宽13.5m顺水流方向长7.0m锚固采用双线螺栓压板锚固系统，压板为流线形，中敦为分离式，底板宽7.0m中敦厚1.0m。
左右边敦为悬臂式挡墙。
为防止坝袋塌肩，中，边敦底板顶面采用长3.0m，坡度为1：10斜坡面，使靠近敦部底板抬高30cm。
充排水系统包括橡胶坝进出水管道，引水暗管，充排水泵站。
充，排水泵房布置南侧平台上，在南侧设平台，平台高程9.05m，宽20.0m，平台采用悬臂式挡墙。
上下游连接段包括上游护坦，两岸翼墙，下游消力池，护坦，海漫，下游防冲槽及下翼墙。
上游设20.0m长筋0护坦，分2节，每节10.0m厚0.4m,高程6.0m; 下游消力池为下挖式消力池,池深1.0m,钢筋砼结构，消力池总长12.00m，厚0.5m，消力池斜坡段4.0m坡度1：4，高程5.30m，水平段长8.00m;消力后接护坦，为钢筋砼护坦，长10m ，厚0.4m 高程6.0m ，后接浆砌石海幔，为M10浆砌块石结构,长12.0m，厚0.3m ，高程6.0 m；后为抛石防冲槽，槽深1.5m底宽2.2m上下游边坡1:2,上下游翼墙均为悬臂式翼墙。
橡胶坝设计总说明
设计总说明一、工程概况工程区位于河南省鹤壁市新区的淇河上，淇河发源于山西省陵川县棋子山，东流经河南辉县、林州、鹤壁市淇滨区、淇县及浚县，最后注入卫河。
据国家地质部门实测记载，淇河形成于下澳陶统，距今已有五亿年的历史，是中国华北地区唯一未被污染的河流，被称为“北方漓江”。
因主要流经河南鹤壁市，因此又被称为“鹤壁市的母亲河”。
鹤壁新区是豫北城市群中心，又是晋、冀、鲁、豫四省十市的经济协作区中心，具有承东启西、连南接北的有利条件，有利于发挥联络和辐射作用。
近几年鹤壁市在大力发展经济同时，兼顾生态环境治理，生态环境越来越好。
该项目建成后，可在淇河上形成宽阔水面，蓄水成湖，波光潋滟，湖中泛舟，成为城市居民理想的休息、游乐场所。
二、建设缘由及依据橡胶坝工程是在河道治理的基础上，为更好利用淇河水资源而修建的拦河坝工程，工程任务是修建橡胶坝两座，枯水期拦蓄水量，形成水面，提高城市居民生活质量及鹤壁市城市品位。
三、地质概况工程区内出露地层比较简单，河段地层由第四系全新统、上更新统、中更新统、下更新统和上第三系中新统地层等组成，由新到老分层描述如下。
第①层，第四系全新统人工堆积（Q4r）：由于高速公路、高铁等工程建设，河道内砂砾石被开采用作建筑材料，当地村民在河道内局部卵石层上铺填壤土，再种植庄稼。
人工堆积层一般厚0.3~ 0.5m。
第②层，第四系全新统冲积物（Q4al）：浅黄色，松散。
主要成分为粉质粘土，厚0~2.0m左右，断续分布于河床左侧。
第③层，第四系上更新统冲积砂壤土（Q3al-2）：浅黄色，较密实，成分主要为砂壤土，局部为粉质粘土或粉砂，土质均一，手触砂感较强，抚摸沙粒脱落。
该层厚0.5~6m，层底高程72.4~75.2m。
分布于工程区河谷左右两岸。
第④层，第四系上更新统冲积砂卵石（Q3al-1）：浅灰色、杂色，密实，卵石成分主要为石英砂岩、灰岩等，呈亚圆状，磨圆较好，粒径一般3~7cm，最大粒径为18cm左右，含量60%~70%，充填物以粉细砂为主。
迁安市滦河左三号橡胶坝堤坡渗流与稳定计算
迁安市滦河左三号橡胶坝堤坡渗流与稳定计算1工程概况迁安市滦河左三号橡胶坝属于滦河迁安段防洪一期工程，位于迁安市城区西侧钢城大桥南滦河左支河槽内，非汛期充坝挡水，在黄台山西侧滦河河槽内营造水面，汛期塌坝保证河道行洪。
由于橡胶坝运行期多数时间处于高水位状态。
2016年8月发现部分坝段坝体下游面曲线顶点不在同一直线上，部分位置向下游偏离值约20cm；最右侧坝段右端头处1条坝袋搭接缝略有开展。
为保证工程蓄水及安全，现对堤防进行渗流与稳定计算。
工程总体布置图见图1所示。
图1 工程总体布置图2 计算过程2.1基本资料围堰建筑物等级为5级；正常蓄水位 48.50m；下游漫水桥水位 46.10m堰体渗透系数取0.5×10-3cm/s；堰体临界水力比降0.25 (管涌型、级配连续)。
计算断面具体结构尺寸见图1。
