前支腿型钢防渗膜围堰施工工法

(北京翔鲲水务建设有限公司，北京 100192)

1 工程概况

大宁水库位于北京市房山区大宁村，水库主要任务是防洪，控制永定河官厅山峡的洪水，提高永定河北京市境内河道的防洪标准。南水北调工程总干渠由大宁水库库区穿过，总干渠大宁调压池通过退水暗涵与大宁水库相连。大宁水库库容、水位等工程条件具备调蓄南水北调来水，提高北京城市供水保证率的条件。大宁调蓄水库总库容4611万m3，为中型水库。设计洪水标准为100年一遇。目前在城市水系治理工程施工，各种跨河、涉河建筑物的施工及水库、湖泊清淤施工中，钢框架围堰作为一种新型施工围堰，具有占用河道少、施工方便、易于拆除、对水体的污染少、周转次数多、投资少等优点。

前支腿型钢防渗膜围堰及其施工方法，是采用槽钢或工字钢焊接成片状型钢框架，用架子管连接固定组装成立体型钢框架，在立体框架迎水面铺设模板作为面板，在模板及河底铺设防渗膜布，在前支腿位置安放沙袋，依靠围堰结构、沙袋及水体重力、前支腿与河底摩擦力满足围堰自身平衡，以达到装拆方便、对水体无污染、占用空间小的目的。型钢框架在岸上加工，制作方便、工艺成熟，减少了水中作业的人工及时间，造价低且施工更加安全。

前支腿围堰技术靠前支腿摩擦力平衡围堰结构，迎水面与地面的夹角不小于75°，减小了堰体的尺寸，占用空间小，节省了围堰用材料，有效降低了造价且增大了干槽施工的空间。

2 围堰结构型式

前支腿围堰利用钢框架自重、河水自重及沙袋自重压力增大钢框架前支腿与河底的摩擦力，进而平衡河水对立体钢框架产生的水平推力，使型钢框架在荷载作用下达到稳定；堰内排水时，随着水位下降，防渗膜布在水压力的作用下，与河底、模板密贴形成防渗层，从而起到截流作用。前支腿型钢防渗膜围堰型式见图1。

图1 前支腿型钢防渗膜围堰示意 (单位：cm)

3 围堰制作过程

3.1 清理施工面

在进行围堰施工前要清理河道施工面，不能留有杂质。

3.2 搭设钢架

将焊接好的单片型钢框架，利用浮船或吊车运至围堰搭设现场水面处，人工或人工辅助吊车将其沉入水中就位，按设计间距平行排列，各单片框架用钢管固定，将钢管按一定间距用扣件组装成钢管拍子，运至连接成整体的钢框架处，在迎水面铺设钢管拍子并用铅丝等固定；前支腿上间距1.5～2m布置一根钢管，用铅丝固定，铅丝头向下弯于钢管下方，防止划伤防渗膜布。钢架制作示意图见图2。

图2 型钢框架钢管连接

3.3 铺设模板

将模板运至水面上，在型钢框架钢管上铺设固定模板，模板光面作为迎水面，模板用卡环连接，依次下滑至河底，达到设计高度后，用铅丝固定。模板铺设见图3。

图3 模板铺设

3.4 铺设防渗膜

在模板上铺设防渗膜布，根据围堰的尺寸定制防渗膜布，尺寸过大时可采用岸上热黏拼接或水中压茬搭接并压沙袋。在岸上将防渗膜布卷好，利用浮船运至型钢框架前，从下游开始铺设，将防渗膜布卷的一侧固定于型钢框架的顶部，利用膜布自重及人工辅助将防渗膜布沿模板向河底摊铺，随铺防渗膜布随用沙袋压牢；前支腿上方的钢管位置放置沙袋，以增大前支腿与河底的摩擦力。

用潜水泵抽排堰内存水，随着堰内水位降低，在堰外水压力的作用下，防渗膜布与模板及河底逐渐贴紧，不再向堰内渗水，围堰初步形成，此时需进一步用钢管、铅线、电焊等对围堰进行整体加固，保证围堰结构稳定。防渗膜铺设见图4。

图4 防渗膜铺设示意

4 质量、安全、环保保证措施

4.1 质量措施

4.1.1 型钢焊接

型钢的焊接，焊缝应均匀、整齐、高低齐平且与母材圆滑过渡。焊缝宽度要求每道焊缝的深宽比为1∶1，焊缝高度一般是宽度的2倍，焊缝每边覆盖宽度为2～4mm，90°角焊接的焊缝应成45°。焊缝表面不得有裂纹、根部收缩、咬边、未焊满、表面气孔、接头不良、弧坑、焊溜、夹渣、烧穿和电弧擦伤等对动载有影响的质量缺陷。

4.1.2 型钢框架搭设

型钢框架搭设要保证地面平整，坐实，不得有空悬、摇晃现象发生。型钢架搭设要保证整体高度一致，横平竖直。型钢架之间的连接要牢固，保证钢架的整体性。

4.1.3 模板铺设

模板铺设时选择表面平整、没有变形、强度满足要求的模板进行铺设，铺设模板过程中要避免外露锋锚，模板之间的缝隙不可过大，模板间缝隙宜控制在2mm以内，模板铺设完毕后要保证模板表面平整，无外露挂钩，以免划伤防渗膜布。模板铺设完毕后人员不可随意在模板上行走或在模板上搁置其他重物，防止模板变形。

4.2 安全措施

钢架搭设前必须根据工程的特点按照相关规范和规定制定施工方案及搭设的安全技术措施。操作人员应持证上岗，操作时必须戴安全帽、穿防滑鞋。在大雾、降雨天气和6级以上大风天气时，不得在钢架上进行高处作业，雨天后作业，必须采取安全防滑措施。在搭设型钢架时要注意型钢的搬运，不得乱扔及甩抛，避免伤害他人。在进行撬、拉、推等操作时，要注意采取正确姿势，站稳脚跟，手持在稳固的结构或支撑物上，以免用力过猛失去平衡或把东西甩出。在钢架上铺模板时，应采取必要的支撑措施，以防人员踩空。

4.3 环保措施

施工时，要保证材料在指定的地方堆放整齐，不得乱扔乱放。废弃的沙子、编织袋统一进行归集然后在规定的地方进行处理，型钢等建筑垃圾统一由有资质的垃圾站进行处理，不任意丢弃或自行处理。

施工时，要严格控制对水体的保护，严禁随意往河道、河水里排放废渣和废水。

5 结 语

前支腿型钢围堰采用槽钢或工字钢焊接成片状型钢框架，用架子管连接固定组装成立体型钢框架，在立体框架迎水面铺设模板作为面板，模板及河底铺设防渗膜布，前支腿位置安放沙袋，依靠围堰结构、沙袋及水体重力、前支腿与河底摩擦力满足围堰自身平衡，钢材易于购买、便于加工制作，焊接成型牢固可靠、不易变形，可重复利用，节约了围堰所用材料，节省了人工，降低了造价，减小了堰体宽度，增加了干槽施工空间。具有拆装方便、占用河道少、施工方便、易于拆除、对水体的污染少、周转次数多、投资少等特点。

前支腿型钢防渗膜围堰经过不断完善，在北京市南水北调配套工程大宁调蓄水库工程中充分发挥了效果，施工时均严格按照关键工艺进行作业，保证了工程的进度要求和工程质量。