专利名称：重力式钢架防渗膜围堰及其施工方法
技术领域：
本发明属于水利工程施工用临时挡水的围堰，特别涉及一种为保持水下结构干槽施工而截流的重力式钢架防渗膜结构的围堰及其施工方法。
长期以来，人们在水利工程河湖整治、修筑跨河(湖)水上或水下人工构筑物时，需要在河道、湖泊上截流、排水，传统方法是采用堆填土石以筑围堰，截断水流，在围堰背水面排水干槽施工。今天，在城市河湖改造工程中，施工现场附近难有土源作为围堰材料，取土路途遥远；土体围堰体积庞大，占用河湖大量面积，土体围堰材料污染河水，拆除费工费时，都成为施工中的困难。
本发明的目的是，设计制作一种重力式钢架防渗膜围堰及其施工方法，即采用片状三角形钢架和扣件组装成立体钢架，在立体钢架迎水面铺设钢模板面板，摊铺防渗膜，依靠围堰结构和上部水体重力满足结构自身平衡形成挡水围堰，以达到结构轻便，能快速装拆，对水体无污染，占地面积小的目的。
本发明的技术方案是如下实现的，一种重力式钢架防渗膜围堰，由片状三角形钢架、挡水钢模板和防渗膜组成，片状三角形钢架为脚手架钢管和直角扣件、回转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之间有横向钢管固定连接，构成立体钢架；在立体钢架迎水坡面上满铺钢模板并固定，钢模板面上摊铺防渗膜，防渗膜延伸铺至立体钢架前方上游水底面。
立体钢架的竖向立杆可以下伸长出支腿桩；立体钢架迎水坡面与地面夹角≤26°为宜；防渗膜延伸铺至立体钢架前方上游水底面长度为水深2-3倍为宜；防渗膜背水面可以先铺一道彩条布；防渗膜为材质柔性、比重≥1的材料；钢架可用球形螺纹连接工具式空间网架；
钢模板可为钢板或刚性垫板。
本发明的工作原理是立体钢架做成迎水面为斜坡形的人字形状，利用河水自重压力增大钢架与河底的摩擦力，进而平衡河水对立体钢架产生的水平推力，使轻型钢架在荷载作用下达到稳定；背水面排水时，随着水位下降，迎水面防渗膜在河水压力作用下，与河底、钢模板接触紧密，形成防渗层，从而阻止渗流，起到截流作用。
本发明的重力式钢架防渗膜围堰的施工方法1、在地面拼装片状三角形钢架，根据钢架设计尺寸，利用脚手架钢管、直角扣件、回转扣件，在地面预先组装成单片三角形钢架，运至现场；2、在水上组装立体钢架，将预先组装好的单片三角形钢架，利用浮筏运至围堰搭设现场水面处，人工将其沉入水中就位，平行排列，采用横向钢管将各片钢架露出水面部分联结固定，水面以下部分，待下游降水时，随水位下降随时固定；3、在立体钢架上游迎水面铺设钢模板并固定，利用浮筏将钢模板运至水面上，钢模板光面朝外，在立体钢架迎水坡面上铺设，用卡环依次联结，将联结后的钢模板顺着立体钢架迎水坡面下滑至水下河底，铺满后，用铅丝将钢模板与钢架拴牢固定；4、在钢模板上摊铺防渗膜，防渗膜采用热粘工艺拼接，搭接宽度10厘米，防渗膜背水面先铺一道彩条布，防止防渗膜滑落；将拼接好的防渗膜在空地上按照在水中的实际位置顺流向对折，打卷运到围堰搭设现场；利用浮筏运载防渗膜，将打卷的防渗膜从一岸沿围堰轴线摊铺到对岸，将防渗膜顶部一侧边固定于立体钢架上，将防渗膜对折的另一侧边向上游拉伸展开，向对折的两层防渗膜中间充水，防渗膜另一侧边依靠充水的推力慢慢沉入河底，并与钢模板及水底接触，在防渗膜周边用砂袋压实；5、抽排下游存水，随着水位下降，防渗膜与河底、钢模板逐渐贴紧，渗流截止，围堰初步形成，随着下游水位下降，采用横向钢管将各片钢架联结固定，即对钢架进行整体加固，确保围堰稳定。
本发明的优点是，围堰材料来源广泛，可以重复使用；对水体不产生污染；拆装方便快捷，施工容易掌握；造价较低。适用于河(湖)底有不透水层，如衬砌河底或粘土层河底；河(湖)水深度3.0米以内，流速2.0米/秒，水位相对稳定的河、湖中建造围堰。
