橋梁工程鎖口鋼管樁圍堰施工技術(shù)

叢炳剛

山東省路橋集團(tuán)有限公司 山東 濟(jì)南 250014

引言

隨著我國(guó)高速鐵路和公路建設(shè)快速發(fā)展，新建橋梁跨徑不斷增大，橋位受限，橋梁外部施工條件和地質(zhì)條件復(fù)雜，施工安全風(fēng)險(xiǎn)劇增。為施工大跨徑橋梁水下承臺(tái)和橋墩，需要設(shè)置圍堰，以擋水、擋土、提供作業(yè)空間?？绾拥臉蛄核鹿こ?，地質(zhì)、水文條件復(fù)雜，施工安全和施工質(zhì)量控制難度大，安全和質(zhì)量事故發(fā)生概率高，處理成本極高，給施工單位帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。橋梁水下工程建造施工技術(shù)亟須提新型鎖口鋼管樁圍堰設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)研究。

1 前期施工準(zhǔn)備

進(jìn)行工程勘測(cè)和設(shè)計(jì)，這包括對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘測(cè)，了解地層情況、地下水位等因素，以及進(jìn)行橋梁工程的設(shè)計(jì)分析，確定鎖口鋼管樁圍堰的具體要求。其次，編制建設(shè)方案和施工圖紙，根據(jù)工程勘測(cè)和設(shè)計(jì)的結(jié)果，制定詳細(xì)的施工方案，包括圍堰布置、尺寸確定等，并繪制相應(yīng)的施工圖紙，以便指導(dǎo)施工過程中的操作[1]。在前期準(zhǔn)備階段還需要進(jìn)行材料和設(shè)備的準(zhǔn)備，包括鎖口鋼管樁和圍堰所需的材料，如鋼管、連接件、密封材料等，以及施工所需的設(shè)備和工具，如打樁機(jī)、起重機(jī)、泵站等。確保材料和設(shè)備的質(zhì)量和數(shù)量符合施工要求。最后，進(jìn)行人力資源的安排，根據(jù)施工規(guī)模和進(jìn)度計(jì)劃，合理安排施工人員，包括項(xiàng)目經(jīng)理、工程師、技術(shù)人員、施工人員等，確保施工團(tuán)隊(duì)具備足夠的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，能夠順利完成鎖口鋼管樁圍堰施工任務(wù)。

2 鎖口鋼管樁圍堰施工步驟

2.1 樁基施工準(zhǔn)備

進(jìn)行地面清理和平整工作。施工現(xiàn)場(chǎng)需要清除雜物、石塊等障礙物，并將地表進(jìn)行平整處理，以便為后續(xù)的樁基施工提供良好的工作環(huán)境。其次，進(jìn)行樁位標(biāo)志和控制。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工圖紙，確定鎖口鋼管樁的具體位置和間距，并在地面上進(jìn)行標(biāo)志和測(cè)量。通過精確的樁位控制，可以確保鋼管樁的準(zhǔn)確定位和施工質(zhì)量。接下來，進(jìn)行設(shè)備的安裝和調(diào)試。根據(jù)施工方案，安裝并調(diào)試所需的設(shè)備，如打樁機(jī)、起重機(jī)、輸送機(jī)等。確保設(shè)備安裝牢固、運(yùn)行正常，并進(jìn)行必要的調(diào)試和測(cè)試，以保證施工過程中設(shè)備的正常運(yùn)行和安全性。通過以上樁基施工準(zhǔn)備工作，為鎖口鋼管樁圍堰的后續(xù)施工階段打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 鎖口鋼管樁安裝

