水利工程圍堰施工技術(shù)分析

張昭 張春宇

摘 要：水工建筑通常都是需要在河流上面進(jìn)行施工的，這樣其基礎(chǔ)部分就處于水下，給施工帶來了較大的難度。在對水下部分進(jìn)行施工時，則需要利用圍堰進(jìn)行擋水，從水中將建筑物部分分出來，將圍堰里的水排凈再進(jìn)行施工，可以采取的圍堰型式較多，但由于鋼板村樁圍堰具有良好的密實(shí)性，而且易于將其打入到土層中，所以在目前的水工建筑物中應(yīng)用范圍較廣。文章對圍堰方式、基本型式及構(gòu)造進(jìn)行了分析，同時針對具體的工程施工概況對鋼板樁圍堰施工及施工中質(zhì)量控制進(jìn)行了具體地闡述。

關(guān)鍵詞：圍堰；水利；技術(shù)

在水利工程建設(shè)過程中，特別是在橋涵基礎(chǔ)施工時，當(dāng)橋梁墩及臺基礎(chǔ)入于地表水以下時，會利用到圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其不僅可以起到有效的防水作用，而且也可以對基坑的坑壁起到一定的支撐作用。通常情況下在施工結(jié)束后，圍堰則需要拆除。圍堰作為臨時性的擋水建筑物，其需要其結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定、防滲及具有較好的強(qiáng)度，構(gòu)造上要簡單，便于施工及維修。在對圍堰進(jìn)行布置上在選擇在水流平順的，避免產(chǎn)生局部沖刷，確保其接頭處于可靠，以防止?jié)B漏的發(fā)生。

1 圍堰方式

在水利工程施工中可以采用的圍堰方式較多，不僅有土方式和草石混合式，而且還鋼板樁式和混凝土式，同時根據(jù)其布置情況還可分為橫向和縱向兩種，根據(jù)基坑水位不同還可以分為過水圍堰和不過水圍堰。在實(shí)際施工中選擇何種圍堰方式則需要根據(jù)實(shí)際情況來確定。對于施工中存在較多廢棄土方的，則可以利用土方圍堰來進(jìn)行施工，但由于土方圍堰其密實(shí)性較差，容易發(fā)生滲水事故，所以在實(shí)踐水利工程施工中鋼板樁圍堰應(yīng)用的較多，其不僅可以在河流中進(jìn)行施工，而且在河床上也可以進(jìn)行施工。對于圍堰型式和標(biāo)高則需要具體考慮到沉井的情況，同時還需要對導(dǎo)流方式和沉井面高程及河水流速進(jìn)行仔細(xì)考慮。另外對于混凝土圍堰的選用則需要進(jìn)行充分地考慮，雖然其具有較好的阻水性，而且適用于深水，但其需要進(jìn)行大量的施工，而且與建筑物連接處也極易有裂縫產(chǎn)生，所以采用混凝土圍堰時其經(jīng)濟(jì)性較差。

2 圍堰的基本型式及構(gòu)造

2.1 不過水土石圍堰

在水利水電工程中由于可以充分地利用到當(dāng)?shù)氐牟牧希覍τ趶U棄的土石方也能進(jìn)行很好地應(yīng)用，所以不過水土石圍堰在水利水電工程中應(yīng)用較為廣泛，其不僅構(gòu)造簡單及施工方便，而且在動水、深水及巖基和河床上都可以進(jìn)行修建。但在具體進(jìn)行應(yīng)用時需要較大的工程量，而且還要對其堰向沉陷變形進(jìn)行更多地注意。

2.2 過水土石圍堰

對于過水土石圍堰，由于在過水時具有較大的沖擊力，所以需要在下游坡面及堰腳處采取必要的加固保護(hù)措施，目前在實(shí)施施工中多采用混凝土板來進(jìn)行護(hù)面，但也有采用大塊石、鋼筋石籠、加筋等護(hù)面來確保過水土石圍堰的穩(wěn)固性。

2.3 混凝土圍堰

目前一些水利水電工程中都采用過混凝土作為圍堰，由于其具有良好的抗沖與防滲性能，而且擋水水頭較高，易于與永久建筑物進(jìn)行連接，需要時還可以過水，所以雖然其造價較高，但由于其性能較好，所以在許多工程中都會采用混凝土圍堰作為圍堰結(jié)構(gòu)。

2.4 鋼板樁格型圍堰

鋼板樁格型圍堰按擋水高度不同，其平面型式有圓筒形格體、扇形格體及花瓣形格體等，應(yīng)用較多的是圓筒形格體。

2.5 草土圍堰

草土圍堰是一種草土混合結(jié)構(gòu)，多用捆草法修建。草土圍堰的斷面一般為矩形或邊坡很陡的梯形，坡比為1：0.2～1：0.3，是在施工中自然形成的邊坡。

