气盾坝在多泥沙河道生态景观工程施工中的应用分析.pdf

施工技术SHIGONGJISHU沈荣建:气盾坝在多泥沙河道生态景观工程施工中的应用分析 工程与建设 年第 卷第期收稿日期:;修改日期:作者简介:沈荣建(),男,江苏盐城人,硕士,高级工程师、一级建造师气盾坝在多泥沙河道生态景观工程施工中的应用分析沈荣建(安徽水利开发有限公司,安徽 蚌埠 )摘要:传统的河道生态景观工程,多采用橡胶坝作为可调式挡水建筑物.但在多泥沙且季节性水量变化较大的河道中,橡胶坝坝前易产生淤积,维修、清淤工作难度较大,且坝袋易受冲击导致穿孔和撕裂,影响坝体的正常运行,且维修费用较高.采用模块化气盾坝技术,其安装和维修较为简单;其全方位支撑系统具备强抗冲击能力;还可在橡胶坝或混凝土溢流坝等老基础、堰顶上直接改造.本文系统阐述了气盾坝在多泥沙河道生态景观工程中的施工应用,并通过对比得出气盾坝较常规橡胶坝具有良好的社会效益和经济效益,可为后续同类工程设计选型及现场施工控制提供参考.关键词:气盾坝;多泥沙河道;生态景观;施工技术中图分类号:T V 文献标志码:A文章编号:()引言随着国家对河流开发的重视,在确保防洪保安功能的前提下,结合城市生活品质的提高,营造水域景观便成了水文化设计的主题.同时具备防汛、抗旱、灌溉、简单通航及景观观赏功能已成为河道中各类挡水建筑物的开发应用方向.传统的河道生态景观工程多采用橡胶坝作为可调式挡水建筑物.市区河道橡胶坝的建成蓄水并形成水面景观,确实可以起到开发利用水资源、改善城市环境的作用.然而对于北方的多泥沙河流来说,橡胶坝也存在其特性缺点:坝前淤积.我国北方地区河流多为多泥沙河流,属“降水暴雨洪水泥沙”型季节性河流,为了利用洪水,要拦洪蓄水调节,就会出现蓄水同时又拦沙的矛盾.上游来沙量较大,库区泥沙淤积十分严重,导致库区水位抬升,进而影响防洪安全.北方河流汛期水量大,防洪压力大.橡胶坝在洪水到来之时能否及时塌坝泄洪直接影响防洪安全,橡胶坝依靠泵站对坝袋进行充排水完成升高与塌落,升降速度较慢,张纪智研究得出橡胶坝坍坝时间一般在h以上,充坝时间则为h;北方河流泥沙含量高,橡胶坝日常检查维修工作量大,橡胶坝是橡胶薄壁结构材料,坝袋直接挡水且缺少必要的防护,经常受上游水中尖锐物质冲击,导致坝袋穿孔和撕裂,影响坝体的正常运行.频繁充泄水时坝袋橡胶也存在老化问题,进而造成景观功能的快速衰退.为解决橡胶坝施工存在的问题,气盾坝技术随之应运而生.气盾坝又名生态气囊支撑坝,主要由挡水盾板及背后气囊构成,采用充排气系统预埋控制技术对气囊进行充气,支撑起挡水盾板,实现蓄水运行,经研究,一般坍坝时间可控制在 m i n以内,充坝时间 m i n以内;通过对充气压力的调节,调整挡水盾板的支撑角度,控制所需的挡水高度,水位控制精准;盾板采用全方位支撑系统遮挡的技术,抗冲击能力强,在使用过程中不受激流、泥沙、滚石、大型漂浮物、冰凌伤害和强紫外线照射,使用寿命长.气盾坝为模块化拼装设计,施工方便,安装和维修较为简单.可根据河道特点,安装不同规格的盾板和气囊.还可在橡胶坝或混凝土溢流坝等老基础、堰顶上直接改造,能大幅度降低改造工程造价.本文依托我国西北地区实际工程项目,对该气盾坝技术施工过程控制要点进行探讨.