浅谈桩模围堰施工方法

2014-10-19李庆军

水利建设与管理 2014年8期

李庆军

(北京翔鲲水务建设有限公司，北京 100192)

1 桩模围堰概述

桩膜围堰是在长期的工程实践中设计发明出来的一种围堰形式。在京密引水渠技术改造工程施工中，为保证引水渠沿线在施工期间不停水，并且符合围堰使用后拆除彻底、对水质无污染的要求，设计并使用了单排桩“L”形桩膜围堰，并以其施工简便、符合要求、运行可靠的特点，在该工程一期技术改造施工中首次运用成功。在后继的城市水系治理、各种跨河穿河建筑物、入河口建筑设施及水库清淤施工中，对桩膜围堰技术进行了大量应用，并发展出了单排桩“U”形桩膜围堰和双排桩桩膜围堰等多种围堰形式，对其材料、施工方法不断进行总结和改进，形成了公司独有的围堰施工方法，取得了很好的经济效益和社会效益。目前，《一种桩膜围堰及其施工方法》已经中华人民共和国知识产权局批准，获得发明专利，专利号为ZL200810116765.6。

2 桩膜围堰的工艺原理

桩膜围堰的工作原理是以桩作为围堰的主要承重结构，以斜撑、拉杆加强其稳定性，由水平梁加强其整体性，传递水压力，用特制苇帘、木板、定型钢拍子或钢模板作为防水膜布的垫层，迎水面铺设防水膜布挡水。

2.1 单排桩桩膜围堰形式

当水深小于2.5m时，宜选用单排桩桩膜围堰。单排桩桩膜围堰按照铺膜形式分为“L”形桩膜围堰和“U”形桩膜围堰，“L”形桩膜围堰见下页图1。

图1 “L”形桩膜围堰

“U”形桩膜围堰的铺膜形式为“U”形。在“U”形桩膜围堰施工时，为保证围堰外侧施工方便，增加作业面积，可去掉斜撑，用钢索对拉相对桩头的方法，保证桩的稳定。见图2。

图2 “U”形桩膜围堰

2.2 双排桩桩膜围堰形式

当水深大于2.5m时，宜选用双排桩增加围堰稳定性，两排桩之间用系梁綁扎连接形成整体，即双排桩桩膜围堰。见图3。

图3 双排桩桩膜围堰

3 工艺流程、操作要点及注意事项

3.1 工艺流程

具体施工工艺流程见图4。

3.2 操作要点

3.2.1 平整河底

进场后先进行河底平整，清理尖锐块体。

3.2.2 测量定位

图4 工艺流程

用经纬仪测定桩位，在水中打入定位桩并拉线控制其桩位走向，立桩中心线偏差控制在±50mm之内。

3.2.3 浮船就位

浮船使用木材、油筒或泡沫板、聚苯板现场制作打桩时，浮船内桩口对准既定桩位，在浮船周边下锚杆进行自身定位。

3.2.4 打立桩

立桩材料可选用圆木或钢管。土质地层用圆木或钢管，砂砾石地层用钢管。

立桩间距及入土深度根据桩的受力情况，通过计算确定，桩间距一般控制在0.8～1.5m，入土深度一般控制在0.5～1.5m。

3.2.5 锁口梁绑扎

立桩打入一定数量后，随即进行锁口梁绑扎。

3.2.6 打斜撑

锁口梁绑扎完成后，进行斜撑打设加固。斜撑与立桩的夹角为45°～60°。斜撑材料可选用圆木或钢管，斜撑入土深度根据桩的受力情况，通过计算确定，斜撑入土深度一般控制在0.5m，斜撑加固。

3.2.7 水平梁安装

当在浅水作业时，水平梁可人工水中直接绑扎;当在深水作业时，水平梁采用吊环或吊钩敷设就位，待排水平压时，随着水位下降自上而下逐步加固每层水平梁。

水平梁的长度为6～8m，水平搭接长度大于50cm;间距根据水深及力学计算确定，自上而下步距逐渐减小，以满足水位越深、水压力越大的要求。施工时可自上而下分别采取50cm、40cm、30cm进行控制。

3.2.8 垫层安装

当水深小于2m时，用普通苇帘或秫秸杆做膜布垫层。水平梁安装好后，在迎水面挂上苇帘，在降水过程中，逐步将苇帘固定在水平梁上。

当水深大于2m时，采用钢模板、钢拍子做膜布垫层。钢拍子使用浮船人工安装，每块钢拍子对应两根立桩做支点，钢拍子与钢拍子之间企口搭接，如有错台，要在迎水面加铺弧形薄木板，防止损坏膜布。

3.2.9 横头堰施工

横头堰结构形式同纵堰。为了减少水流冲刷、保持堰体稳定，横堰与纵堰的水平夹角控制在100°～150°，施工时注意处理好与纵堰及岸坡的衔接，防止渗漏。

3.2.10 铺膜

在迎水面铺膜，根据挡水形式分“L”形和“U”形。在有流速的河道中，使用浮船逆水将膜布的一侧或双侧固定在顶端的锁口梁上，让膜布浮于水面;当一块膜布的纵向上口完全固定好以后，先将上游的膜布压到河底准确位置，利用水流势能压力瞬间将膜布铺好，简称“逆水铺膜”;一块膜布铺好后，及时进行压袋，在保证搭接长度要求的情况下重复上道工序铺设下一块膜布，膜布的搭接长度通常不小于3m。

膜布铺设的高度到锁口梁上，并与其绑扎牢固。若河底为土质地层时，“L”形铺膜膜布水平长度大于水深的3倍;若河底为砂砾石地层时，通过渗流计算，确定水底的铺膜长度。

3.2.11 压、吊砂袋

采用砂袋对膜布进行压底、封边，采用吊袋压设膜布的搭接立缝。

3.2.12 排水平压

围堰安装好后，背水面进行排水，“U”形桩膜围堰排水要尽量保持两侧水面同步均匀下降，保持压力平衡。在水面下降过程中，自上而下加固水平梁、膜布垫层。若出现异常，则停止排降水，稳定围堰内外水压后进行相关处理。

3.2.13 拆堰

拆堰时首先解掉位于围堰外侧下部一定高度的结点绑扎，提出吊、压砂袋，放水平压，随着围堰外侧结点的绑扎自下而上被拆除，堰外侧的水位也随之提高，直至堰内、外水位等高为止。而后顺水起膜，提出苇帘、水平梁，最后拨桩。

3.3 注意事项

桩膜围堰与其他结构物结合时，要处理好两者之间的对接，解决好稳定问题和膜布的铺设、搭接问题。流速较大时，在桩膜围堰出口设置长5～15m的消能段，防止冲刷河底。汛期时，在围堰进口以上30m处设置“鱼嘴”格栅，阻止泊来物侵入围堰，割破膜布。吊袋所用吊绳、砂袋扎口绳最好用麻绳，禁止使用铅丝等硬质材料，以免扎破膜布。