图1 计算断面具体结构尺寸3.2计算工况工况一：上游蓄水位，下游无水工况二：上游蓄水位，下游漫水桥水位3.3渗流计算采用水工结构有限元分析系统AutoBANK 7.07(网络版)模拟坝体平面实体。
（1）模型建立将图1所示横断面，结合工程实际及程序需求进行简画，并在程序中定义各材料属性，对坝体模型进行自动网格划分并且赋予材料属性，结果如图2、3。
图2 工况一：上游蓄水位，下游无水图3 工况二：上游蓄水位，下游漫水桥水位（2）渗流计算根据3.2设定的2个工况分别在模型中定义上、下游水位，上游水位边界，下游渗出边界等条件。
启动程序计算模块，自动进行流场分析。
绘出出逸处最大渗透比降。
计算成果见图4、图5。
图4 渗透比降等值线图（工况一）图5 渗透比降等值线图（工况二）3.4稳定计算根据3.2设定的上游坡、下游坡工况，结合堰体渗流计算成果，分别在模型中绘制浸润线，定义水位及滑面起点范围、滑面出口范围，采用瑞典圆弧滑动法进行稳定分析计算。
计算成果见图6。
图6 稳定系数图3 成果分析及存在的主要问题3.1渗流成果分析计算成果显示堰体内浸润线自上游水位逐渐下降直至下游边坡坡脚附近出逸，符合渗流基本原理。
干货分享-橡胶坝设计
工程设计第一节工程等级及设计标准一、工程等级xxx县橡胶坝工程是xxx城区的一项集游乐、美化城市风景、改善生态环境的一项社会公益工程，可拦蓄上游河道径流，形成人工湖区，美化城市风景，为xxxx城人民提供一个休息游览的场所。
同时抬高地下水位，改善生态环境，能够为xxx人民提供部分工业和生活用水，社会效益十分显著。
将该枢纽工程定为四等工程，橡胶坝、控制室分别为4级建筑物。
二、工程设计标准xxx橡胶坝工程设计洪水标准为四级建筑物的设计洪水标准，即正常运行期为20年一遇，非常运行期为50年一遇，临时工程洪水标准为非汛期洪水5年一遇。
第二节工程布置一、坝址选择xxx橡胶坝是城区段综合治理工程中的重要挡水建筑物，根据城区统一规划要求，该坝建在xxx城建设路西侧。
二、工程布置xxx橡胶坝工程是按照防洪要求及坝址地形地质等综合考虑布置的，主要分为以下几个部分：（1）橡胶坝工程；（2）边墙及左右岸护岸工程；（3）控制室工程等。
（一）橡胶坝工程：1、橡胶坝长度确定：根据xxx整体防洪规划要求，橡胶坝塌坝后底坎高程、长度既满足过流要求又严格按照水利部《橡胶坝技术规范》SJ227-98有关规定。
即橡胶坝底板顶高213.0米，坝高3米，共三跨，每跨长度85.0米，中间分隔墩厚度为60厘米，左岸台地高程为216.5米，台地宽度为24米。
2、结构布置及断面设计橡胶坝的坝身结构形式及断面拟定，主要根据坝袋设计、坝体稳定及河道泄洪要求确定。
橡胶坝坝址处河床212.7米以下3.1～4.1米为卵石层，承载力为400Kpa，渗透系数为K=300米/日，属于强透水等级。
卵石层下部为强、弱风化岩，属弱透水性。
根据地质资料，橡胶坝设计有两种比较可行的方案，一是浅基础方案，二是深基础方案。
现将两方案简要介绍如下：（1）浅基础方案坝基置于砂卵石层上，上游设水平防渗铺盖，下游设消力池、海漫、防冲槽等，由于泄洪流量较大及地质等原因，上游水平铺盖、下游消力池及海漫等水平长度较长，厚度较大，工程投资较大。
橡胶坝坝袋设计
0.75 3.3750 -3.497719
0.80 3.6000 -3.160653
0.85 3.8250 -2.76481
0.90 4.0500 -2.279773
0.95 4.2750 -1.627669
1.00 4.5000 -5.96E-08
坝袋下游坝面曲线段坐标：
Y/H1 0.00
Y 0.0000
二 坝袋设计 1 计算说明
橡胶坝按充胀介质可分为充水式与充气式两种。结合本工程的运用方式，优先选用充水式橡胶坝， 坝顶溢流时袋形比较稳定，过水均匀，对下游冲刷亦较小。充水式橡胶坝坝袋设计计算内容包括：坝袋 拉力，坝袋环向各部尺寸，坝袋单宽容积，坝袋堵头轮廓坐标。
计算工况为上游水深等于坝高，下游无水的情况。 本工程橡胶坝采用双锚线锚固坝袋。将充胀后的坝袋轮廓分成四部分：上游坝面曲线段长度S1，下游 面曲线段长度S，上游贴地段长度n，下游贴地段长度X0。
本工程橡胶坝采用双锚线锚固充水坝袋。流量系数可按下式
