水利工程施工中鋼板樁圍堰技術(shù)的應(yīng)用研究

梁 超 楊佳蔚

陜西省水務(wù)集團(tuán)有限公司

1 前言

水利工程一般有幾個(gè)基礎(chǔ)功能，一是為了方便通行、二是為了有效治理洪澇災(zāi)害、三是為應(yīng)對(duì)季度降水量差異大等問題。在正式興建之前，要經(jīng)過諸多繁瑣工序來確定方案的可行性，綜合論述其是否能起到理想效果。而鋼板樁作為圍堰技術(shù)中的一種常見形式，其中需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容有很多，諸如關(guān)注鋼板運(yùn)輸質(zhì)量以免其完整性被破壞，施工前要對(duì)其進(jìn)行拼裝以免影響后續(xù)施工進(jìn)度等，只有做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，才能有效提升圍堰效果。

2 圍堰技術(shù)概述

圍堰施工是水利工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，在實(shí)際操作時(shí)，相關(guān)單位要先詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目所在地河道的具體情況，結(jié)合各種要素去逐步完善施工組織計(jì)劃，最終確定出適用、合理的整體方案。當(dāng)然在圍堰施工中要積極采用自動(dòng)化、信息化與智能化技術(shù)，注重技術(shù)層面上的優(yōu)化創(chuàng)新，以保障圍堰建設(shè)質(zhì)量。除此之外，鋼板樁圍堰并不是唯一選擇，相關(guān)人員需要結(jié)合施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，以選擇最為適合、性價(jià)比最高的圍堰類型，為后續(xù)工作開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 鋼板樁圍堰技術(shù)概述

鋼板樁圍堰技術(shù)被應(yīng)用于水位較深、流速較快的河床之中，要在保質(zhì)、保量的情況下完成定位、模架支柱設(shè)置、模架安放就位、鋼板樁設(shè)置、圍檁安裝、拉桿安裝、拆除支柱、拆除模架、填充砂礫等諸多工作，要謹(jǐn)遵順序開展各類工作，在操作過程中該技術(shù)有著機(jī)械化程度高、設(shè)備要求嚴(yán)格的特點(diǎn)，但鋼板樁在拆卸后可循環(huán)利用。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，鋼板樁圍堰技術(shù)在4m以上的深水區(qū)域使用，河床有較厚的碎石土、砂類土、風(fēng)化巖層才較為適合。鋼板柱圍堰有圓形的、多邊形的、矩形的，而鋼板樁有Z 型的、直的、槽型的、工字型的，拼湊后可做成單層或雙層圍堰。通常情況下深基坑多用圓形型鋼，淺基坑多用矩形木導(dǎo)框；在采用雙層圍堰時(shí)，往往在夾層中填入黏土；當(dāng)然要是偶遇特殊情況，也可在夾層下部灌水以提高水泥的防滲透能力。

4 鋼板樁圍堰施工要點(diǎn)研究

4.1 做好采購與運(yùn)輸工作

相關(guān)人員需對(duì)鋼板樁的采購與運(yùn)輸進(jìn)行把控，并做到流程明確、內(nèi)容具體。在圍堰施工前要先訂購鋼板耗材，相關(guān)單位一定要委派專人對(duì)進(jìn)場材料的質(zhì)量進(jìn)行審查，堅(jiān)決不接收無出廠合格證與其他所需憑證的材料，并采用抽樣調(diào)查的方式對(duì)其實(shí)際性能進(jìn)行把控，不符合質(zhì)量要求的材料不予使用，在鋼板進(jìn)場后，由于其體量大、質(zhì)量大，很難用人力將其搬至指定位置，所以需要借助相應(yīng)的運(yùn)輸設(shè)備，在裝卸過程中要注重力道把控，不可損害鋼板的整體性。

4.2 做好打樁與鋼板插入施工

在實(shí)際施工過程中，為保障鋼板樁施工質(zhì)量需要做好打樁處理，在操作時(shí)要控制好力度，既要使其能起到固定效果，又要盡量保障其完整性，可通過增設(shè)樁帽的方式避免頂部被敲壞。