以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。
图1是本发明的重力式钢架防渗膜围堰的构造示意2是立体钢架伸长出支腿桩的重力式钢架防渗膜围堰的构造示意3是本发明的重力式钢架防渗膜围堰的施工方法流程图由图1可见，在衬砌河床上建造的重力式钢架防渗膜围堰，由片状三角形钢架、钢模板和防渗膜组成，片状三角形钢架为脚手架钢管、直角扣件、回转扣件连接成的单片三角形钢架1，平行排列的单片三角形钢架之间固定联结横向钢管，构成立体钢架；在立体钢架迎水坡面上满铺钢模板2并固定，钢模板面上摊铺PVC防渗膜3，防渗膜延伸铺至立体钢架前方上游水底面，在防渗膜周边用砂袋4压实。图中，5为河床衬砌。
由图2可见，在天然粘土层河床上建造的重力式钢架防渗膜围堰，单片三角形钢架1的竖向立杆可以伸长出支腿桩6，插入粘土层，平行排列固定联结构成立体钢架；在立体钢架迎水坡面上满铺钢模板2并固定，钢模板面上摊铺PVC防渗膜3，防渗膜延伸铺至立体钢架前方上游水底面，在防渗膜周边用砂袋4压实。图中，7为天然河床粘土层，8为承重水泥方砖。
由图3可见，本发明的重力式钢架防渗膜围堰的施工工序3-1将预先组装好的单片三角形钢架，沉入水中就位，平行排列，联结固定成立体钢架；3-2在立体钢架上铺设钢模板并固定，可采用P3015钢模板；3-3在钢模板上摊铺防渗膜，将防渗膜顶部一侧边固定于立体钢架上，将防渗膜对折的另一侧边向上游拉伸展开，向对折的两层防渗膜中间充水；3-4防渗膜另一侧边依靠充水的推力慢慢沉入河底，并与水底面及钢模板接触；3-5在防渗膜周边用砂袋压实；抽排下游存水，整体加固围堰。
权利要求
1.一种重力式钢架防渗膜围堰，由片状三角形钢架、挡水钢模板和防渗膜组成，其特征是，片状三角形钢架为脚手架钢管和直角扣件、回转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之间固定联结横向钢管，构成立体钢架；在立体钢架迎水坡面上满铺钢模板并固定，钢模板面上摊铺防渗膜，防渗膜延伸铺至立体钢架前方上游水底面。
2.如权利要求1所述的重力式钢架防渗膜围堰，其特征是，立体钢架的竖向立杆伸长出支腿桩。
3.如权利要求1所述的重力式钢架防渗膜围堰，其特征是，立体钢架迎水坡面与地面夹角≤26°。
4.如权利要求1所述的重力式钢架防渗膜围堰，其特征是，防渗膜延伸铺至立体钢架前方上游水底面长度为水深2-3倍。
5.如权利要求1所述的重力式钢架防渗膜围堰，其特征是，防渗膜背水面铺一道彩条布。
6.如权利要求1所述的重力式钢架防渗膜围堰，其特征是，防渗膜为材质柔性、比重≥1的材料；
7.如权利要求1所述的重力式钢架防渗膜围堰，其特征是，钢架可用球形螺纹连接工具式空间网架；
8.如权利要求1所述的重力式钢架防渗膜围堰，其特征是，钢模板可为钢板或刚性垫板。
9.一种重力式钢架防渗膜围堰的施工方法，其施工工序为在地面拼装片状三角形钢架；在水上组装立体钢架；在立体钢架上铺设钢模板并固定；在钢模板上摊铺防渗膜；抽排下游存水，整体加固围堰。
全文摘要
一种重力式钢架防渗膜围堰,其特征是,片状三角形钢架为脚手架钢管和扣件连接构成,平行排列在水中,用横向钢管固定连接成立体钢架;在立体钢架迎水坡面上满铺钢模板和防渗膜,防渗膜延伸铺至立体钢架前方上游水底面。优点是,围堰材料来源广泛,可以重复使用;对污染水体;拆装方便快捷,施工容易掌握;造价较低。适用于河湖底有不透水层,如衬砌河湖底或粘土层河湖底;水深小于3米,流速2米/秒,水位稳定的河湖中建造围堰。
文档编号E02B7/20GK1272572SQ0010564
公开日2000年11月8日 申请日期2000年4月14日 优先权日2000年4月14日
发明者霍治安, 孙燕勇, 靳满常, 贾宝森, 张长富, 吉成德 申请人:北京市水利工程基础处理总队