m 0.1630 0.0913 h1 0.0951 H0 0.0037
H
H
H 0.2127 0.2533 h1 0.7053 H0 0.1088
H1
H1
H1
式中，H0 --- 坝袋内压水头，m H --- 运行时坝袋充胀的实际坝高，m h1 --- 坝上游水深，m h2 --- 坝下游水深，m H1 --- 设计坝高，m
X 2.6442 3.4038 3.6743 3.8507 3.9708 4.0500 4.0964 4.1135 4.1040 4.0685 4.0077 3.9204 3.8052 3.6594 3.4794 3.2589 2.9885 2.6519 2.2176 1.6052 0.0000
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0.261634
坝袋各项设计参数可通过查表法计算：
本工程橡胶坝采用双锚线锚固坝袋。
将充胀后的坝袋轮廓分成四部分：上游坝面曲线段长度S 1，下游坝面曲线段长度S，上游贴地段长度n，下游贴地段长度X 0。
二 坝袋设计1 计算说明
橡胶坝按充胀介质可分为充水式与充气式两种。
结合本工程的运用方式，优先选用充水式橡胶坝，因其坝顶溢流时袋形比较稳定，过水均匀，对下游冲刷亦较小。
充水式橡胶坝坝袋设计计算内容包括：坝袋径向拉力，坝袋环向各部尺寸，坝袋单宽容积，坝袋堵头轮廓坐标。
计算工况为上游水深等于坝高，下游无水的情况。
Ld（m）12
Y/H 1Y X Y/H 1Y X/H 1X 0.000.0000-3.8729060.000.00000.5876 1.76280.050.1500-3.8310480.050.15000.7564 2.26920.100.3000-3.7827850.100.30000.8165 2.44950.150.4500-3.7278670.150.45000.8557 2.56710.200.6000-3.6659950.200.60000.8824 2.64720.25
0.7500
-3.5968110.25
0.7500
0.9000
2.7000
坝袋上游坝面曲线段坐标：
坝袋下游坝面曲线段坐标：
式中，L d --- 底板顺水流方向长度，m L --- 坝袋底垫片有效长度，m
l 1、l 2 --- 上、下游安装、检修通道，一般取0.5～1.0m l 3 --- 坝袋坍落贴地长度，m L 0 --- 坝袋有效周长，m
底板顺水流方向长度按下式计算：
3
21l l l L L d +++=L
L l -=2/03
0.300.9000-3.5198840.300.90000.9103 2.7309 0.35 1.0500-3.4346920.35 1.05000.9141 2.7423 0.40 1.2000-3.3406050.40 1.20000.9120 2.7360 0.45 1.3500-3.2368460.45 1.35000.9041 2.7123 0.50 1.5000-3.1224510.50 1.50000.8906 2.6718 0.55 1.6500-2.9962030.55 1.65000.8712 2.6136 0.60 1.8000-2.8565290.60 1.80000.8456 2.5368 0.65 1.9500-2.701350.65 1.95000.8132 2.4396 0.70 2.1000-2.5278090.70 2.10000.7732 2.3196 0.75 2.2500-2.3318130.75 2.25000.7242 2.1726 0.80 2.4000-2.1071020.80 2.40000.6641 1.9923 0.85 2.5500-1.8432060.85 2.55000.5893 1.7679 0.90 2.7000-1.5198490.90 2.70000.4928 1.4784
0.95 2.8500-1.0851130.95 2.85000.3567 1.0701
1.00 3.0000-0 1.00 3.00000.00000.0000。