板模圍堰在水閘消能工程中的應(yīng)用

姜士竹 馮 峰 譚秀志

（東海縣水利建筑安裝工程有限公司，江蘇連云港 222300）

1 工程概況

臨洪東站自排閘位于新沭河下游右堤的連云港市臨洪東抽水站與大浦抽水站之間，2009年3月開(kāi)工建設(shè)，2011年4月完工建成，并于當(dāng)年10月投入運(yùn)行。本閘設(shè)計(jì)排水量650 m3/s，共6 孔，每孔凈寬10 m，其中，閘下游設(shè)消力池22 m，混凝土護(hù)坦10 m、漿砌石護(hù)底30 m 和拋石防沖槽10 m，消力池兩側(cè)的翼墻頂高程3.6 m，池底頂面高程-2.5 m，護(hù)坦和護(hù)底頂高程-2.0 m。2013年汛后發(fā)現(xiàn)下游漿砌石護(hù)底有沖坑，為保證工程安全運(yùn)行，經(jīng)江蘇省水利廳批準(zhǔn)對(duì)自排閘下游聯(lián)接段實(shí)施消能防沖完善工程。本工程于2014年2月上旬經(jīng)招投標(biāo)由東?？h水利建筑安裝工程有限公司中標(biāo)承建，主要施工內(nèi)容：永久工程為消力池尾坎加高，延長(zhǎng)混凝土護(hù)坦并設(shè)消能墩，增設(shè)防沖灌注排樁，排樁下游側(cè)做拋石防沖槽等；臨時(shí)工程為工程施工工段內(nèi)的上、下游圍堰填筑和拆除等。根據(jù)招投標(biāo)文件和施工圖設(shè)計(jì)要求，上游圍堰布置在閘下消力池內(nèi)，為土袋圍堰，擋水位-0.5 m，設(shè)計(jì)堰頂高程0.0 m、頂寬1 m，坡比1∶1；下游圍堰在新做拋石防沖槽的下游25 m 處，為均質(zhì)土圍堰，擋水位2.0 m，設(shè)計(jì)堰頂高程2.5 m，頂寬6 m，坡比1∶4。

施工過(guò)程中遇到的最大難點(diǎn)是消力池內(nèi)的土袋圍堰填、拆，因受閘下翼墻和水深限制，無(wú)法采取土方機(jī)械和人力進(jìn)行施工，故由施工方提出、經(jīng)監(jiān)理方審核、建設(shè)方批準(zhǔn)，用板模圍堰替代土袋圍堰，且成功完成了板模圍堰的搭建、拆除，為后面永久工程的及時(shí)開(kāi)工、超前完成提供了保障。

2 板模圍堰設(shè)計(jì)

2.1 堰體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料

板模圍堰從結(jié)構(gòu)上分為骨架、堰板、隔水層三部分（見(jiàn)圖1）。骨架由若干分段骨架安裝完成，骨架的迎水面用于托撐堰板，頂面鋪放竹笆便于安裝操作，背水面的三角撐抵靠在消力池尾坎根部，以保持堰體穩(wěn)定，制作骨架的材料為施工單位庫(kù)存的外徑48 mm、壁厚3.0～3.5 mm 舊鋼管和舊扣件；堰板為若干塊竹膠板安裝拼接組成，用于鋪裝隔水層，竹膠板從市場(chǎng)采購(gòu)，單塊竹膠板的尺寸為244 cm×122 cm×1.5 cm；隔水層為一塊整幅雨布，長(zhǎng)邊=圍堰長(zhǎng)度（為75.54 m）+雨布和兩端翼墻墻面結(jié)合長(zhǎng)度（各2 m）+布幅彎曲系數(shù)（按圍堰長(zhǎng)度的0.5%考慮即3.8 m）=83.34 m（取84 m），短邊=圍堰高度（為2.5 m）+雨布和消力池底板結(jié)合面寬度（為1.5 m）=4 m，按其長(zhǎng)、短邊尺寸從廠家定做。

