论文部分内容阅读
摘要 桩膜围堰是以立桩及立桩背面斜撑为支撑保证稳定性，以铺板挡水，以防渗膜布防渗的新型围堰技术。具有施工简单，拆除方便，侵占过水断面小，可重复使用，环保等特点。本文通过描述桩膜围堰的主要结构、与传统草土围堰的比较论述了桩膜围堰的可行性及适用性，表明了桩膜围堰在北京生态河道治理中的经济社会效益及应用前景。
关键词 桩膜围堰；结构；特点；施工工艺；效益
中图分类号 TV85 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)081-0119-01
笔者近年来参与了北京地区的一些河道生态治理建设，如地铁亦庄线跨凉水河河道改造工程、天通苑地区防汛应急排水工程、八家南北线跨清河河道防护工程等一系列北京河道整治工程，本文将结合笔者在北京清河、凉水河的施工经验探析以下几个方面的内容：
桩膜围堰的主要结构；通过实际施工经验论述桩膜围堰与传统草土（土袋）围堰的优缺点；桩膜围堰的经济社会效益及应用前景。
1 桩膜围堰的结构和施工工艺
1.1 围堰结构
桩膜围堰主要由三部分组成，立桩，用于挡水的挡板，以及挡板上的防渗膜布。立桩的作用是承受由膜布传递来的静水压力，保证堰体稳定。立桩可选择不同直径不同型号的钢管桩、工字钢、槽钢、钢筋混凝土预制桩等。若河底基础较软，可采用双排钢桩。挡板顺水流而铺设，可选用多层板，木板、钢板等。在挡水板上铺设防渗膜，防渗膜布可选用双层彩条布，复核土工膜，PVC等材料。
1.2 桩膜围堰施工工艺
围堰砌筑的一般工艺为：打入立桩→固定侧壁铺板→固定防渗膜→铺设袋装卵石压脚→基坑排水；围堰拆除的一般工艺为：取出压布袋装卵石→防渗膜拆除→侧壁拆除→拆除立桩→清理河底。
2 桩膜围堰与传统草土围堰的比较与配合使用
2.1 两种围堰的特点比较
①传统草土围堰带水作业时，容易清理不净；而桩膜围堰在施工完成后清除方便快捷，且清理完全，不留土、泥等杂物，不污染河道。②传统草土围堰由于稳定性要求，底宽较宽，占用过水断面较大；而桩膜围堰占用河底断面较小，如图1所示单排桩膜围堰，仅占用河底宽度1.5米，远小于草土围堰。③传统草土围堰能适应河底及河流的复杂情况，可以大范围的带水作业，且围堰施工進度较快；而桩膜围堰主要适用于水深较浅，水流平缓的河道中，施工时间较长，适应性不如草土围堰。
2.2 桩膜围堰与草土围堰（土袋围堰）的配合使用
由于桩膜围堰在水中的施工较为困难，因此许多工程是和草土围堰配合使用的，即一期围堰采用草土围堰（土袋围堰），桩膜围堰作为二期围堰在先期的干槽中制作完成 。
如图1所示，天通苑地区防汛应急排水工程中是在清河进行的，本工程施工段河底宽67米，水深0.8米，施工导流分两期进行，一期进行河道右侧施工，左侧导流。由于工程先期工期较紧，一期采用的草土围堰，围堰高1.5米；二期采用桩膜围堰，围堰采用4mΦ150钢桩打入河底作为支撑骨架，插入地下1.5米，间距为1.2米。钢桩打入完成后，铺设1.2 cm厚优质多层板与钢管网片制成围堰侧壁，钢管采用6mΦ48的架子管，按照间距30 cm由人工用铅丝绑扎固定，完成后，在钢管上固定多层板，用铅丝连接，形成围堰面板。
围堰面板完成后，在迎水面一侧铺设双轴向PVC涂层高强防渗膜布。膜布铺设方向自下游向上游进行，顺水搭茬，搭接长度不小于6米。防渗布表面用袋装卵石将其压牢施工时码放整齐。施工完毕后，对桩膜围堰进行拆除。拆除施工工序为：取出压布袋装卵石→防渗膜布的拆除→拆除多层板及钢管网片→拆除钢构件、钢桩→清理河底。
如上面描述，在这个工程中，我们成功应用了草土围堰和桩膜围堰相结合的导流方法，顺利完成了施工任务，且按照本方案的围堰拆除工序，施工完毕后，河道内没有留下围堰痕迹，无污染，很好的满足了环保的要求。
3 桩膜围堰的社会和经济效益
3.1 经济效益
同草土围堰相比，桩膜围堰的一次性支付较大，以笔者在清河曾经使用过的单排桩膜围堰为例（结构形式如图1），与其等高的草土围堰，经测算，其造价约为使用全新材料的桩膜围堰的65%，但是，不可忽视的是，桩膜围堰是可以重复使用多次的，当第二次使用桩膜围堰时，其成本已经接近草土围堰，而从第三次使用桩膜围堰开始，其成本将大幅度低于同等高度的草土围堰。