工程简述本文依托笔者所负责西北地区某景观气盾坝工程项目进行研究,该项 目位 于 陕西 省 西 咸 新 区 沣 西 新 城.该 坝 坝 长 m,坝高m,共跨,如图所示.图依托工程平面示意图施工过程控制 施工工艺流程生态气盾坝施工工艺流程图如图所示.过程控制 施工准备完成现场三通一平,做好机械及材料的准备.熟悉图纸,引测现场控制坐标,确定施工顺序及工艺流程.基础施工()坝底板的垫层分为排水褥垫层、级配碎石垫层、混凝沈荣建:气盾坝在多泥沙河道生态景观工程施工中的应用分析施工技术SHIGONGJISHU 工程与建设 年第 卷第期 图生态气盾坝施工工艺流程图土垫层.()坝基布置分管井,分管井结构为钢筋混凝土结构,井壁安装止水套管,井体浇筑抗冻抗渗混凝土.充排气及电气管道套管预先埋设在碎石垫层和混凝土垫层之间.气盾坝工程基础施工图如图所示.图气盾坝工程基础施工图 钢筋、预埋件施工混凝土垫层施工完成并验收通过,根据设计要求进行钢筋制作、绑扎钢筋,同时加固焊接钢筋支架,加固完成后,利用全站仪、水准仪分别定位螺栓的位置和水平高程,利用钢丝进行螺栓预埋安装的控制,保证螺栓安装的直线偏差在mm之内.安装完螺栓、压板后,再进行面层钢筋施工.充排气、电气管道预埋安装充排气、电气管路,P P R管路用热熔器连接,热熔接头接好后的内径不能少于原管内径的.安装时保证管路内干净整洁无杂物,暂时不能密封的端头,用胶带包裹密封,防止进入杂物.在总管路的入口处,要按照图纸要求排布,并在每条管路上做好标记,按“,n”顺序分别标记好,以便于与控制房的管路对接.上下多层排布时,要分好上下层,并做好标记.气盾坝工程管道预埋示意图如图所示.图气盾坝工程管道预埋示意图 模板安装模板为整体大模板,支撑采用支撑板或钢管两种形式,模板固定采用对拉螺杆固定.混凝土浇筑混凝土浇筑应由低向高水平分层铺料,每层厚度在 c m以内,振捣上层混凝土时伸入下层混凝土c m左右,在振捣第一层混凝土时,振捣棒距老混凝土层c m.浇筑和振捣时应注意避开套管,防止损伤套管内的充排气管道或电气管道.气囊安装气囊进场后,先进行完整性检测,然后确认气囊摆放位置,无误后标出螺栓孔位置,依次对气囊打孔;在打孔完成后,气囊就位前,将气嘴与充排气高压软管连接,然后对准螺栓就位,将气囊与边墙之间、气囊与气囊之间的空隙用橡胶带垫平,如有微小空隙可用玻璃胶填满,防止漏水.待气囊调平后,安装气囊压板,按先中间后两侧,用风炮逐一将螺母先旋紧一遍,然后用套筒扳手依次对每个螺母旋紧.所有螺母在旋紧一遍后停放 小时,再旋紧一遍,如此重复遍后,完 成 对螺 母的 旋 紧.气 盾坝 气囊 安 装图 如图所示.图气盾坝气囊安装图 盾板安装盾板进场后,首先对盾板进行现场组装,再进行整体安装.()确定盾板与边墙之间距离.从盾板向外量出比盾板与边墙距离长mm的长度,将基础软连接裁断,安装后使基础软连接能紧密地贴合在边墙上.()基础软连接.先将靠近盾板连接、边墙止水带处的小压板、基础锚固压板拆下,再将盾板软连接、边墙止水带的连接施工技术SHIGONGJISHU沈荣建:气盾坝在多泥沙河道生态景观工程施工中的应用分析 工程与建设 年第 卷第期胶片安装在基础软连接下面,并将其压紧,所有的缝隙用玻璃胶填充.