李慶軍

(北京翔鯤水務(wù)建設(shè)有限公司，北京 100192)

1 樁模圍堰概述

樁膜圍堰是在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中設(shè)計(jì)發(fā)明出來(lái)的一種圍堰形式。在京密引水渠技術(shù)改造工程施工中，為保證引水渠沿線(xiàn)在施工期間不停水，并且符合圍堰使用后拆除徹底、對(duì)水質(zhì)無(wú)污染的要求，設(shè)計(jì)并使用了單排樁“L”形樁膜圍堰，并以其施工簡(jiǎn)便、符合要求、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)，在該工程一期技術(shù)改造施工中首次運(yùn)用成功。在后繼的城市水系治理、各種跨河穿河建筑物、入河口建筑設(shè)施及水庫(kù)清淤施工中，對(duì)樁膜圍堰技術(shù)進(jìn)行了大量應(yīng)用，并發(fā)展出了單排樁“U”形樁膜圍堰和雙排樁樁膜圍堰等多種圍堰形式，對(duì)其材料、施工方法不斷進(jìn)行總結(jié)和改進(jìn)，形成了公司獨(dú)有的圍堰施工方法，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，《一種樁膜圍堰及其施工方法》已經(jīng)中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局批準(zhǔn)，獲得發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)為ZL200810116765.6。

2 樁膜圍堰的工藝原理

樁膜圍堰的工作原理是以樁作為圍堰的主要承重結(jié)構(gòu)，以斜撐、拉桿加強(qiáng)其穩(wěn)定性，由水平梁加強(qiáng)其整體性，傳遞水壓力，用特制葦簾、木板、定型鋼拍子或鋼模板作為防水膜布的墊層，迎水面鋪設(shè)防水膜布擋水。

2.1 單排樁樁膜圍堰形式

當(dāng)水深小于2.5m時(shí)，宜選用單排樁樁膜圍堰。單排樁樁膜圍堰按照鋪膜形式分為“L”形樁膜圍堰和“U”形樁膜圍堰，“L”形樁膜圍堰見(jiàn)下頁(yè)圖1。

圖1 “L”形樁膜圍堰

“U”形樁膜圍堰的鋪膜形式為“U”形。在“U”形樁膜圍堰施工時(shí)，為保證圍堰外側(cè)施工方便，增加作業(yè)面積，可去掉斜撐，用鋼索對(duì)拉相對(duì)樁頭的方法，保證樁的穩(wěn)定。見(jiàn)圖2。

圖2 “U”形樁膜圍堰

2.2 雙排樁樁膜圍堰形式

當(dāng)水深大于2.5m時(shí)，宜選用雙排樁增加圍堰穩(wěn)定性，兩排樁之間用系梁綁扎連接形成整體，即雙排樁樁膜圍堰。見(jiàn)圖3。

圖3 雙排樁樁膜圍堰

3 工藝流程、操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

3.1 工藝流程

具體施工工藝流程見(jiàn)圖4。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 平整河底

進(jìn)場(chǎng)后先進(jìn)行河底平整，清理尖銳塊體。

3.2.2 測(cè)量定位

圖4 工藝流程

用經(jīng)緯儀測(cè)定樁位，在水中打入定位樁并拉線(xiàn)控制其樁位走向，立樁中心線(xiàn)偏差控制在±50mm之內(nèi)。

3.2.3 浮船就位

浮船使用木材、油筒或泡沫板、聚苯板現(xiàn)場(chǎng)制作打樁時(shí)，浮船內(nèi)樁口對(duì)準(zhǔn)既定樁位，在浮船周邊下錨桿進(jìn)行自身定位。

3.2.4 打立樁

立樁材料可選用圓木或鋼管。土質(zhì)地層用圓木或鋼管，砂礫石地層用鋼管。

立樁間距及入土深度根據(jù)樁的受力情況，通過(guò)計(jì)算確定，樁間距一般控制在0.8～1.5m，入土深度一般控制在0.5～1.5m。

3.2.5 鎖口梁綁扎

立樁打入一定數(shù)量后，隨即進(jìn)行鎖口梁綁扎。

3.2.6 打斜撐

鎖口梁綁扎完成后，進(jìn)行斜撐打設(shè)加固。斜撐與立樁的夾角為45°～60°。斜撐材料可選用圓木或鋼管，斜撐入土深度根據(jù)樁的受力情況，通過(guò)計(jì)算確定，斜撐入土深度一般控制在0.5m，斜撐加固。

3.2.7 水平梁安裝

當(dāng)在淺水作業(yè)時(shí)，水平梁可人工水中直接綁扎;當(dāng)在深水作業(yè)時(shí)，水平梁采用吊環(huán)或吊鉤敷設(shè)就位，待排水平壓時(shí)，隨著水位下降自上而下逐步加固每層水平梁。

