前支腿型鋼防滲膜圍堰施工工法

(北京翔鯤水務建設有限公司，北京 100192)

1 工程概況

大寧水庫位于北京市房山區(qū)大寧村，水庫主要任務是防洪，控制永定河官廳山峽的洪水，提高永定河北京市境內河道的防洪標準。南水北調工程總干渠由大寧水庫庫區(qū)穿過，總干渠大寧調壓池通過退水暗涵與大寧水庫相連。大寧水庫庫容、水位等工程條件具備調蓄南水北調來水，提高北京城市供水保證率的條件。大寧調蓄水庫總庫容4611萬m3，為中型水庫。設計洪水標準為100年一遇。目前在城市水系治理工程施工，各種跨河、涉河建筑物的施工及水庫、湖泊清淤施工中，鋼框架圍堰作為一種新型施工圍堰，具有占用河道少、施工方便、易于拆除、對水體的污染少、周轉次數(shù)多、投資少等優(yōu)點。

前支腿型鋼防滲膜圍堰及其施工方法，是采用槽鋼或工字鋼焊接成片狀型鋼框架，用架子管連接固定組裝成立體型鋼框架，在立體框架迎水面鋪設模板作為面板，在模板及河底鋪設防滲膜布，在前支腿位置安放沙袋，依靠圍堰結構、沙袋及水體重力、前支腿與河底摩擦力滿足圍堰自身平衡，以達到裝拆方便、對水體無污染、占用空間小的目的。型鋼框架在岸上加工，制作方便、工藝成熟，減少了水中作業(yè)的人工及時間，造價低且施工更加安全。

前支腿圍堰技術靠前支腿摩擦力平衡圍堰結構，迎水面與地面的夾角不小于75°，減小了堰體的尺寸，占用空間小，節(jié)省了圍堰用材料，有效降低了造價且增大了干槽施工的空間。

2 圍堰結構型式

前支腿圍堰利用鋼框架自重、河水自重及沙袋自重壓力增大鋼框架前支腿與河底的摩擦力，進而平衡河水對立體鋼框架產生的水平推力，使型鋼框架在荷載作用下達到穩(wěn)定；堰內排水時，隨著水位下降，防滲膜布在水壓力的作用下，與河底、模板密貼形成防滲層，從而起到截流作用。前支腿型鋼防滲膜圍堰型式見圖1。

圖1 前支腿型鋼防滲膜圍堰示意 (單位：cm)

3 圍堰制作過程

3.1 清理施工面

在進行圍堰施工前要清理河道施工面，不能留有雜質。

3.2 搭設鋼架

將焊接好的單片型鋼框架，利用浮船或吊車運至圍堰搭設現(xiàn)場水面處，人工或人工輔助吊車將其沉入水中就位，按設計間距平行排列，各單片框架用鋼管固定，將鋼管按一定間距用扣件組裝成鋼管拍子，運至連接成整體的鋼框架處，在迎水面鋪設鋼管拍子并用鉛絲等固定；前支腿上間距1.5～2m布置一根鋼管，用鉛絲固定，鉛絲頭向下彎于鋼管下方，防止劃傷防滲膜布。鋼架制作示意圖見圖2。

圖2 型鋼框架鋼管連接

3.3 鋪設模板

將模板運至水面上，在型鋼框架鋼管上鋪設固定模板，模板光面作為迎水面，模板用卡環(huán)連接，依次下滑至河底，達到設計高度后，用鉛絲固定。模板鋪設見圖3。

圖3 模板鋪設

3.4 鋪設防滲膜

在模板上鋪設防滲膜布，根據(jù)圍堰的尺寸定制防滲膜布，尺寸過大時可采用岸上熱黏拼接或水中壓茬搭接并壓沙袋。在岸上將防滲膜布卷好，利用浮船運至型鋼框架前，從下游開始鋪設，將防滲膜布卷的一側固定于型鋼框架的頂部，利用膜布自重及人工輔助將防滲膜布沿模板向河底攤鋪，隨鋪防滲膜布隨用沙袋壓牢；前支腿上方的鋼管位置放置沙袋，以增大前支腿與河底的摩擦力。