除此之外，插樁工作也不能忽視，在插入鋼板時(shí)要注重垂直度把控，如垂直度不能滿足國家法律法規(guī)要求與設(shè)計(jì)需要，則需要拔出后二次插入，當(dāng)然也可以從一開始就分開施工，第一次只打所需深度的二分之一，隨后將鋼板調(diào)整到最佳角度，再將其打入到設(shè)計(jì)深度。在圍堰施工過程中會(huì)遇到諸多問題，產(chǎn)生一些事先沒預(yù)料到的意外情況，比如圍堰內(nèi)的水位比圍堰外的水位高，兩者并不處于平衡狀態(tài)下，這時(shí)就需要在圍堰底部設(shè)置連接管進(jìn)行必要的抽排水工作，水位調(diào)平后再進(jìn)行封堵，而在抽水的過程中，要注意是否存在漏水現(xiàn)象，如若發(fā)現(xiàn)則可用細(xì)沙、煤炭等將漏水點(diǎn)堵住。

4.3 做好鋼板柱下放施工

在第一圈鋼板樁拼裝完成后要緩慢下放，然后馬上著手第二圈鋼板樁安裝施工，以此順序直至所有外圈下放到位。此外，鋼板樁下放深度要達(dá)到粉質(zhì)黏土層下50cm處，這是因?yàn)樗?xiàng)目中的粉質(zhì)黏土要比普通黏土擁有更強(qiáng)的吸附與承載力，并且具備更優(yōu)的防漏性能，如在鋼板樁下沉?xí)r因圍堰底部起伏較大而引發(fā)漏水問題，則可用高壓水槍對(duì)面層上多出來的淤泥進(jìn)行必要清理后再繼續(xù)展開淤泥下沉工作，通常情況下由于鋼板樁自身的質(zhì)量較大，所以用其自重來實(shí)現(xiàn)下沉，但相關(guān)人員還是應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況來安裝多個(gè)小型振動(dòng)錘，起到提升下沉速度的效果。

當(dāng)鋼板樁下沉后，需要在其周圍裹上土工布、加設(shè)高質(zhì)量黏土編織袋，一般情況下，高度要維持在1m以上，頂部高度要超過2m。在完成上述操作后，施工人員可以將石頭投放到圍堰底部，起到一定的固定作用，啟動(dòng)泥漿泵來測試圍堰的密實(shí)。圍堰施工完成后要全面開展檢測與排查工作，對(duì)圍堰口與水平之間的差距是否滿足要求、是否存在漏水現(xiàn)象等進(jìn)行有效把控，以免影響后續(xù)步驟的開展。在圍堰項(xiàng)目施工完后要檢查是否存在漏水問題，相關(guān)人員作出全權(quán)威檢測報(bào)告，為問題的解決提供理論性引導(dǎo)。