水平梁的長(zhǎng)度為6～8m，水平搭接長(zhǎng)度大于50cm;間距根據(jù)水深及力學(xué)計(jì)算確定，自上而下步距逐漸減小，以滿(mǎn)足水位越深、水壓力越大的要求。施工時(shí)可自上而下分別采取50cm、40cm、30cm進(jìn)行控制。

3.2.8 墊層安裝

當(dāng)水深小于2m時(shí)，用普通葦簾或秫秸桿做膜布?jí)|層。水平梁安裝好后，在迎水面掛上葦簾，在降水過(guò)程中，逐步將葦簾固定在水平梁上。

當(dāng)水深大于2m時(shí)，采用鋼模板、鋼拍子做膜布?jí)|層。鋼拍子使用浮船人工安裝，每塊鋼拍子對(duì)應(yīng)兩根立樁做支點(diǎn)，鋼拍子與鋼拍子之間企口搭接，如有錯(cuò)臺(tái)，要在迎水面加鋪弧形薄木板，防止損壞膜布。

3.2.9 橫頭堰施工

橫頭堰結(jié)構(gòu)形式同縱堰。為了減少水流沖刷、保持堰體穩(wěn)定，橫堰與縱堰的水平夾角控制在100°～150°，施工時(shí)注意處理好與縱堰及岸坡的銜接，防止?jié)B漏。

3.2.10 鋪膜

在迎水面鋪膜，根據(jù)擋水形式分“L”形和“U”形。在有流速的河道中，使用浮船逆水將膜布的一側(cè)或雙側(cè)固定在頂端的鎖口梁上，讓膜布浮于水面;當(dāng)一塊膜布的縱向上口完全固定好以后，先將上游的膜布?jí)旱胶拥诇?zhǔn)確位置，利用水流勢(shì)能壓力瞬間將膜布鋪好，簡(jiǎn)稱(chēng)“逆水鋪膜”;一塊膜布鋪好后，及時(shí)進(jìn)行壓袋，在保證搭接長(zhǎng)度要求的情況下重復(fù)上道工序鋪設(shè)下一塊膜布，膜布的搭接長(zhǎng)度通常不小于3m。

膜布鋪設(shè)的高度到鎖口梁上，并與其綁扎牢固。若河底為土質(zhì)地層時(shí)，“L”形鋪膜膜布水平長(zhǎng)度大于水深的3倍;若河底為砂礫石地層時(shí)，通過(guò)滲流計(jì)算，確定水底的鋪膜長(zhǎng)度。

3.2.11 壓、吊砂袋

采用砂袋對(duì)膜布進(jìn)行壓底、封邊，采用吊袋壓設(shè)膜布的搭接立縫。

3.2.12 排水平壓

圍堰安裝好后，背水面進(jìn)行排水，“U”形樁膜圍堰排水要盡量保持兩側(cè)水面同步均勻下降，保持壓力平衡。在水面下降過(guò)程中，自上而下加固水平梁、膜布?jí)|層。若出現(xiàn)異常，則停止排降水，穩(wěn)定圍堰內(nèi)外水壓后進(jìn)行相關(guān)處理。

3.2.13 拆堰

拆堰時(shí)首先解掉位于圍堰外側(cè)下部一定高度的結(jié)點(diǎn)綁扎，提出吊、壓砂袋，放水平壓，隨著圍堰外側(cè)結(jié)點(diǎn)的綁扎自下而上被拆除，堰外側(cè)的水位也隨之提高，直至堰內(nèi)、外水位等高為止。而后順?biāo)鹉?，提出葦簾、水平梁，最后撥樁?/p>

3.3 注意事項(xiàng)

樁膜圍堰與其他結(jié)構(gòu)物結(jié)合時(shí)，要處理好兩者之間的對(duì)接，解決好穩(wěn)定問(wèn)題和膜布的鋪設(shè)、搭接問(wèn)題。流速較大時(shí)，在樁膜圍堰出口設(shè)置長(zhǎng)5～15m的消能段，防止沖刷河底。汛期時(shí)，在圍堰進(jìn)口以上30m處設(shè)置“魚(yú)嘴”格柵，阻止泊來(lái)物侵入圍堰，割破膜布。吊袋所用吊繩、砂袋扎口繩最好用麻繩，禁止使用鉛絲等硬質(zhì)材料，以免扎破膜布。

4 結(jié)語(yǔ)

樁膜圍堰施工速度快、過(guò)水能力強(qiáng)，所需材料均為通用材料，且可周轉(zhuǎn)使用，具有很好的經(jīng)濟(jì)性和適用性。可帶水筑堰，供排水不間斷，在城市河道施工中優(yōu)勢(shì)明顯，是近年來(lái)城市河道中采用最多的堰型，具有很好的社會(huì)效益。圍堰使用后拆除徹底，對(duì)渠水及兩岸無(wú)污染，具有明顯的環(huán)保效益。

DL/T 5087—1999水電水利工程圍堰設(shè)計(jì)導(dǎo)則［S］.北京:中國(guó)電力出版社，1999.