進(jìn)行鋼管樁的運(yùn)輸和堆放。將預(yù)先準(zhǔn)備好的鎖口鋼管樁運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理的堆放。確保鋼管樁在堆放過程中不受損，并便于后續(xù)的插入和鎖接操作。其次，進(jìn)行鋼管樁的插入和鎖接[2]。使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，將鋼管樁逐段插入地下，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度。在插入過程中，要注意控制樁的位置和垂直度，確保樁的穩(wěn)定性和施工質(zhì)量。每段鋼管樁插入后，通過鎖口進(jìn)行連接，確保樁體的整體連貫性和剛性。接下來，進(jìn)行樁端修整和垂直度控制。在鎖口鋼管樁插入后，需要對(duì)樁端進(jìn)行修整，使其與地面平齊并具有適當(dāng)?shù)钠露?。同時(shí)，通過測(cè)量和調(diào)整，控制樁的垂直度，確保各個(gè)樁體之間的垂直度誤差在允許范圍內(nèi)。通過以上鎖口鋼管樁安裝步驟，確保鋼管樁的準(zhǔn)確插入地下，良好的鎖接在一起，并滿足設(shè)計(jì)要求的垂直度和位置控制。這為后續(xù)的圍堰施工提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并確保樁體的穩(wěn)定性和施工質(zhì)量。

2.3 圍堰施工

進(jìn)行圍堰板的安裝和連接。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工圖紙，將預(yù)先準(zhǔn)備好的圍堰板逐段安裝在鎖口鋼管樁之間，通過連接件進(jìn)行連接。確保圍堰板與鋼管樁之間的連接緊密可靠，能夠承受水壓和土壓力。其次，進(jìn)行水平支撐和固定。在圍堰板安裝完成后，需要進(jìn)行水平支撐和固定工作。使用支撐桿等設(shè)備，在圍堰板的內(nèi)側(cè)設(shè)置水平支撐，以保持圍堰板的穩(wěn)定性和垂直度。同時(shí)，通過固定裝置將圍堰板牢固地固定在鋼管樁上，確保其不會(huì)因水壓或土壓力而移動(dòng)或傾斜。接下來，進(jìn)行圍堰板的密封和背填土施工。在圍堰板安裝和支撐固定完成后，進(jìn)行圍堰板的密封工作，采用密封材料填充圍堰板之間的縫隙，以防止水或土的滲透。隨后進(jìn)行背填土施工，將土方填充至圍堰板的外側(cè)，以增強(qiáng)圍堰的穩(wěn)定性和承載能力。通過以上圍堰施工步驟，確保圍堰板的正確安裝和連接，圍堰的穩(wěn)定性和密封性得到保證。圍堰施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性對(duì)于后續(xù)的施工和排水工作至關(guān)重要，因此在施工過程中需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行操作，確保圍堰的安全可靠性。

2.4 防滲堵漏技術(shù)

在開挖過程中派專人觀察監(jiān)視圍護(hù)樁接縫是否滲水、涌泥，如出現(xiàn)上述現(xiàn)象，立即組織人員處理。對(duì)僅有少量滲水的，用摻有堵漏靈的防水砂漿封堵處理。鋼管樁損壞的地方采用電焊補(bǔ)強(qiáng)，也可在圍堰的內(nèi)側(cè)用刮刀將棉紗或橡膠條等塞入管樁縫隙內(nèi)堵漏。施工期間在圍堰內(nèi)設(shè)置一臺(tái)潛水泵，以便將漏水及時(shí)抽出。當(dāng)涌水較大時(shí)，應(yīng)立即停止開挖，回水返壓后采取圍堰外增加高壓旋噴樁止水。接頭有涌泥、漏水時(shí)，及時(shí)用沙袋反壓，坑內(nèi)注漿。鎖口鋼管內(nèi)采用黏土、麻絮（或鋸末）混合物，在鎖口鋼管中填充搗實(shí)。抽水過程中或抽水后發(fā)現(xiàn)個(gè)別鎖口漏水，派潛水員下水檢查漏水處位置，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行止水處理。抽水后如發(fā)生鎖口漏水較大或漏水處較多影響圍堰內(nèi)基礎(chǔ)施工時(shí)，要停止抽水、讓水回灌入圍堰，重新進(jìn)行止水處理，然后再抽水。為提高管樁自身抗沖刷穩(wěn)定性，汛期來臨之前，在迎水面和回流處拋填防沖刷石籠，在管樁樁身內(nèi)回填粗砂，增強(qiáng)圍堰自身穩(wěn)定性，防止樁身變形。

