淺談水利工程中的圍堰施工技術(shù)

【摘 要】隨著我國(guó)生產(chǎn)力水平的提高，水利工程得到了迅速發(fā)展。圍堰施工技術(shù)是橋梁工程中不可缺少的一項(xiàng)重要施工技術(shù)。本文對(duì)各類常見(jiàn)圍堰的適用水文條件和自身特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并且對(duì)各類圍堰的施工步驟或施工要點(diǎn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】圍堰；水文條件；施工步驟；施工要點(diǎn)

前言

為了使水利樞紐建筑物能在干地上進(jìn)行施工和檢修，需要修建臨時(shí)性擋水結(jié)構(gòu)物，稱之為圍堰。它是一種臨時(shí)性壩工，其工作條件又有一定的特殊性。如果圍堰不是永久性建筑的一部分，并不一定要拆除，亦可將其留在原處。圍堰按構(gòu)造和材料可分為：土袋圍堰、土圍堰、木樁土圍堰、鋼壁圍堰、鋼板樁圍堰、混凝土圍堰和套箱圍堰等。圍堰按照用途可以分為墩臺(tái)施工圍堰、河寬限制上下游圍堰以及駁岸擋墻施工圍堰等幾種。下面分別對(duì)各種圍堰的特點(diǎn)、適用范圍、施工技術(shù)進(jìn)行闡述。

1 土圍堰

1.1 適用范圍和自身特點(diǎn)

土圍堰適用于水深小于2m，流速小于0.3m/s，河床透水性較小的土壤，坡面加固防護(hù)時(shí)，流速可以稍大，宜用于河邊的淺灘處。土圍堰是完全依靠圍堰本身重力獲得穩(wěn)定和強(qiáng)度的。當(dāng)河床土質(zhì)如為滲水量大的砂土，如中砂、細(xì)沙、粉砂時(shí)，不得使用土圍堰。因?yàn)檫@類砂土不僅滲水量大，增加挖基坑時(shí)的排水工作量，而且排水時(shí)，圍堰下砂土極易發(fā)生管涌、翻砂，使圍堰下基地沉陷，毀壞圍堰。

1.2 施工技術(shù)

土圍堰的施工中應(yīng)該注意一下幾點(diǎn)：

1.2.1 當(dāng)圍堰頂部寬度為1~2m時(shí)，可采用機(jī)械挖基，但應(yīng)根據(jù)機(jī)械的種類確定具體的頂部寬度，且不應(yīng)小于3m。

1.2.2 在筑堰之前，必須將圍堰底下河床底上的樹(shù)根、石塊及雜物清除干凈。因?yàn)榛煊袠?shù)根、石塊及雜物的填筑土不易夯壓并極易形成滲水孔道。

1.2.3 筑堰材料宜選用黏性土或砂夾黏土。填出水面之后應(yīng)進(jìn)行夯實(shí)。

2 木板樁圍堰

2.1 適用范圍和自身特點(diǎn)

木板樁圍堰適用于采集和運(yùn)輸木材較方便的地區(qū)， 河床能打下木板樁， 水深較大（3m~5m）， 流速較高（1m/s~5m/s以上）， 河床透水， 基坑壁有土， 當(dāng)不能運(yùn)用土堰時(shí)， 適宜采用。為了防止?jié)B漏，板樁間應(yīng)有榫槽相接。當(dāng)水深不深時(shí)，可用單層木板樁，內(nèi)部加支撐以平衡外部壓力；水較深時(shí)，可用雙壁木板樁，雙壁之間用鐵拉條或根木拉緊，中間填土。若挖基較深，而條件又允許的情況下，可采用多級(jí)木板樁圍堰。

2.2 施工技術(shù)

木板樁圍堰常用兩三塊拼成一組再插打，以求迅速及板縫密實(shí)。安裝板樁時(shí)，如木板樁較短，可只在地面或水面設(shè)置一道導(dǎo)框；如樁身較長(zhǎng)，為了保證插打垂直，應(yīng)采用兩道導(dǎo)框，先打定位樁，后安裝圍堰。木板裝的插打與合攏有兩種方法。一種是先插后打。將圍堰的一邊或全圍堰的板樁都先插好、擠緊，插樁時(shí)可先將樁打下1m左右，使樁能夠站穩(wěn)。插好后，對(duì)各個(gè)樁分次輪流擊打，每次打下1.5m左右，直至全部打下至設(shè)計(jì)標(biāo)高。這種方法能保證合攏但是施工進(jìn)度較慢。另一種方法是分塊插打。由一角開(kāi)始，用單塊或單個(gè)組樁插打，至設(shè)計(jì)標(biāo)高后再插打第二樁，此方法進(jìn)度快，但是合攏比較困難，質(zhì)量不易保證。