2.2 骨架制作尺寸

圍堰長(zhǎng)度75.54 m，為便于骨架制作、吊裝、水下安裝，先做12 個(gè)分段骨架，每個(gè)分段骨架按6 m 長(zhǎng)制作，對(duì)完成水下安裝之后余下的缺口，再制作另外一段骨架安裝補(bǔ)齊。制作骨架采用的鋼管均為直徑48 mm、壁厚3.0～3.5 mm，每個(gè)分段骨架配制的鋼管件數(shù)、尺寸等詳見(jiàn)圖2 和表1。

2.3 托撐堰板的橫向鋼管布置

圍堰擋水深度2 m，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，鋼管骨架的自身和消力池尾坎的承壓能力遠(yuǎn)大于2 m 水壓推力，但骨架最前面用于托撐堰板的橫向鋼管布置必須合理。首先對(duì)堰板做抗壓試驗(yàn)，測(cè)定承壓堰板最大不彎管距，測(cè)試方法：取一塊竹膠板，在板下鋪放30 cm、40 cm、50 cm 等不同間距的鋼管，隨后在板上加壓相當(dāng)于2 m 水壓推力的重物，測(cè)得受壓竹膠板最大不彎管距為40 cm；再經(jīng)水壓力計(jì)算，布置3 根橫管，從底至上的間距為第1根至池底15 cm，第2 根至第1 根40 cm，第3 根至第2 根65 cm。

圖1 板模圍堰構(gòu)造示意圖

3 板模圍堰搭建與拆除

搭建順序：骨架制作、吊裝、安裝→竹膠板吊裝、拼裝→隔水布吊裝、鋪裝。

搭建方法：骨架在靠近消力池的右岸上制作，一個(gè)分段骨架配置3人，按照設(shè)計(jì)圖表要求用鋼管扣件拼扣完成。骨架吊裝采用5 t 汽車吊，每個(gè)分段骨架重約1.06 t。為便于水下安裝聯(lián)接，吊裝前在骨架高度0.8～1.5 m 之間均衡綁扎浮桶8 個(gè)（前3后5），浮桶直徑52 cm、高91 cm，保持骨架離開(kāi)水底30～50 cm。吊點(diǎn)在距骨架兩端約1 m 處，骨架吊下水后接著安裝。安裝需7 人，其中1 人在骨架上負(fù)責(zé)吊釣和浮桶拆除以及牽引繩索的扣、解，4 人分乘2 個(gè)自制浮桶竹排負(fù)責(zé)將骨架拉至消力池尾坎處，2 人在左岸拉動(dòng)骨架使之節(jié)節(jié)相連，骨架就位后剪開(kāi)并收回浮桶，再進(jìn)行下一分段骨架吊裝。全部分段骨架吊裝完畢，在頂部鋪放竹笆，相繼進(jìn)行竹膠板、雨布吊裝、拼裝、鋪裝。將竹膠板打穿2 個(gè)小孔眼穿上鐵絲綁扎在骨架鋼管上；將雨布頂部亦綁扎在鋼管上，并在雨布底部與消力池底、側(cè)邊與翼墻的結(jié)合邊緣部鋪放或疊砌少量土袋壓緊，使之無(wú)縫隙、不漏水，擋水效果明顯。

工程完工驗(yàn)收后，對(duì)圍堰進(jìn)行拆除，將隔水布和堰板由左向右邊拆邊收集起來(lái)，連同骨架用5 t 汽車吊全部吊上岸，再拆開(kāi)骨架鋼管，將所用材料一并回收入倉(cāng)。

4 結(jié)語(yǔ)

圖2 分段骨架示意圖

表1 分段骨架管件安裝尺寸表

板模圍堰不僅適用于缺乏土源或不適宜土方機(jī)械施工的工程圍堰，還可用于因降水困難或保水抗旱的水庫(kù)、塘壩的壩坡維修工程的壩前圍堰，并具有施工簡(jiǎn)易，裝、拆方便，功效快，成本低的特點(diǎn)，但對(duì)堰體支撐措施需根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)條件分析確定。板模圍堰主要存在筑堰基面上無(wú)亂石、無(wú)凹凸和擋水深不宜超過(guò)3 m 的條件限制，其解決措施有待在以后工程實(shí)踐中作進(jìn)一步探討。