2.5 施工質(zhì)量控制

進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄工作[3]。在施工過程中，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄關(guān)鍵參數(shù)，如鎖口鋼管樁的插入深度、圍堰板的水平度、圍堰板連接的緊密度等。通過使用合適的測(cè)量?jī)x器和傳感器，對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并及時(shí)記錄數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析和評(píng)估施工質(zhì)量。其次，進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。在施工過程中，定期進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查鎖口鋼管樁的垂直度、連接是否牢固，圍堰板的密封性等。通過質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)糾正施工中的問題和缺陷，以確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。施工完成后，進(jìn)行最終驗(yàn)收，對(duì)鎖口鋼管樁圍堰的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面評(píng)估，確認(rèn)施工質(zhì)量是否合格。在質(zhì)量控制過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保監(jiān)測(cè)和檢查的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，及時(shí)記錄和整理施工質(zhì)量的數(shù)據(jù)和文檔，為后續(xù)的施工驗(yàn)收和檔案管理提供支持。通過以上施工質(zhì)量控制的措施，可以最大限度地保證鎖口鋼管樁圍堰的施工質(zhì)量和安全性。合格的施工質(zhì)量控制是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵，對(duì)于保證橋梁工程的穩(wěn)定性和使用壽命至關(guān)重要。

2.6 現(xiàn)場(chǎng)施工管理

進(jìn)行進(jìn)度和資源調(diào)配。在施工現(xiàn)場(chǎng)，需要進(jìn)行合理的進(jìn)度計(jì)劃，安排施工工序和任務(wù)的先后順序，并進(jìn)行資源調(diào)配，包括人力、材料、設(shè)備等。確保施工進(jìn)度的合理安排和資源的充分利用，以保證施工工作的順利進(jìn)行。其次，進(jìn)行施工記錄和報(bào)告。在施工過程中，進(jìn)行詳細(xì)的施工記錄，包括施工進(jìn)度、質(zhì)量檢查、問題與解決方案等內(nèi)容。及時(shí)記錄施工中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息，為后續(xù)的施工評(píng)估和問題追蹤提供依據(jù)。同時(shí)，根據(jù)需要，編制施工報(bào)告，將施工情況、進(jìn)展和問題匯報(bào)給相關(guān)人員和管理層。接下來，處理施工問題和尋找解決方案。在施工過程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種問題和挑戰(zhàn)，如施工難點(diǎn)、材料供應(yīng)問題等。及時(shí)識(shí)別和分析問題，尋找合理的解決方案，并與相關(guān)人員進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)，確保問題得到妥善處理，并不影響施工的正常進(jìn)行。通過以上現(xiàn)場(chǎng)施工管理的措施，可以確保施工進(jìn)度的合理安排和資源的有效利用，同時(shí)保證施工過程中的記錄和報(bào)告工作的完善和及時(shí)性。有效的現(xiàn)場(chǎng)施工管理有助于提高施工效率、降低施工風(fēng)險(xiǎn)，并確保鎖口鋼管樁圍堰施工的順利進(jìn)行。

3 施工安全措施

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理

要確保施工人員具備必要的安全意識(shí)和技能，施工人員應(yīng)接受相應(yīng)的安全培訓(xùn)，了解施工過程中的各類風(fēng)險(xiǎn)和防范措施，并掌握正確使用個(gè)人防護(hù)裝備的方法。要建立規(guī)范的施工現(xiàn)場(chǎng)管理制度，制定并落實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全責(zé)任制，明確相關(guān)人員的職責(zé)和權(quán)限。確保施工現(xiàn)場(chǎng)的布置、通道設(shè)置、警示標(biāo)志等符合相關(guān)安全規(guī)范，保證施工區(qū)域的安全通行。加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)巡查和監(jiān)督，設(shè)立專門的巡查人員或巡查小隊(duì)，定期巡查施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理不安全因素和隱患，防止事故發(fā)生。嚴(yán)格執(zhí)行施工現(xiàn)場(chǎng)的安全操作規(guī)程，要按照施工方案和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，確保鎖口鋼管樁的穩(wěn)定和圍堰的密閉。對(duì)于施工工具和設(shè)備，要經(jīng)過檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，確保其正常運(yùn)行。要建立健全應(yīng)急預(yù)案和事故處理機(jī)制，明確應(yīng)急預(yù)案的流程和責(zé)任分工，提前準(zhǔn)備必要的救援和應(yīng)急設(shè)備，以及各類事故的應(yīng)急處理方法。定期組織應(yīng)急演練，提高相關(guān)人員的處置能力和協(xié)作效率。