综上所述，对于施工企业来说，采用桩膜围堰从长远角度来讲，是可以大幅度降低生产成本的，因此，具有较大的经济效益。
3.2 社会效益
采用桩膜围堰，施工过程中仍然可以保持清洁面貌，河水保持清洁，对河道、河水均没有污染。与草土围堰相比，桩膜围堰可以彻底拆除，且安装过程中不需要大量土，在运输和施工过程中不产生污染，其拆除过程可依照上章所示，拆除快捷且无遗留痕迹。可以说，与传统围堰相比，桩膜围堰的出现，可以有效改善水利施工结束后河道的环境条件。
3.3 桩膜围堰的前景和发展
随着城市建设的不断发展，城市化进程的逐渐加快，群众的环境保护意识越来越高。河道美观对市容市貌的影响也将越来越大，城市内的河湖文明已经成为城市文明的象征之一。而城市的发展也使得城市对水的依赖性将越来越强，对环境要求也越来越严格，因此，桩膜围堰这种干净整洁无污染的新型围堰，必然会在水深较浅的北京生态河道治理中得到越来越多的使用。
4 结束语
综上所述，本文通过论述桩膜围堰的主要结构，与传统草土（土袋）围堰的比较及联合应用，描述了桩膜围堰这种新型围堰技术。它适用于水流平缓，水深较浅的河流湖泊治理中，具有施工简单，拆除方便，侵占过水断面小，可重复使用，环保等特点，这种干净整洁无污染的新型围堰，必然会在北京生态河道治理中得到越来越多的使用。
参考文献
[1]徐有前.土工膜心墙草袋土围堰的设计和施工[J].安徽水利水电,1996,2.
[2]肖焕雄.施工导截流与围堰工程研究[J].中国电力出版社,2002.
[3]袁光裕.水利工程施工[J].水利电力出版社,1985.
[4]段启山.桩膜围堰在河道改造过程中的应用[J].北京水利,2000,01.
[5]刘亮.复杂地质条件下承台围堰钢板桩的计算[J].广东建筑,2007,02.
[6]徐又建,李希宁,孟祥文.水利工程土工合成材料应用技术[J].黄河水利出版社,2000.
[7]罗志华.钢板桩围堰在东莞水道特大桥施工中的应用[J].国防交通工程与技术,2004,2.
关键词 桩膜围堰；结构；特点；施工工艺；效益
中图分类号 TV85 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)081-0119-01
笔者近年来参与了北京地区的一些河道生态治理建设，如地铁亦庄线跨凉水河河道改造工程、天通苑地区防汛应急排水工程、八家南北线跨清河河道防护工程等一系列北京河道整治工程，本文将结合笔者在北京清河、凉水河的施工经验探析以下几个方面的内容：
桩膜围堰的主要结构；通过实际施工经验论述桩膜围堰与传统草土（土袋）围堰的优缺点；桩膜围堰的经济社会效益及应用前景。
1 桩膜围堰的结构和施工工艺
1.1 围堰结构
桩膜围堰主要由三部分组成，立桩，用于挡水的挡板，以及挡板上的防渗膜布。立桩的作用是承受由膜布传递来的静水压力，保证堰体稳定。立桩可选择不同直径不同型号的钢管桩、工字钢、槽钢、钢筋混凝土预制桩等。若河底基础较软，可采用双排钢桩。挡板顺水流而铺设，可选用多层板，木板、钢板等。在挡水板上铺设防渗膜，防渗膜布可选用双层彩条布，复核土工膜，PVC等材料。
1.2 桩膜围堰施工工艺
围堰砌筑的一般工艺为：打入立桩→固定侧壁铺板→固定防渗膜→铺设袋装卵石压脚→基坑排水；围堰拆除的一般工艺为：取出压布袋装卵石→防渗膜拆除→侧壁拆除→拆除立桩→清理河底。
2 桩膜围堰与传统草土围堰的比较与配合使用
2.1 两种围堰的特点比较
①传统草土围堰带水作业时，容易清理不净；而桩膜围堰在施工完成后清除方便快捷，且清理完全，不留土、泥等杂物，不污染河道。②传统草土围堰由于稳定性要求，底宽较宽，占用过水断面较大；而桩膜围堰占用河底断面较小，如图1所示单排桩膜围堰，仅占用河底宽度1.5米，远小于草土围堰。③传统草土围堰能适应河底及河流的复杂情况，可以大范围的带水作业，且围堰施工進度较快；而桩膜围堰主要适用于水深较浅，水流平缓的河道中，施工时间较长，适应性不如草土围堰。
