板模围堰在水闸消能工程中的应用

姜士竹 冯 峰 谭秀志

（东海县水利建筑安装工程有限公司，江苏连云港 222300）

1 工程概况

临洪东站自排闸位于新沭河下游右堤的连云港市临洪东抽水站与大浦抽水站之间，2009年3月开工建设，2011年4月完工建成，并于当年10月投入运行。本闸设计排水量650 m3/s，共6 孔，每孔净宽10 m，其中，闸下游设消力池22 m，混凝土护坦10 m、浆砌石护底30 m 和抛石防冲槽10 m，消力池两侧的翼墙顶高程3.6 m，池底顶面高程-2.5 m，护坦和护底顶高程-2.0 m。2013年汛后发现下游浆砌石护底有冲坑，为保证工程安全运行，经江苏省水利厅批准对自排闸下游联接段实施消能防冲完善工程。本工程于2014年2月上旬经招投标由东海县水利建筑安装工程有限公司中标承建，主要施工内容：永久工程为消力池尾坎加高，延长混凝土护坦并设消能墩，增设防冲灌注排桩，排桩下游侧做抛石防冲槽等；临时工程为工程施工工段内的上、下游围堰填筑和拆除等。根据招投标文件和施工图设计要求，上游围堰布置在闸下消力池内，为土袋围堰，挡水位-0.5 m，设计堰顶高程0.0 m、顶宽1 m，坡比1∶1；下游围堰在新做抛石防冲槽的下游25 m 处，为均质土围堰，挡水位2.0 m，设计堰顶高程2.5 m，顶宽6 m，坡比1∶4。

施工过程中遇到的最大难点是消力池内的土袋围堰填、拆，因受闸下翼墙和水深限制，无法采取土方机械和人力进行施工，故由施工方提出、经监理方审核、建设方批准，用板模围堰替代土袋围堰，且成功完成了板模围堰的搭建、拆除，为后面永久工程的及时开工、超前完成提供了保障。

2 板模围堰设计

2.1 堰体结构设计及材料

板模围堰从结构上分为骨架、堰板、隔水层三部分（见图1）。骨架由若干分段骨架安装完成，骨架的迎水面用于托撑堰板，顶面铺放竹笆便于安装操作，背水面的三角撑抵靠在消力池尾坎根部，以保持堰体稳定，制作骨架的材料为施工单位库存的外径48 mm、壁厚3.0～3.5 mm 旧钢管和旧扣件；堰板为若干块竹胶板安装拼接组成，用于铺装隔水层，竹胶板从市场采购，单块竹胶板的尺寸为244 cm×122 cm×1.5 cm；隔水层为一块整幅雨布，长边=围堰长度（为75.54 m）+雨布和两端翼墙墙面结合长度（各2 m）+布幅弯曲系数（按围堰长度的0.5%考虑即3.8 m）=83.34 m（取84 m），短边=围堰高度（为2.5 m）+雨布和消力池底板结合面宽度（为1.5 m）=4 m，按其长、短边尺寸从厂家定做。

2.2 骨架制作尺寸

围堰长度75.54 m，为便于骨架制作、吊装、水下安装，先做12 个分段骨架，每个分段骨架按6 m 长制作，对完成水下安装之后余下的缺口，再制作另外一段骨架安装补齐。制作骨架采用的钢管均为直径48 mm、壁厚3.0～3.5 mm，每个分段骨架配制的钢管件数、尺寸等详见图2 和表1。

2.3 托撑堰板的横向钢管布置

围堰挡水深度2 m，根据施工经验，钢管骨架的自身和消力池尾坎的承压能力远大于2 m 水压推力，但骨架最前面用于托撑堰板的横向钢管布置必须合理。首先对堰板做抗压试验，测定承压堰板最大不弯管距，测试方法：取一块竹胶板，在板下铺放30 cm、40 cm、50 cm 等不同间距的钢管，随后在板上加压相当于2 m 水压推力的重物，测得受压竹胶板最大不弯管距为40 cm；再经水压力计算，布置3 根横管，从底至上的间距为第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。

图1 板模围堰构造示意图

3 板模围堰搭建与拆除

搭建顺序：骨架制作、吊装、安装→竹胶板吊装、拼装→隔水布吊装、铺装。

搭建方法：骨架在靠近消力池的右岸上制作，一个分段骨架配置3人，按照设计图表要求用钢管扣件拼扣完成。骨架吊装采用5 t 汽车吊，每个分段骨架重约1.06 t。为便于水下安装联接，吊装前在骨架高度0.8～1.5 m 之间均衡绑扎浮桶8 个（前3后5），浮桶直径52 cm、高91 cm，保持骨架离开水底30～50 cm。吊点在距骨架两端约1 m 处，骨架吊下水后接着安装。安装需7 人，其中1 人在骨架上负责吊钓和浮桶拆除以及牵引绳索的扣、解，4 人分乘2 个自制浮桶竹排负责将骨架拉至消力池尾坎处，2 人在左岸拉动骨架使之节节相连，骨架就位后剪开并收回浮桶，再进行下一分段骨架吊装。全部分段骨架吊装完毕，在顶部铺放竹笆，相继进行竹胶板、雨布吊装、拼装、铺装。将竹胶板打穿2 个小孔眼穿上铁丝绑扎在骨架钢管上；将雨布顶部亦绑扎在钢管上，并在雨布底部与消力池底、侧边与翼墙的结合边缘部铺放或叠砌少量土袋压紧，使之无缝隙、不漏水，挡水效果明显。

工程完工验收后，对围堰进行拆除，将隔水布和堰板由左向右边拆边收集起来，连同骨架用5 t 汽车吊全部吊上岸，再拆开骨架钢管，将所用材料一并回收入仓。

4 结语

图2 分段骨架示意图

表1 分段骨架管件安装尺寸表

板模围堰不仅适用于缺乏土源或不适宜土方机械施工的工程围堰，还可用于因降水困难或保水抗旱的水库、塘坝的坝坡维修工程的坝前围堰，并具有施工简易，装、拆方便，功效快，成本低的特点，但对堰体支撑措施需根据工程现场条件分析确定。板模围堰主要存在筑堰基面上无乱石、无凹凸和挡水深不宜超过3 m 的条件限制，其解决措施有待在以后工程实践中作进一步探讨。