()盾板压板安装.按先中间后两侧顺序,用风炮逐一将螺母先旋紧一遍,然后用套筒扳手依次对每个螺母旋紧.所有螺母在旋紧一遍后停放 小时,再旋紧一遍,如此重复遍后,完成对螺母的旋紧.气盾坝工程盾板安装图如图所示.图气盾坝工程盾板安装图 限位皮带安装调节支撑坝坝高,升起高度以能顺利安装限位带为准,按设计长度以限位带为中心向两边量出相等长度,并做好标记,然后在标记处放置止脱管,将限位带沿止脱管绕过,将两层限位带放在两支限位螺栓中,用限位带上压板压住,止脱管要靠紧限位带上压板.气盾坝工程限位皮带安装效果图如图所示.图气盾坝工程限位皮带安装效果图 分段坝高调试将坝内气体压力充至 k P a,用水准仪测量每块盾板上正对限位带位置的坝高,对不符合设计要求的坝高,做好标记,测量一遍后,排气将坝塌落到一定高度,然后通过调整限位带的固定位置来调整坝高;调整一遍后,重新充气升坝,用水准仪测量坝高,对不符合设计要求的,调整限位带.如此反复,直至每块盾板的坝高达到设计要求为止.气盾坝工程分段坝高调试如图所示.图气盾坝工程分段坝高调试 整体调试验收分段坝高调试完成后,通过充排气管道将整个坝体升至坝高的高度,在坝体均匀升起、压力值稳定的情况下,排气将坝完全塌坝,以保证坝体均匀塌落无异常为验收标准.效益分析气盾坝可在橡胶坝和混凝土溢流坝等基础、堰顶上直接改造,可大幅度降低改造工程造价.在洪水期可自动控制上游水位,使其保持低水位,并借助洪水带走上游沉积的泥沙,每年可减少清淤费用约 万元.可同时具备防汛、抗旱、灌溉、简单通航、景观观赏功能.气盾坝与橡胶坝比较见表.表气盾坝与橡胶坝比较项目橡胶坝气盾坝使用寿命 约 年约 年安装维修 整体维修,坝 袋 外 露 无 遮挡,易老化,易受冲击模块化安 装,钢板 遮 挡,可 单组维修塌坝清淤 效果差效果较好观感低水位坝 体 外 露,外 观 效果差挑流 效 果 佳,可 形 成 瀑 布 景观;可安装景观灯,提升形象此外,在城市景观类气盾坝上还可以安装景观灯,能产生更好的夜景;加之其挑流效果佳,过水均匀,跌水落差大,可形成壮美的瀑布景观,会进一步提升工程形象.结束语城市河道生态治理的核心是平衡生态性,选择合理的生态治理形式是重中之重.气盾坝可以模块化安装,升降速度快,便于现场施工及运行调度,且结合钢板保护坝袋,耐冲击,不易老化,采用挑流避免低水位裸露坝袋,可作为针对我国北方地区多泥沙季节性河流城市河道生态治理的优选方案.本文结合实际工程项目,系统阐述了气盾坝的优点及在多泥沙河道生态景观工程中的施工技术及应用,可为后续工程设计选型及施工应用提供参考.参考文献王力坚多泥沙河流治理与水景观设计思路探讨J地下水,():刘婧 S B S改性沥青防水卷材的性能与应用J合成材料老化与应用,():李林洁 S B S改性沥青防水卷材在建筑工程中的应用J四川水泥,():,张学弟北方多泥沙河流城市段水环境治理技术分析J西北水电,(S):柯步敏,沈彬 C P S反应黏结型湿铺防水卷材施工常见问题探讨J科技与企业,():陈莉,彭振黄河流域西北多泥沙城市河道生态治理形式研究及应用J陕西水利,():徐君冉 C P S反应黏结型湿铺防水卷材在地下工程中的施工工艺与技术应用J隧道与轨道交通,(S):