水閘工程中鋼板樁圍堰施工技術的應用

陳良尋

（福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000）

水閘工程承擔著防洪、排澇、灌溉和發電等任務，根據地質報告，確定工程基礎等級為1級，臨時性建筑等級為4級。由于地基為軟土，為了確保項目質量，保障水閘工程的穩定性和安全性，采用鋼板樁圍堰施工技術對下部結構進行施工。

1 鋼板樁圍堰設計方案

水閘工程計劃在一個非汛期完成所有主體結構的施工。在施工期，擬采取雙排鋼板樁圍堰和粘土均質圍堰相結合的方式對基坑進行圍護。鋼板樁圍堰由兩部分組成，一部分是垂直于水流方向的橫向鋼板樁圍堰，另一部分是順水流向的縱向鋼板樁圍堰[1]。其橫向圍堰全長83 m，寬6.5 m，鋼板樁長15.0 m，入土平均深度8.0 m，施工期平均擋水深6.0 m，最高7.5 m；縱向圍堰全長309 m，寬6 m，鋼板樁長13.5 m，入土平均深度7 m，施工期平均擋水深5.5 m，最高7.5 m。為了確保不間斷通航，施工期間利用鋼板樁圍堰與河右堤之間寬14.0 m～25.0 m河道進行導流導航，其中右堤岸邊上采用7.5 mWRU13-575拉森鋼板樁支護。

2 鋼板樁圍堰施工

施工前，做好相應的設備進場工作，對設備所占用的平臺進行整理，并做好相應的鋼板樁聯接試驗工作。具體施工過程如下：

（1）進場。做好相應的施工準備工作后，打樁機應從右岸開始，將鋼板樁打入水中，對于鋼板樁露出水面的高度應該確保一致。在打好的鋼板樁上面鋪設鋼板，形成打樁機的作業平臺。打樁機行駛到作業平臺上，繼續往前進行打樁施工。類似的，此段打樁完成后，再鋪設鋼板，打樁機接著駛入到新的作業平臺作業。以此類推，打樁機從右岸往左岸進行推進。在打樁機往前進的過程中，待樁基穩定后，拆除后方的作業平臺，并拔出鋼板樁，將拔出的鋼板樁轉移到打樁機前方繼續打樁，重復利用。

（2）施工。在打樁機達到預定位置后，首先打8 m長雙排設計鋼板樁，再在雙排鋼板樁中間打入若干鋼板樁，打入的鋼板樁與左、右雙排鋼板樁間距均為2 m，在3處鋼板樁上鋪5塊厚20 mm、寬2 m、長8 m的鋼板形成長10 m、寬8 m的作業平臺，用來支撐打樁機作業（打樁機機身長5 m，作業平臺多余長度為前后中轉作業用）。打樁機先進行一側的打樁，然后再進行另一側的打樁，待完成8 m的圍堰后再采用上述方法將平臺進行前移，并且在圍堰向前推進的過程中，每隔4 m進行一次位置的校正，確保圍堰的實際位置與設計的位置相一致。

（3）鋼板樁加固。隨著鋼板樁施工往前推進，應該對已經完成的鋼板樁進行加固。在雙排鋼板樁外側高程34.59 m處，各固定一排30#U型槽鋼用作圍檁，以保證鋼板樁單側整體剛性；再在雙排鋼板樁之間用Φ30圓鋼對拉聯接，圓鋼平均間隔1.2 m，以保證雙排鋼板樁的相對穩定。當河底高程低于28.5 m時，采用15 m鋼板樁，同時將雙排鋼板樁圍堰的寬度由6 m增加為6.5 m；雙排鋼板樁之間的對拉圓鋼間距加密至50 cm，作業平臺起支撐作用的鋼板樁，間距加密至1 m。

（4）防滲土工膜鋪設。鋼板樁施工的過程中，還需考慮圍堰的防滲性能。在圍堰基坑的內側，布設一層防滲土工膜，可有效起到防滲作用。將土工膜固定在鋼板樁上，下部采用石頭等墜入河底。

（5）樁間填土。鋼板樁間填筑粘土，填筑采用挖掘機配合8 t自卸汽車運輸進行施工。填筑土方不得含有塊石雜物等，填土高度應保持均勻上升。土料來源先采用導流航道開挖土方，導流航道土方填筑完畢后，再利用取土區土方回填。填筑方法為分層填筑，水面以上分層碾壓。第一次填筑高程至34.59 m后，需填筑土沉降穩定后，再進行第二次土方填筑，第二次填筑高程至35.59 m，待第二次填筑土沉降穩定后再次補填至設計高程35.59 m。