4.4 提升合攏施工質(zhì)量

在水利工程圍堰施工過程中，合攏是要點(diǎn)內(nèi)容也是核心環(huán)節(jié)，合攏質(zhì)量的好壞會(huì)對(duì)圍堰的密封性能的優(yōu)劣產(chǎn)生極大影響。因此，在拼裝過程中，相關(guān)人員必須對(duì)鋼板的寬度進(jìn)行重點(diǎn)把控，爭取做到“嚴(yán)絲合縫”，全面提高拼裝質(zhì)量。在項(xiàng)目推進(jìn)時(shí)不難發(fā)現(xiàn)，通常情況下在開展合攏施工時(shí)，難以保障鋼板兩端側(cè)口吻合，這時(shí)就需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，且為了杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生，可從以下幾方面入手做好質(zhì)量控制工作。第一，在鋼板樁拼裝完還未插打前要根據(jù)相關(guān)模型來有預(yù)見性地推測合攏后的最終結(jié)果，若先測量合攏口長度，再測定鋼板樁寬度，則需要根據(jù)所給出的精確數(shù)據(jù)來制作出相應(yīng)的拼裝鋼板樁，這樣處理后如果還是出現(xiàn)無法合攏的情況，可以先將鋼板樁吊起，并組織專業(yè)人員結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置滑車組，來對(duì)鋼板位置進(jìn)行調(diào)整。第二，在合攏時(shí)會(huì)受到諸多外界因素影響而出現(xiàn)樁體本身與接口不平行的問題，出現(xiàn)這種情況后需要借助外力進(jìn)行調(diào)整，以確保鋼板樁與合攏口相切，若發(fā)現(xiàn)鋼板樁尾部裸露在外，可用滑車組進(jìn)行調(diào)整，有效避免錘擊過程中所產(chǎn)生的破壞。第三，在操作中經(jīng)常會(huì)遇到鋼板樁圍堰合攏處高低不平的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響插打質(zhì)量，相關(guān)人員可以在離最后一組鋼板樁最近的鋼板墻向外推開，縮短鋼板樁上下間的空位距離，以提升合攏質(zhì)量，但該方法是一把“雙刃劍”，其所產(chǎn)生的多余空隙會(huì)大大提高鋼板樁所承受的壓力，大大提高安全與質(zhì)量問題的發(fā)生率，所以施工人員要視情況而定，在對(duì)上下距離進(jìn)行精準(zhǔn)測量后，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)來重新設(shè)計(jì)鋼板樁并投入使用，在提高攏口密封性的同時(shí)，有效避免滲漏問題的發(fā)生。

4.5 做好鋼板拆除工作

在拆除鋼板樁之前，要先做好支撐拆除工作，要遵循從上到下的施工順序，在實(shí)際操作中還需要不斷往圍堰內(nèi)注水，直至水位超出圍堰外水位一米以上方能結(jié)束，但水位限高一般控制在一米半為宜，這樣做的目的是為了保障圍堰內(nèi)外的水壓能保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，去抵消鋼板樁所承受的外部壓力，方便拆除。相關(guān)人員要在圍堰下游處選擇一塊最容易被拔除的鋼板樁，不停敲擊后發(fā)現(xiàn)其能逐漸上抬一到兩米左右的距離，這時(shí)可以嘗試去拔除其他的鋼板樁，讓其與第一根鋼板樁的拔出高度相同，在圍堰松動(dòng)后，便根據(jù)從下游兩側(cè)到上游的順序來逐次拔除鋼板樁，若在拔除過程中出現(xiàn)樁尖彎曲或鎖扣形變的問題，應(yīng)提升拔樁力度，如果還是不行則要嘗試進(jìn)行水下切割作業(yè)。

5 鋼板樁圍堰施工中的風(fēng)險(xiǎn)成因分析及對(duì)策研究

5.1 人員因素

施工人員經(jīng)驗(yàn)不足、缺乏必要的安全常識(shí)，無法有預(yù)見性地想到施工過程中有可能出現(xiàn)的問題，在發(fā)現(xiàn)問題后手忙腳亂，作出一些應(yīng)激反應(yīng)很有可能會(huì)擴(kuò)大事故所帶來的負(fù)面影響。因此，施工團(tuán)隊(duì)要花高薪聘用與組建專業(yè)的管理團(tuán)隊(duì)，對(duì)員工進(jìn)行必要的崗前培訓(xùn)，將主要內(nèi)容放在項(xiàng)目概況講解、施工技術(shù)交底解釋、三級(jí)安全教育上，當(dāng)然還需要通過合理的方式來核實(shí)教學(xué)整體效果，通過理論知識(shí)與實(shí)操能力考核來確定該員工是否能上崗，對(duì)于那些特種設(shè)備作業(yè)人員必須嚴(yán)格要求，未取得相關(guān)職業(yè)資格證堅(jiān)決不予錄用，且在施工過程中需要對(duì)施工人員進(jìn)行不間斷或定期的安全培訓(xùn)，做好技術(shù)交底工作以保障項(xiàng)目平穩(wěn)推進(jìn)。