用潛水泵抽排堰內存水，隨著堰內水位降低，在堰外水壓力的作用下，防滲膜布與模板及河底逐漸貼緊，不再向堰內滲水，圍堰初步形成，此時需進一步用鋼管、鉛線、電焊等對圍堰進行整體加固，保證圍堰結構穩(wěn)定。防滲膜鋪設見圖4。

圖4 防滲膜鋪設示意

4 質量、安全、環(huán)保保證措施

4.1 質量措施

4.1.1 型鋼焊接

型鋼的焊接，焊縫應均勻、整齊、高低齊平且與母材圓滑過渡。焊縫寬度要求每道焊縫的深寬比為1∶1，焊縫高度一般是寬度的2倍，焊縫每邊覆蓋寬度為2～4mm，90°角焊接的焊縫應成45°。焊縫表面不得有裂紋、根部收縮、咬邊、未焊滿、表面氣孔、接頭不良、弧坑、焊溜、夾渣、燒穿和電弧擦傷等對動載有影響的質量缺陷。

4.1.2 型鋼框架搭設

型鋼框架搭設要保證地面平整，坐實，不得有空懸、搖晃現(xiàn)象發(fā)生。型鋼架搭設要保證整體高度一致，橫平豎直。型鋼架之間的連接要牢固，保證鋼架的整體性。

4.1.3 模板鋪設

模板鋪設時選擇表面平整、沒有變形、強度滿足要求的模板進行鋪設，鋪設模板過程中要避免外露鋒錨，模板之間的縫隙不可過大，模板間縫隙宜控制在2mm以內，模板鋪設完畢后要保證模板表面平整，無外露掛鉤，以免劃傷防滲膜布。模板鋪設完畢后人員不可隨意在模板上行走或在模板上擱置其他重物，防止模板變形。

4.2 安全措施

鋼架搭設前必須根據(jù)工程的特點按照相關規(guī)范和規(guī)定制定施工方案及搭設的安全技術措施。操作人員應持證上崗，操作時必須戴安全帽、穿防滑鞋。在大霧、降雨天氣和6級以上大風天氣時，不得在鋼架上進行高處作業(yè)，雨天后作業(yè)，必須采取安全防滑措施。在搭設型鋼架時要注意型鋼的搬運，不得亂扔及甩拋，避免傷害他人。在進行撬、拉、推等操作時，要注意采取正確姿勢，站穩(wěn)腳跟，手持在穩(wěn)固的結構或支撐物上，以免用力過猛失去平衡或把東西甩出。在鋼架上鋪模板時，應采取必要的支撐措施，以防人員踩空。

4.3 環(huán)保措施

施工時，要保證材料在指定的地方堆放整齊，不得亂扔亂放。廢棄的沙子、編織袋統(tǒng)一進行歸集然后在規(guī)定的地方進行處理，型鋼等建筑垃圾統(tǒng)一由有資質的垃圾站進行處理，不任意丟棄或自行處理。

施工時，要嚴格控制對水體的保護，嚴禁隨意往河道、河水里排放廢渣和廢水。

5 結 語

前支腿型鋼圍堰采用槽鋼或工字鋼焊接成片狀型鋼框架，用架子管連接固定組裝成立體型鋼框架，在立體框架迎水面鋪設模板作為面板，模板及河底鋪設防滲膜布，前支腿位置安放沙袋，依靠圍堰結構、沙袋及水體重力、前支腿與河底摩擦力滿足圍堰自身平衡，鋼材易于購買、便于加工制作，焊接成型牢固可靠、不易變形，可重復利用，節(jié)約了圍堰所用材料，節(jié)省了人工，降低了造價，減小了堰體寬度，增加了干槽施工空間。具有拆裝方便、占用河道少、施工方便、易于拆除、對水體的污染少、周轉次數(shù)多、投資少等特點。

前支腿型鋼防滲膜圍堰經(jīng)過不斷完善，在北京市南水北調配套工程大寧調蓄水庫工程中充分發(fā)揮了效果，施工時均嚴格按照關鍵工藝進行作業(yè)，保證了工程的進度要求和工程質量。