（6）鋼板樁圍堰安全防護。在鋼板樁圍堰施工后，應該在圍堰的臨水側設置浮筒、防撞護欄等安全防護設施，因為要確保不間斷通航，在圍堰兩端（導流航道進出口）設置通航標志燈，在通航期間，應有專人對其進行看守，確保船只不會碰到圍堰，并且在施工完后的圍堰上，每隔6 m設置一個沉降觀測點，通過觀測資料了解鋼板樁圍堰的變形情況。

（7）鋼板樁圍堰安全運行。抽排基坑內的明水，確保閘室具備施工條件。同時，安排專業的人員監測鋼板樁圍堰的安全情況，若發現問題及時上報。項目監測數據表明，鋼板樁變形一直處于可控狀態。

（8）鋼板樁圍堰拆除。鋼板樁圍堰拆除要按照以下順序進行施工：①拆除鉆孔灌注樁；②拆除雙排鋼板樁的鎖口、圍檁；③拆除雙排鋼板樁；④挖除樁間回填土。

1）鉆孔灌注樁拆除。灌注樁拆除時先拆除承臺及連系梁，承臺混凝土采用液壓破碎錘破碎，人工割除鋼筋。混凝土碎碴用液壓反鏟挖掘機裝車，自卸汽車運輸至棄土區[2]。承臺拆除后，開始鉆孔灌注樁拆除，拆除順序為從東往西。拆除時，首先用液壓反鏟挖掘機將灌注樁撞間填土進行挖除，開挖邊坡1∶0.5。鉆孔灌注樁拆除每次拆除一米，每次拆除后，防止因拆除開挖深度的增加引起鋼板樁圍堰變形，及時進行支護。支護采用30號工字鋼，隨著拆除深度增加，支護密度隨之增大。此外，基坑內安設一臺潛水電泵，及時排除滲水，保證干地作業。

2）雙排鋼板樁拆除。鋼板樁圍堰拆除采用EX450H震動打拔樁錘，首先拆除鎖口，然后拆除鋼板樁。鋼板樁拆除時，先拆除下閘首外側垂直水流方向的鋼板樁，后拆除閘室段順水流方向的鋼板樁。拆除的鋼板樁采用TL50D裝載機運輸至臨時堆放場地，人工清理、保養后運輸至指定地點存放。首先，對鋼板樁的頭部進行振動1 min～2 min，從而使得鋼板樁周圍的土變的松動，減小樁的摩擦阻力，再往上慢慢的拔樁[3]。若在拔樁的過程中，發現上拔比較困難，應該立刻停止，對其頭部再次振動1 min～2 min，再往下打入1 m左右的深度后再慢慢往上拔，如此反復，直到樁被拔出來。若在上拔的過程中，遇到樁已經變形而無法拔出，先將變形樁切一個口子，將變形小的單根樁拔出，然后再拔其他樁[4]。對于變形特別嚴重而無法拔出的樁，只能在變形部位處將樁切斷再拔出。

3）雙排鋼板樁間回填土拆除。采用1.0 m3液壓反鏟式挖掘機配合8 t自卸汽車拆除雙排鋼板樁圍堰樁間填土。拆除時，由鋼板樁變形部位開始分別向兩側采取倒退法進行作業。水下剩余土方利用1.0 m3抓斗式挖泥船進行施工，棄土堆放至指定地點。

3 鋼板樁圍堰施工技術分析

1）在水閘工程施工的過程中，采用不斷航施工。利用鋼板樁圍堰橫斷面較小的特點，一側進行主體工程的施工，另一側確保正常的通航。

2）鋼板樁圍堰施工技術可有效地解決不斷航施工的要求，減少了征地，節約項目投資的同時縮短了建設工期。

3）雙排鋼板樁圍堰的順利實施，為河閘主體土建工程竣工目標的順利完成奠定基礎。

4 結論

水閘工程計劃在一個非汛期完成所有主體結構的施工，設計采用鋼板樁圍堰施工技術。鋼板樁圍堰施工過程包括進場、施工、鋼板樁加固、防滲土工膜鋪設、樁間填土和鋼板樁圍堰安全防護等環節，且在施工采用不斷航施工，可有效地解決不斷航施工的要求，減少了征地，節約項目投資和縮短了建設工期。水閘工程中鋼板樁圍堰施工技術的應用為河閘主體土建工程順利完成奠定基礎。