鋼板樁圍堰技術在水利工程施工中的應用初探

李永遠 （安徽水利開發有限公司，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

水利工程主要由圍堰組成，并且圍堰的水流速和流量都相對較大，因此為了能夠最大程度確保圍堰抗洪的穩定性和抗沖擊性，應用高水平修筑技術非常重要。應用鋼板樁圍堰技術施工可確保圍堰防水性和封閉性，通過創設臨時封閉空間可為整體施工打造無水條件，且具有占地小、施工速度快等優點，故當下水利工程施工中廣泛使用鋼板樁圍堰技術。

1 工程概況

本工程在實際施工期間采取圍堰技術，技術應用目標為在枯水期可以實現擋水作業，在汛期可以實現過流。2015年為第二個施工年，由于工程前期征遷及2014年汛期延長二期圍堰施工滯后等因素共同影響，目前施工進度相對合同進度計劃滯后較多，工期滯后嚴重，根據蕪湖市澛港閘（橋）工程節點工期目標要求，計劃該大橋在2015年底進行通車，為了實現各個節點的工程建設目標和施工進度，經業主和施工、監理等各個單位共同協商決定，根據已經建立的泄水閘進行導流作業，并且在此基礎上增加縱向的圍堰擋水施工設施，總體來講是設計第6/7聯泄水閘和船閘主體的工程建設方案，并且在此施工期間對已經建設的泄水閘進行流量計算和驗算，使其滿足汛期的過流條件目標。由于施工范圍狹小、不利于采用大范圍填筑土質圍堰，故采用鋼板樁結合土質圍堰施工，以達到汛期旱地施工條件。

本工程所采取的施工技術方案中，第5聯的泄水閘采取的是閘墩的方式，并且閘墩的上下游位置采用的土石圍堰擋水技術。在本次圍堰工程中其包含三個部分，分別為泄水閘的閘墩位置、上游和下游的土石圍堰部分以及二者所連接的部分，洪水標準設計為10年一遇。

圖1 鋼板樁圍堰典型剖面圖

2 水利工程中鋼板樁圍堰技術的實際應用

2.1 施工工藝

①鋼板樁采用專業施工班組施工，具體施工程序為：閘墩埋件與鋼板樁焊接及防滲處理→X=-50m～50m范圍內填土至▽9.0m高程→鋼板樁施工→鋼板樁背水側石渣料回填→鋼板樁迎水側底部采用石塊護腳→鋼板樁內部回填至設計頂高程。

②土石圍堰填筑按筑堤標準分層填筑至設計頂高程。

2.2 資源安排及保證

項目部將根據現場實際進度，及時組織安排班組進場施工，閘墩上下游平行施工作業，確保按計劃完成圍堰施工。

2.3 圍堰土方填筑壓實標準

本次圍堰填筑總量約2.7萬m，選取粉質土壤作為粘性土的建筑材料，保障其回填的壓實度要在0.92以上，并且在鋼板內部所使用的開挖材料回填壓實度要在0.90以上。

2.3.1 圍堰填筑

①清基

采用挖掘機將圍堰基礎部分草皮、雜物及臨時道路上石渣清理干凈至原狀土層，填筑前采用160推土機將表面壓實。

②填筑

a.閘底板頂面高程以下填筑

由于施工閘底板需要，閘室上下游部位均已開挖至▽-3.0m高程，采取人工填筑的方式，隨后進行分層夯實，利用沖擊夯工具，所夯擊分層的厚度為20cm。填筑至底板頂高程▽-1.0m。

b.其他部位土方填筑

資源安排表

圖2 鋼板樁圍堰典型剖面圖

土料的運輸采取10t的自卸汽車，隨后利用160推土機進行碾壓和平土作業。利用開挖料作為填筑的涂料，并且嚴格結合相關設計標準進行分層填筑，厚度為30cm，并分層碾壓，保證圍堰填土密實度和防滲性。

c.背水坡石渣料填筑

圍堰土方填筑完成后，將坡面進行修正，以此設計坡比為基準進行全面修整，然后鋪設一層土工布，規格為400g/m，利用開挖老路基石渣料填筑，填筑坡面防護，坡頂平臺高程為▽7.0m。

2.3.2 圍堰拆除

圍堰拆除計劃：2014年10月10日、2015年10月1日。先將鋼板樁進行拆除，隨后利用挖掘機進行開挖作業，規格為1.0m，將開挖料裝入10t自卸汽車運輸到指定地點后，進行平整堆放。