2.2 桩膜围堰与草土围堰（土袋围堰）的配合使用
由于桩膜围堰在水中的施工较为困难，因此许多工程是和草土围堰配合使用的，即一期围堰采用草土围堰（土袋围堰），桩膜围堰作为二期围堰在先期的干槽中制作完成 。
如图1所示，天通苑地区防汛应急排水工程中是在清河进行的，本工程施工段河底宽67米，水深0.8米，施工导流分两期进行，一期进行河道右侧施工，左侧导流。由于工程先期工期较紧，一期采用的草土围堰，围堰高1.5米；二期采用桩膜围堰，围堰采用4mΦ150钢桩打入河底作为支撑骨架，插入地下1.5米，间距为1.2米。钢桩打入完成后，铺设1.2 cm厚优质多层板与钢管网片制成围堰侧壁，钢管采用6mΦ48的架子管，按照间距30 cm由人工用铅丝绑扎固定，完成后，在钢管上固定多层板，用铅丝连接，形成围堰面板。
围堰面板完成后，在迎水面一侧铺设双轴向PVC涂层高强防渗膜布。膜布铺设方向自下游向上游进行，顺水搭茬，搭接长度不小于6米。防渗布表面用袋装卵石将其压牢施工时码放整齐。施工完毕后，对桩膜围堰进行拆除。拆除施工工序为：取出压布袋装卵石→防渗膜布的拆除→拆除多层板及钢管网片→拆除钢构件、钢桩→清理河底。
如上面描述，在这个工程中，我们成功应用了草土围堰和桩膜围堰相结合的导流方法，顺利完成了施工任务，且按照本方案的围堰拆除工序，施工完毕后，河道内没有留下围堰痕迹，无污染，很好的满足了环保的要求。
3 桩膜围堰的社会和经济效益
3.1 经济效益
同草土围堰相比，桩膜围堰的一次性支付较大，以笔者在清河曾经使用过的单排桩膜围堰为例（结构形式如图1），与其等高的草土围堰，经测算，其造价约为使用全新材料的桩膜围堰的65%，但是，不可忽视的是，桩膜围堰是可以重复使用多次的，当第二次使用桩膜围堰时，其成本已经接近草土围堰，而从第三次使用桩膜围堰开始，其成本将大幅度低于同等高度的草土围堰。
综上所述，对于施工企业来说，采用桩膜围堰从长远角度来讲，是可以大幅度降低生产成本的，因此，具有较大的经济效益。
3.2 社会效益
采用桩膜围堰，施工过程中仍然可以保持清洁面貌，河水保持清洁，对河道、河水均没有污染。与草土围堰相比，桩膜围堰可以彻底拆除，且安装过程中不需要大量土，在运输和施工过程中不产生污染，其拆除过程可依照上章所示，拆除快捷且无遗留痕迹。可以说，与传统围堰相比，桩膜围堰的出现，可以有效改善水利施工结束后河道的环境条件。
3.3 桩膜围堰的前景和发展
随着城市建设的不断发展，城市化进程的逐渐加快，群众的环境保护意识越来越高。河道美观对市容市貌的影响也将越来越大，城市内的河湖文明已经成为城市文明的象征之一。而城市的发展也使得城市对水的依赖性将越来越强，对环境要求也越来越严格，因此，桩膜围堰这种干净整洁无污染的新型围堰，必然会在水深较浅的北京生态河道治理中得到越来越多的使用。
4 结束语
综上所述，本文通过论述桩膜围堰的主要结构，与传统草土（土袋）围堰的比较及联合应用，描述了桩膜围堰这种新型围堰技术。它适用于水流平缓，水深较浅的河流湖泊治理中，具有施工简单，拆除方便，侵占过水断面小，可重复使用，环保等特点，这种干净整洁无污染的新型围堰，必然会在北京生态河道治理中得到越来越多的使用。
参考文献
[1]徐有前.土工膜心墙草袋土围堰的设计和施工[J].安徽水利水电,1996,2.
[2]肖焕雄.施工导截流与围堰工程研究[J].中国电力出版社,2002.
[3]袁光裕.水利工程施工[J].水利电力出版社,1985.
[4]段启山.桩膜围堰在河道改造过程中的应用[J].北京水利,2000,01.
[5]刘亮.复杂地质条件下承台围堰钢板桩的计算[J].广东建筑,2007,02.
[6]徐又建,李希宁,孟祥文.水利工程土工合成材料应用技术[J].黄河水利出版社,2000.
[7]罗志华.钢板桩围堰在东莞水道特大桥施工中的应用[J].国防交通工程与技术,2004,2.