水利灌區(qū)改造工程鋼板樁圍堰導流施工要點探討

何根

【摘要】本文結(jié)合筆者既往鋼板樁圍堰導流施工實踐經(jīng)驗，圍繞水利灌區(qū)改造項目鋼板樁圍堰導流施工前期準備及施工技術要點展開細致探討，以期能夠?qū)V大水利施工同仁在開展鋼板樁圍堰導流施工時有所幫助。

【關鍵詞】水利灌區(qū)改造工程;鋼板樁圍堰導流;施工要點

1、施工前期準備

（1）提前準備好施工所需鋼板樁等材料，鋼板樁裝載、運輸以及卸載等過程中應避免晃動撞擊，防止鋼材扭曲或受損。運至現(xiàn)場后使用起吊機進行卸載，注意輕吊輕放，防止鋼板樁受到撞擊而出現(xiàn)變形、損壞等質(zhì)量問題，堆放時應將每層墊平，并按要求布設支點。（2）對施工用鋼板樁材料的樁身垂直度和外觀質(zhì)量等進行檢查，要求樁垂直度不大于1%、樁身彎曲度不大于1.5%L，且鋼材表面不得存有裂縫、撞痕等損傷痕跡，然后對鋼板樁全數(shù)鎖口予以檢查，對于檢查不合格的應視程度進行整修，例如，對于扭曲、死彎等質(zhì)量缺陷可通過冷彎以及熱敲的方式予以處理，并采用焊補、切除等方式進行修整，對于缺陷情況較為嚴重的不能投入工程使用。（3）鋼板樁插打施工前，應在鎖口部位均勻涂抹由黃油、干膨潤土和干鋸末混合物組成的混合油（混合比例為5：5：3），以提升鋼板樁整體的防滲性與潤滑性，以使插拔操作順利完成。（4）施工時使用的主要器材有汽車吊、水上定制浮船、液壓打樁拔樁機、振動錘、鋼板樁、蝸殼式混流泵、潛水泵以及柴油發(fā)電機。

2、施工技術要點

2.1施工流程

施工步驟如下（圖1）：⑴水上安裝浮船;⑵打設鋼板樁并試樁;⑶前期定位測量、放線;⑷依次插打鋼板樁至閉合;⑸一期圍堰支撐體系安裝;⑹一期圍堰抽水、堵漏;⑺灌區(qū)渠道修理清整施工;⑻一期基礎溝灌水;⑼一期兩側(cè)橫向鋼板樁拆除并循環(huán)利用;⑽安裝二期圍堰支撐及止水;⑾二期圍堰抽水、堵漏;⑿二期灌區(qū)渠道修理清整施工;⒀二期基礎溝灌水;⒁二期橫向兩側(cè)鋼板樁拆除并轉(zhuǎn)入下一期鋼板樁插打施工;⒂依次進入循環(huán)。

圖1 施工流程

2.2 鋼板樁插打

2.2.1試樁

水利灌區(qū)改造工程正式動工前，必須先打試樁，再進行施工作業(yè)。在渠道中按鋼板樁的軸線放線點打?qū)驑叮g距為0.04km，導向樁使用拉線互相連接。插打時，應采用600cm與900cm的鋼板樁混合插打，第一次鋼板樁使用600cm的直接打至強風化的巖層。插打過程中須遵循如下原則：①若打插深度超過設計深度50cm以上時，應將600cm鋼板樁拔出，使用900cm鋼板樁進行替換;②若打插深度超過設計深度但超出深度在50cm以內(nèi)時，不用替換鋼板樁，仍采用600cm鋼板樁繼續(xù)插打;③當打插深度低于設計深度且打插深度超過120cm時，仍繼續(xù)采用600cm鋼板樁繼續(xù)插打，但須另做鋼支撐，并用鋼絲繩做拉線，拉線腳距鋼板樁500cm;④當打插深度不足120cm且圍堰軸線長不足10m時，應使用雙排0.8cm厚度的鋼板閘門替代鋼板樁，并用鋼絲繩做拉線，拉線腳距閘門300cm;⑤當插入深度過淺，無法立穩(wěn)時且軸線長超過10m時，應另行設計。

2.2.2 打樁

使用打樁機將鋼板樁吊起打樁，作業(yè)人員在小船上輔助將鋼板樁插打至上根鋼板樁鎖口，打樁施工中應保持鋼板樁垂直，且垂直方向偏離角度不得超過5‰，打樁過程如若發(fā)生偏斜應側(cè)拉撥正，若傾斜角度太大不能拉回垂直角度時應撤出重新插打。打樁過程中可能遇到的問題及應對舉措：①插鋼板樁時若遇到較硬的障礙物無法突破時，可使用弧形樁或轉(zhuǎn)角樁避開;②在淤泥土質(zhì)進行作業(yè)時，如若碰到較硬的障礙物而導致鋼板樁角度出現(xiàn)偏斜時，可將偏斜鋼板樁上拔并向下錘進，按照此種方式反復拔錘幾次后能夠?qū)⒆璧K物搗碎或擠壓至插打軌道外，使鋼板樁能順利插入而不發(fā)生偏斜;③鋼板樁如若偏離軸線位置較大角度時，可使用異形鋼板樁進行糾偏，異形柱主要為上大下小或?qū)挾扰c標準不同的板樁，也可以依照鋼板樁的偏離度進行現(xiàn)場制作，從而利用異形樁縱面寬度特點改變底部承載力，插入時更輕松。

