前支腿型钢防渗膜围堰及其施工方法与流程

本发明涉及防渗膜围堰结构，特别涉及一种的具有前支腿型钢防渗膜围堰及其施工方法。

背景技术：

围堰是导流工程中的临时性挡水建筑物，用来围护施工基坑，并将施工期间河道上游来水按设定的方式导向下游，并清除围堰内的积水以便在无水的围堰内进行工程施工。

围堰按使用材料，可分为土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、木笼围堰、竹笼围堰、钢板桩围堰，以及近年来新出现的桩膜围堰、重力式钢架围堰、型钢渡槽围堰等钢框架围堰。

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，它具有占用河道少、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。

如图1所示，为现有技术的一种桩膜围堰，主要包括支撑组件(立桩11、斜撑12、水平梁13、锁口梁14等)、防水膜布2和砂袋3压脚，防水膜布2铺设在支撑组件1的迎水面和水底，在防水膜布2上吊挂吊袋4和安放砂袋3，该种围堰的立桩11下端插入水底。

但是，此种桩膜围堰，立桩需进入水底一定深度(主要根据水深等因素确定)，以保持稳定。如此势必会破坏水底的防渗结构，造成水体渗漏，拨桩后需进行水下修补，难度大、费用高。若围堰下方同时进行顶管、浅埋暗挖等施工，渗水将造成极大的安全隐患。

如图2所示，为现有技术的另一种重力式钢架防渗膜围堰，由片状三角形钢架6、挡水钢模板7和防渗膜布2组成。片状三角形钢架6为脚手架钢管和扣件连接成的单片三角形钢架，平行排列的单片三角形钢架用横向钢管8固定连接，组成立体钢架，立体钢架迎水面与地面夹角≤26°为宜。在立体钢架迎水面满铺钢模板7 并固定，钢模板上铺防渗膜布2，防渗膜布2外延长度为2-3倍水深。

但是，此种围堰依靠结构自身和上部水体重力满足结构自身平衡，围堰的立体钢架迎水面与地面夹角一般不大于26°，主要是利用水体自重压力增大钢架与河底的摩擦力，进而平衡水体对钢架产生的水平推力，使钢架在荷载作用下达到稳定。因此，此种围堰断面宽，占用面积大，减小了可施工范围；且随水深增加，迎面增长，相同水深条件下钢材及防渗膜布用量增大，费用增加。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种前支腿型钢防渗膜围堰及其施工方法，其不破坏水底的衬砌及防渗结构，型钢框架在岸上加工，制作方便、工艺成熟，且减少了水中作业的人工及时间，造价低、施工安全更有保障；同时靠前支腿摩擦力平衡围堰结构，减小了堰体的尺寸，节省了围堰用材料，降低了造价，增加了干槽施工空间。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种前支腿型钢防渗膜围堰，包括由片状型钢架按预设间距平行排列，并用横向钢管固定连接而成的立体钢架，所述立体钢架的迎水面固定的铺设有挡水模板，所述挡水模板上铺设有防渗膜布，所述防渗膜布沿挡水模板一侧的水底面延伸，所述片状型钢架在迎水面一侧设有前支腿，所述前支腿上铺设有防渗膜布，所述防渗膜布上安放有若干砂袋。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰，所述前支腿的长度为水深的1.5-2倍。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰，所述立体钢架的迎水面与地面的水平夹角为75°。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰，所述防渗膜布沿挡水模板一侧的水底面按水深的2-3倍延伸。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰，所述挡水模板为钢板或竹角板。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰，所述片状型钢架由槽钢或工字钢焊接而成。

为实现上述目的，本发明还所采用的技术方案为：

一种前支腿型钢防渗膜围堰的施工方法，包括以下步骤：

a.将片状型钢架按预设间距平行排列沉入水中，在片状型钢架的迎水面铺设钢管拍子并用铅丝固定，从而形成立体钢架；

b.在片状型钢架的前支腿上每隔1.5m～2m布置一根钢管并用铅丝固定；

c.在立体钢架的迎水面上铺设挡水模板；

d.浮船将卷好的防渗膜布从下游开始将防渗膜布卷的一侧固定于立体钢架的顶部，利用防渗膜布自重及人工辅助将防渗膜布延挡水模板向河底摊铺，在随铺防渗膜布中随在前支腿上方的钢管位置放置砂袋压牢；

e.用潜水泵抽排堰内存水。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰的施工方法，在步骤a中的片状型钢架由槽钢或工字钢焊接而成，所述钢管拍子按一定间距用扣件组装。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰的施工方法，在步骤c中的挡水模板光面作为迎水面，所述挡水模板用卡环连接，依次下滑至河底，达到设计高度后，用铅丝固定。

所述的前支腿型钢防渗膜围堰的施工方法，在步骤d中铺设的防渗膜布可根据围堰的尺寸订制，尺寸过小时可采用岸上热粘拼接或过大时可在水中压茬搭接并压砂袋。

与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明的优点在于：

(1)桩膜围堰虽然节省空间，但立桩需插入水底，会对水底衬砌、防渗造成破坏。本发明首先解决对水底衬砌结构的破坏，不破坏水底衬砌结构及防水层，保证围堰下方穿河(渠)工程的安全施工。