2.4 鋼板樁施工

2.4.1 鋼板樁打入

①施工準備

本工程施工作業選取拉森樁，型號為SKAP-Ⅳ型，標準為日標，本樁體寬40cm，重76.1kg/m，長度為12m的鋼板樁形式，其具體實施步驟如下所示。

a.首先需要檢查選取的鋼板樁，對其進行分類和編號，選擇適合施工作業的樁體，對其進行切割和焊接，最后滿足施工整體要求。在此期間每一片板樁都需要保證其兩側的鎖口保持平行。另外保障所需要的板樁其寬度符合標準。而對其寬度進行檢查的方法：利用鋼尺進行上、中、下三部分測量，保障每一部分的寬度都在一定的尺寸范圍內，差度在1cm內，而一些可以肉眼觀察到的變形問題需要進行進一步測量，如果發現寬度超出所規定的偏差則需要剔除，禁止進入施工現場內。

圖3 鋼板樁連接示意圖

b.如果發現板樁存在缺陷需要及時進行調整，保障其運輸和堆放期間防止被碰撞，不發生變形等問題，尤其是鎖口位置。另外還需對鎖口進行試驗，試驗選擇同型號2m～3m長度的短樁，2到3個人能夠拉動和通過即可。如果發現不能被拉通過或者本身樁體存在彎曲或者扭曲等問題，可以采取冷彎、焊補或者800℃～1000℃的熱敲等方法進行修整。在此同時需要保障其斷面和接頭的強度要相等，隨后在進行樁體的接長焊接期間，利用夾具保持其平整，避免發生變形的問題。

c.需要在一些所使用的新樁體或者接長的樁體端部設計吊樁孔。在樁體打入之前，需要封閉樁體尖部位置的凹槽口，防止打入期間泥土進入到樁體內部。利用黃油或者一些其他的油脂類涂抹鎖口位置，對于一些銹蝕嚴重的樁體，需要進行整修。在轉角位置需要利用轉角樁作業，角度為90°。

d.在鋼板樁的打拔作業中，需要在插釘鋼板樁前檢查振動錘的質量和運行狀態，避免發生施工故障。

②打入施工

a.施工流程

閘墩埋件與鋼板樁焊接及防滲處理→X=-50m～50m范圍內填土至▽9.0m高程→鋼板樁施工→鋼板樁背水側石渣料回填→鋼板樁迎水側底部采用石塊護腳→鋼板樁內部回填至設計頂高程。

b.施工工藝

將打樁機停止在打樁點4m左右的位置，側向施工，隨后掛上振動錘上升，理順油管。理順完畢后下降振動錘，開啟液壓口，在錘下拉出一根樁體，起錘前涂抹潤滑油。

等到鋼板的樁尖位置距離地面30cm后停止上升，將打樁錘下降，將樁體進入到夾口內，啟動液壓機后將樁體夾緊，隨后將錘和樁體上升到打樁點，嘗試開啟30s左右的打樁錘，隨后停止，利用慣性將樁體打入到堅實的土層。隨后開啟振動錘打樁下降，控制速度，保持樁體豎直。

待到樁體上升到設計高度的40cm左右，將振動停止，隨后利用振動錘的慣性將樁體打到設計的高度。

隨后將液壓的夾口松開，進行第二個樁體打樁施工，結合上述工序打樁所有樁體。在所有樁體打樁完畢后，開始進行圍堰內部的土方填筑和加固作業。

③鋼板樁拔除

a.施工要點

在鋼板樁拔除前，檢查每個板樁的打入狀態，作出明確判斷后,利用振動錘進行拔樁。在此期間需要注意，在拔樁拆除施工前，將其內部的支撐全部去除，并且需要盡量將混凝土與板樁之間脫離。

隨后再實施拔樁施工。首先需要利用振動錘擊各拔高1m～2m，隨后再將各個樁體進行拔高，樁體松動之后依次拔除，如果遇到樁體尖部鎖口的位置發生變形問題，則需要加強設備的拔樁能力，隨著其相鄰樁體一起拔除，在樁體拔除后及時清理和運出場地。

b.拔樁注意事項

在拔樁期間為了避免同時拔除每個樁體鄰近的板樁，需要將加固所使用的槽鋼進行隔斷處理。并且需要先將支撐鋼板樁的設施處理掉后,再進行圍堰鋼板樁的拔除作業。

圖4 板樁施工圖

及時清理并將油脂涂抹到被拔除的鋼板樁上,一些發生較大變形問題的樁體需要進行調直處理，板樁如果完整，在拔除后需要運出場地，堆放在較為平整的區域。

為了克服土壤的粘附力，可以利用振動錘將樁體再進行依次打樁。其順序要與打樁順序相反。

3 結論

鋼板樁圍堰其特點在于施工成本較低，施工便捷和靈活，并且在整個施工中占地面積相對較小；澛港閘（橋）工程通過鋼板樁圍堰為整個工程工期提前4個月，保證澛港大橋按時順利通車。隨著當下我國科學技術水平的發展，促使該項技術已經廣泛應用于水利工程施工建設中。由于水利工程在國民生活和生產中占據著重要位置，但是由于水利工程施工難度大和周期長，同時還受到地質條件等多個因素的影響。因此在水利工程施工中，相關工作人員需要強化對技術的學習，有效利用圍堰技術,以此提高水利工程圍堰工程整體水平。