2.3 支撐體系連接

按照由上向下的方式進行支撐體系的安裝連接作業(yè)，從渠溝中抽水時，若抽水量達到預計的深度，應視情況使用型號為2130工字鋼橫撐與2.6cm的鋼絲繩拉桿構(gòu)成支撐體系，鋼絲繩與橫撐相互連接，并依照預先設計尺寸將拉桿與錨固樁安裝連為整體，增強圍堰面對高水壓的抵御力。

2.4 抽水與堵漏

（1）待鋼板樁插打至合攏后，使用2臺蝸殼式混流泵完成基礎溝的抽水作業(yè)。抽水時要控制水流大小和抽水速率，不能過大，防止出現(xiàn)漏水或其他問題時沒有充足的時間進行補救，抽水作業(yè)過程中要同步做好檢查和堵漏工作。抽水時派遣工作人員潛入水中對內(nèi)側(cè)鋼板接縫處貼0.2m尺寸寬的防滲漏堵水條，如有因水壓過大不堪受力導致銜接處產(chǎn)生形變的，選擇堵水棉楔入鎖口內(nèi)側(cè)形變凹陷處做好補漏工作。（2）施工中對于鋼材因氧化反應或吊裝鋼材時穿孔而產(chǎn)生的漏洞，應在靠近水面一側(cè)均勻涂抹防滲專用混合物，再使用防滲漏專用棉條對其表面進行覆蓋。（3）如果鋼板樁底部發(fā)生滲漏，應使用沙袋在靠近水面一側(cè)的鋼板樁腳處進行鋪設，在背水一側(cè)距離鋼板樁腳底50cm的位置使用挖機開挖深40cm，寬60cm的溝槽進行排水，并在圍堰上游、下游的坡腳線位置各挖設寬150cm、深100cm的集水坑，坑內(nèi)儲存的水使用潛水泵抽出到基礎溝外部。（4）一期基坑進行堵漏防滲工作時，要針對漏水情況較重的鋼板樁位置或坡腳位置做好記錄，在一期基礎溝放水工作進行之前做好二期底部沙袋填裝防漏和滲漏孔防滲專用棉條止水工作，從而使二期抽水工作時水下止漏員的工作量得到減少。

2.5 形變量監(jiān)測

在進行鋼板樁的圍堰擋水工作時，須在鋼板樁外圍的水平位移方向設置觀測點，以記錄鋼板樁的形變情況，觀測點之間間隔為20m，并按要求每隔一段時間對鋼板樁的頂部位置作一次觀測，記錄其位移情況。抽水時，（下轉(zhuǎn)200頁）（上接198頁）水位每下降100cm觀測記錄一次，施工作業(yè)期間應按照24～27h/次的周期實施觀測。若連續(xù)觀測期間內(nèi)鋼板樁頂部的位移量不超過10cm，則認為圍堰狀態(tài)穩(wěn)定，觀測記錄的間隔可調(diào)整至7d/次;若連續(xù)觀測期間內(nèi)鋼板樁頂部的位移距離大于100mm時，則說明鋼板樁處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應停止基坑內(nèi)部施工，分析造成不穩(wěn)定的原因，及時通知相關單位采取針對性的措施，使其恢復穩(wěn)定后方可重新動工。

2.6 鋼板樁拆除

（1）拔出拆除鋼板樁之前，應先自下而上依次將圍堰內(nèi)部支撐進行拆除。拆除時，應在外圍進行注水以抵消圍堰內(nèi)部水壓，使里外受到因水壓造成的擠壓力平衡，從而降低拆除難度。（2）選擇下游位置的一塊拔出難度較低的鋼板樁，采用柴油錘輕微敲擊將鎖口振活產(chǎn)生松動后進行拔高，拔出100cm到150cm的高度即可，然后再將兩側(cè)相鄰的鋼板樁拔高100cm到150cm，依此類推使鋼板樁松動，然后從下游向上游按照兩側(cè)依次拔除的方式將所有鋼板樁全部拔出。（3）敲擊松動鋼板樁時，不要用力過猛，防止發(fā)生大幅扭曲或擺動而使鋼板樁受到損壞。且對樁尖發(fā)生打卷或鎖口位置發(fā)生形變等難以拔出的鋼板樁，應采用較大功率的拔樁設備予以拔除，或使用起重機與振動錘相結(jié)合的方式共同拔除，可在鋼板樁上設置吊架，振動錘振拔的同時起重機向上進行引拔，如兩者結(jié)合仍不能將其拔出時，可采取水下切割等其他方式強制拆除。

需要注意的是，采用振拔機實施拔樁作業(yè)時，應隨時對吊機尾部的情況進行觀察，防止尾部重量不均衡而發(fā)生傾覆;鋼板樁拔除時應按順序依次拔除，易拔的樁先拔，難拔的樁后拔，起拔時可采用振動錘振松后再起拔;拔樁過程中，若拔樁機采用最大功率振拔30min后仍無法拔出的，應停止振拔并改用其他方式拔除;鋼板樁拔出后應及時將表面淤泥、砂土等雜質(zhì)清理干凈并涂油脂以循環(huán)利用，對于鋼板樁變形較為嚴重的應予以調(diào)直，然后將完整的鋼板樁外運并堆置于平整的場地上重復利用。

結(jié)語：

同傳統(tǒng)土石圍堰相比，鋼板樁圍堰具備施作效率更高、安全性更強、成本投入更低等諸多顯著優(yōu)勢，其占用河道空間更小、節(jié)約工期高達60%，因此，對于水流較急、淤泥質(zhì)土等土石圍堰不適用的水利灌區(qū)改造工程極具推廣運用價值。

參考文獻：

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