(2)重力式钢架防渗膜围堰，虽然可以不破坏水底衬砌结构，但占用空间大，压缩了施工区域，且材料用量多，经济上费用更高。本发明迎水面与地面夹角不小于75°，减小了堰体宽度，提供更大的干槽施工区域，较重力式钢架防渗膜围堰节省围堰所用的材料、费用低，节省人工，降低了造价。

(3)型材易于购买、便于加工制作，焊接成型牢固可靠、不易变形，可重复利用。

附图说明

图1为现有技术的一种桩膜围堰结构示意图；

图2为现有技术的另一种重力式钢架防渗膜围堰结构示意图；

图3为本发明的前支腿型钢防渗膜围堰结构示意图；

图4为本发明的片状型钢架结构示意图。

附图标记说明：

[现有技术]：1-支撑组件；11-立桩；12-斜撑；13-水平梁；14-锁口梁；2-防水膜布；3-砂袋；4-吊袋；5-垫层；6-片状三角形钢架；7-挡水钢模板；8-钢管；

[本发明]：1-片状型钢架；11-前支腿；2-钢管；3-立体钢架；4-迎水面；5-挡水模板；6-防渗膜布；7-砂袋。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。

如图3所示，为本发明的一种前支腿型钢防渗膜围堰结构示意图，包括由片状型钢架1按预设间距平行排列，并用横向钢管2固定连接而成的立体钢架3，所述片状型钢架1由槽钢或工字钢焊接而成。

所述立体钢架3的迎水面4固定的铺设有挡水模板5，所述立体钢架3的迎水面4与地面的水平夹角为75°。

所述挡水模板5为钢板或竹角板，所述挡水模板5上铺设有防渗膜布6，所述防渗膜布6为比重≥1的柔性材料，所述防渗膜布6沿挡水模板5一侧的水底面延伸，所述防渗膜布6沿挡水模板5一侧的水底面按水深的2-3倍延伸。

如图4所示，所述片状型钢架1在迎水面4一侧设有前支腿11，所述前支腿11上铺设有防渗膜布6，所述防渗膜布6上安放有若干砂袋7，所述前支腿11的长度为水深的1.5-2倍，以保证足够的摩擦力维持围堰结构稳定。

利用立体钢架3的自重、河水自重及砂袋7自重压力增大立体钢架3前支腿11与河底的摩擦力，进而平衡河水对立体钢架3产生的水平推力，使型立体钢架3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6在水压力的作用下，与河底、挡水模板5密贴形成防渗层，从而防止起到截流作用。

本发明还设计一种前支腿型钢防渗膜围堰的施工方法，包括以下步骤：

a.根据水深及受力从而选用适合的槽钢或工字钢，根据设计尺寸，切割、焊接成片状型钢架1，将焊接好的片状型钢架1利用浮船或吊车运至围堰搭设现场的水面处，人工或人工辅助吊车将片状型钢架1按预设间距平行排列沉入水中就行，各片状型钢架1用钢管固定在水底，在片状型钢架1的迎水面4铺设钢管2拍子并用铅丝固定，从而形成立体钢架3，所述钢管拍子由钢管2按一定间距用扣件组装 组成；

b.在片状型钢架1的前支腿11上每隔1.5m～2m布置一根钢管2并用铅丝固定，铅丝的头向下弯于钢管下方，防止划伤防渗膜布6；

c.将挡水模板5运至水面上，在立体钢架3迎水面4上的钢管拍子上铺设挡水模板5，其中挡水模板5的光面作为迎水面4，所述挡水模板5用卡环连接，依次下滑至河底，达到设计高度后，用铅丝固定；

d.在挡水模板5上铺设防渗膜布6，根据围堰的尺寸订制防渗膜布6，尺寸过小时可采用岸上热粘拼接，尺寸过大时可在水中压茬搭接并压砂袋；浮船将卷好的防渗膜布6从下游开始将防渗膜布6卷的一侧固定于立体钢架3的顶部，利用防渗膜布6自重及人工辅助将防渗膜布6延挡水模板5向河底摊铺，在随铺防渗膜布6中随在前支腿11上方的钢管2位置放置砂袋7压牢。

e.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6与挡水模板5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、电焊等对围堰整体加固，保证围堰结构稳定。

因此，综上所述，本发明的优点在于：

(1)桩膜围堰虽然节省空间，但立桩需插入水底，会对水底衬砌、防渗造成破坏。本发明首先解决对水底衬砌结构的破坏，不破坏水底衬砌结构及防水层，保证围堰下方穿河(渠)工程的安全施工。

(2)重力式钢架防渗膜围堰，虽然可以不破坏水底衬砌结构，但占用空间大，压缩了施工区域，且材料用量多，经济上费用更高。本发明迎水面4与地面夹角不小于75°，减小了堰体宽度，提供更大的干槽施工区域，较重力式钢架防渗膜围堰节省围堰所用的材料、费用低，节省人工，降低了造价。

(3)型材易于购买、便于加工制作，焊接成型牢固可靠、不易变形，可重复利用。

以上的说明和实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。