5.2 材料因素

鋼板樁圍堰的基礎(chǔ)材料就是鋼板樁，從某種程度上來說鋼板樁質(zhì)量的好壞對(duì)圍堰性能有決定性影響，一些施工單位為降低工程造價(jià)在材料選擇上會(huì)睜一只眼、閉一只眼，而一些采購人員會(huì)以吃回扣的方式中飽私囊，種種亂象的存在并不是空穴來風(fēng)，也正因如此就需要企業(yè)采取強(qiáng)有力的把控措施。在材料進(jìn)場前，一些不滿足國際拉森IV標(biāo)準(zhǔn)的不能接收，并要嚴(yán)查采購部門中的“涉事人員”，看看不合格的產(chǎn)品被運(yùn)往施工現(xiàn)場這一動(dòng)作的背后到底存在多少秘密，嚴(yán)格懲處、殺一儆百以保障圍堰施工質(zhì)量；在進(jìn)場后，合格材料并未按規(guī)矩存放在指定地點(diǎn)，導(dǎo)致其性能發(fā)生了改變直至成為不合格產(chǎn)品，出現(xiàn)這種情況要責(zé)任到人，看看究竟是誰的責(zé)任，在處理內(nèi)部問題的同時(shí)及時(shí)定制鋼板樁，以確保施工進(jìn)度安排不受影響。

5.3 設(shè)備因素

鋼板樁有著質(zhì)量大、體量大的特點(diǎn)，一般很難在全人工的條件下完成各項(xiàng)工序，就連施工場地中的材料運(yùn)輸都需要借助卡車等工具，所以機(jī)械設(shè)備是此類型圍堰施工中的要點(diǎn)內(nèi)容。在實(shí)際操作中，堰體容易與履帶式起重機(jī)發(fā)生碰撞，在之后的各道工序中，要始終將打樁、起重設(shè)備吊臂活動(dòng)范圍控制在一定的距離內(nèi)，要始終與堰體保持兩米以上，在施工時(shí)要做到專機(jī)專人負(fù)責(zé)，出現(xiàn)問題后能快速責(zé)任到人，并且要在的堰體上設(shè)置安全警示牌，以顯眼的方式起到警示作用。

5.4 環(huán)境因素

我們這里所說的環(huán)境因素，其實(shí)是區(qū)別于自然環(huán)境因素外的施工環(huán)境因素，其中包括了機(jī)械與人兩大新內(nèi)容，在施工過程中，人與設(shè)備在堰體上來回通行所產(chǎn)生的壓力與振動(dòng)，會(huì)逐步降低鋼板柱間的聯(lián)系強(qiáng)度，輕則造成滲水，重則出現(xiàn)坍塌，對(duì)施工安全與進(jìn)度產(chǎn)生較大影響。除此之外，在一些剛打完還沒來得及進(jìn)行加固處理的堰體上，不難看到稀稀落落、三兩成群被堆置于此的材料，施工人員可能會(huì)覺得鋼板樁堰體很結(jié)實(shí)，放點(diǎn)耗材沒什么，但實(shí)際情況是這些材料會(huì)大大增加堰體的負(fù)荷。為此，施工單位應(yīng)該在堰體的入口處增設(shè)護(hù)欄與警示牌，一方面是禁止無關(guān)人員與設(shè)備通行，一方面是禁止材料堆放。

綜上所述，我們不難看出在現(xiàn)階段的水利工程施工中，鋼板樁圍堰是一種常見類型，且在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵性作用，其所體現(xiàn)的價(jià)值是值得肯定與宣傳的。相關(guān)人員應(yīng)該在實(shí)際工作者不斷思考、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極學(xué)習(xí)新知識(shí)，努力解決眼前問題，從多方面入手提高鋼板柱圍堰施工質(zhì)量，在實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的同時(shí)，為我國水利行業(yè)發(fā)展與民眾的生產(chǎn)、生活條件改善奉獻(xiàn)自己的一份力。