3 工程概況

某水利橋涵工程施工總長420米，根據(jù)河流實(shí)際情況，圍堰施工分兩段進(jìn)行，第一段施工長度197米，縱向?qū)⒑恿鞯?/2用鋼板樁圍堰擋住，其余1/2河流部分繼續(xù)流水。第二段施工長度為223米，使用土圍堰和鋼板樁封閉，利用南側(cè)的支流導(dǎo)流。文章根據(jù)工程的實(shí)際施工情況，對具體的施工技術(shù)方法以及質(zhì)量進(jìn)行論述。

4 鋼板樁圍堰施工

本次鋼板樁打樁在水上進(jìn)行施工，聘請鋼板樁專業(yè)的施工隊伍操作。鋼板樁的施工順序由上游開始，至下游合攏。所使用的設(shè)備有：一艘打樁船，兩艘200噸級運(yùn)樁船，駁船和抓斗船各一艘，一艘吊船，一艘小型船用于部件安裝及水上交通，一幅60kW打樁錘及汽車吊一輛。鋼板樁在運(yùn)輸過程中要避免碰撞，裝卸時用吊車進(jìn)行。施工前，先制定詳細(xì)的施工方案，確定圍堰平面布置，場地道路走向及材料和機(jī)具的擺放位置，根據(jù)河水流量確定堰頂高度。插打時如果樁身發(fā)生傾斜現(xiàn)象，測量人員要用經(jīng)緯儀立即校正，樁垂直度誤差要小于1%。樁錘錘擊時采用重錘低擊法，根據(jù)樁的沉入度隨時調(diào)整錘擊力度，在插打時，第1根樁的垂直度一定不能超過允許誤差。要有專門人員時常對液壓泵進(jìn)行檢查以避免鋼板樁掉落。在樁合攏之前，技術(shù)人員要對鋼板樁位置、間距及標(biāo)高進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整處理，為了更好的合攏，合攏處的兩片樁標(biāo)高應(yīng)上下錯開，若在合攏時有上端松，下端密的現(xiàn)象，可用走四滑車牽引調(diào)整，隨后打入合攏樁，并將其打至設(shè)計標(biāo)高。打鋼板樁時要注意樁的切線方向要與導(dǎo)架垂直，合攏位置應(yīng)在全面考慮各種因素后，選擇離角樁最近的位置合攏，要控制好角樁的鎖扣與對應(yīng)的鋼板樁鎖扣平行，以使合攏處兩片樁處在一個面上。圍堰建好后，要做好圍堰的維護(hù)工作，要設(shè)置圍堰的警示范圍以避免碰撞，在圍堰迎水面設(shè)防護(hù)樁，上掛輪胎以防撞擊。在施工過程中，安排專業(yè)人員定時對圍堰的沉降情況進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)問題采取相應(yīng)措施馬上解決。

5 施工質(zhì)量控制

在進(jìn)行鋼板樁插打前，則需要在定位樁位置將圍籠進(jìn)行固定，在鎖口處抹防水料。在開始進(jìn)行插打時，首先將前面的樁進(jìn)行挨個進(jìn)行插打，而后面的樁為了的減少合籠時誤差的產(chǎn)生，則需要先進(jìn)行合籠后再進(jìn)行插打。為了有效地確保鋼板樁具有良好的垂直度，避免其發(fā)生偏斜，則需要在進(jìn)行測量時從兩個方面對其進(jìn)行有效地控制，使鋼板樁位置的偏差有效的控制在20厘米范圍內(nèi)。對于樁和導(dǎo)框之間的空隙則需要對其進(jìn)行塞緊，確保導(dǎo)框能夠均勻的受力。對于需要進(jìn)行圍堰內(nèi)排水時，則需要利用木塊和絲線將鎖口進(jìn)行有效的密封，避免其發(fā)生漏水事故，一旦有滲漏發(fā)生，則需要在外側(cè)漏縫處利用煤灰拌鋸末來嵌塞。利用瀝青來對鋼板樁底和混凝土接觸處進(jìn)行連接。在需要將鋼板樁拔出時，則需要確保圍堰內(nèi)的水位要高于河面的水位達(dá)到一米以上時，這樣在水壓下可以將鋼板樁與混凝土進(jìn)行脫離。另外為了避免圍堰受到?jīng)_刷，則需要利用堰腳拋石來進(jìn)行護(hù)底。

6 結(jié)束語

近年來，隨著水利工程建筑事業(yè)的快速發(fā)展，圍堰技術(shù)也得到有效地應(yīng)用，圍堰為水利工程在河流中進(jìn)行施工起到有效的攔水作用，確保水利工程施工有一個良好的作業(yè)場地。在圍堰的方式選擇時，由于鋼板樁圍堰具有較好的強(qiáng)度和防水性，而用易于施工，所以在當(dāng)前水利工程施工中，其已作為首選的圍堰方式，確保了施工的順利進(jìn)行。

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[3]劉云.鋼板樁圍堰的設(shè)計與施工[J].黑龍江交通科技，2007（7）.

作者簡介：張昭（1984，4-），男，助理工程師，大學(xué)專科。

張春宇（1980，10-），男，助理工程師，大學(xué)專科。