3.2 人員安全培訓(xùn)和防護(hù)

施工人員應(yīng)接受必要的安全培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括工作場(chǎng)所安全規(guī)范、操作規(guī)程、事故防范知識(shí)等。通過培訓(xùn)，可以提高施工人員的安全意識(shí)，使其了解施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)，并掌握相應(yīng)的防護(hù)措施和緊急處理方法。施工人員應(yīng)佩戴適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)裝備，根據(jù)施工環(huán)境的特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)情況，必要的個(gè)人防護(hù)裝備應(yīng)包括安全帽、防護(hù)眼鏡、耳塞或耳罩、防塵口罩、防護(hù)手套、防滑鞋等。同時(shí)，對(duì)特殊情況下的施工，如高空作業(yè)、水中作業(yè)等，還需要提供專用的防護(hù)裝備，如安全帶、救生衣等應(yīng)確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全措施得到有效落實(shí)，例如設(shè)置合理的安全警示標(biāo)識(shí)，確保施工區(qū)域的隔離和清晰可見；規(guī)范固定和搭設(shè)臨時(shí)設(shè)施，如腳手架和護(hù)欄，防止人員跌落；加強(qiáng)設(shè)備和機(jī)械設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng)，防止發(fā)生意外事故。組織定期或不定期的安全檢查和培訓(xùn)，確保施工人員對(duì)安全措施的理解和遵守，并及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)安全管理措施。

3.3 設(shè)備和材料的安全使用

施工方應(yīng)確保所使用的設(shè)備符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。在設(shè)備操作過程中，必須由經(jīng)過培訓(xùn)和授權(quán)的操作人員進(jìn)行操作，確保其熟悉設(shè)備的操作方法和安全操作規(guī)程。其次，使用的材料必須符合設(shè)計(jì)要求，并經(jīng)過質(zhì)量檢查。在使用材料時(shí)，應(yīng)注意存放和堆放的安全，避免堆放過高或過于密集，以防止材料倒塌造成傷害。對(duì)于涉及危險(xiǎn)材料的施工，如化學(xué)藥劑等，必須遵循相應(yīng)的安全操作規(guī)程，并配備必要的防護(hù)措施。

在使用大型機(jī)械設(shè)備時(shí)，應(yīng)遵守相關(guān)的安全操作規(guī)范，確保操作人員和周圍人員的安全。

4 應(yīng)用案例

山東省路橋集團(tuán)有限公司鄭濟(jì)鐵路（山東段）工程項(xiàng)目部承建的長(zhǎng)清黃河特大橋，起止里程DK38+122.67～DK43+276.67（175#～253#墩），全長(zhǎng)5.15km，橋址位于山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)境內(nèi)。其中249#橋墩位于黃河主漕內(nèi)，根據(jù)總體施工進(jìn)度計(jì)劃安排及黃河汛期特點(diǎn)，主墩圍堰和基坑開挖正值汛期，在墊層施工期間經(jīng)受黃河30年一遇的洪峰，最大橋位流量為5400m3/s，圍巖穩(wěn)定無變形，圍堰止水效果良好，結(jié)合墩位地質(zhì)特征和水文條件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，成功采用鎖口鋼管樁圍堰施工完成深基坑和橋梁下部結(jié)構(gòu)，通過此運(yùn)用與原設(shè)計(jì)雙壁鋼圍堰對(duì)比，工期縮減3個(gè)月，用鋼量減少100t，材料回收提高50%。

5 結(jié)束語

鎖口鋼管樁圍堰施工技術(shù)在橋梁工程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過合理的施工方案和施工工序的安排，能夠確保鋼管樁的穩(wěn)固安裝和圍堰結(jié)構(gòu)的可靠性。同時(shí)，施工過程中的安全控制和質(zhì)量監(jiān)控措施能夠有效預(yù)防事故的發(fā)生，保障施工人員的安全。此外，環(huán)境保護(hù)措施的實(shí)施能夠減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，提高工程的可持續(xù)性。因此，在橋梁工程中，鎖口鋼管樁圍堰施工技術(shù)是一項(xiàng)值得推廣和應(yīng)用的重要技術(shù)。