3 雙壁鋼圍堰

3.1 適用范圍和自身特點(diǎn)

雙壁鋼圍堰適用于深水基礎(chǔ)施工，圍堰的尺寸及高度應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)尺寸及放樣誤差、墩位處河床標(biāo)高、圍堰下沉深度和施工期間可能出現(xiàn)的最高水位高程以及浪高等因素確定。鋼壁圍堰是一種新型的施工方法。該法不受施工水位限制，可承受很大的水壓力，能安全渡洪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性大，施工方便，工期短，可部分回收利用，當(dāng)巖面傾斜時(shí)，還可做成高低刃腳。

3.2 施工技術(shù)

雙壁鋼圍堰的施工要點(diǎn)如下：

3.2.1 鋼殼的刃腳應(yīng)全部穩(wěn)妥地支承于巖面上以保證清基和順利鉆孔。

3.2.2 鉆孔護(hù)筒頂面應(yīng)高出封底混凝土面0.15~1.0m，下端應(yīng)接近基巖面，并串聯(lián)固定連成整體。當(dāng)封底混凝土灌注完畢后，由潛水員在水下拆除連接螺栓，將固定支架吊出水面。

3.2.3 當(dāng)墩身混凝土筑出水面后，就可拆除雙壁鋼圍堰的上部，均在圍堰內(nèi)切割，內(nèi)壁在無(wú)水的情況下切割，外壁在灌水后水中切割。

4 鋼板樁圍堰

4.1 適用范圍和自身特點(diǎn)

鋼板樁圍堰適用于水深大于5m，砂性土、半干硬性黏土、碎卵石類土及風(fēng)化巖等透水性好的河床且不能用其他圍堰的情況。根據(jù)需要可修筑成單層、雙程和構(gòu)體式。適用于防水及擋土，施工方便，入土深度應(yīng)大于河床以上部分長(zhǎng)度。鋼板樁圍堰根據(jù)實(shí)際需要，可作成圓形或矩形。矩形圍堰的角樁沒(méi)有現(xiàn)成的角樁板樁，須要把一塊鋼板截開(kāi)為兩個(gè)半塊，中間加一根角鋼焊接或鉚接。

4.2 施工技術(shù)

鋼板樁圍堰的施工中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

4.2.1 選擇打樁機(jī)具。打樁機(jī)具的選擇主要包括打樁錘和打樁架兩部分。打樁錘的重量一般大于樁重，這樣能保證樁尖與樁頭不被打壞，且打樁效率高。

4.2.2 圍囹安裝。安裝圍囹時(shí)，應(yīng)進(jìn)行測(cè)量定位。當(dāng)水中圍囹距離岸邊或已成橋墩較遠(yuǎn)者，可用前方交會(huì)法進(jìn)行定位。

4.2.3 鋼板樁插打。鋼板樁可采用逐塊插打和全圍囹組插合攏后再逐步打的兩種方法。為了加快速度，可另用一臺(tái)吊機(jī)或者一艘吊船來(lái)承擔(dān)吊樁工作，樁架只負(fù)責(zé)打樁。為了保證鋼板樁插打正直，順利合攏，可采用外加導(dǎo)框的措施。

4.2.4 防滲漏措施。當(dāng)鎖口不密發(fā)生滲漏時(shí)，可在抽水發(fā)現(xiàn)后以板條、棉絮等在內(nèi)側(cè)堵塞，或在滲漏外側(cè)水面撒布大量細(xì)煤渣與木屑或谷糠等使水將其夾帶至水下漏縫處進(jìn)行封堵。

4.2.5 拔除板樁。板樁拔除前，一般應(yīng)先將水下或基坑中的支撐系統(tǒng)拆除。拆除時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)措施，保證人身安全。為減小拔樁的摩阻力，在拔樁前對(duì)樁略加錘擊，或在圍堰內(nèi)灌水，使水面高出河面1m~1.5m，用靜水壓使樁壁與混凝土脫離。

5 套箱圍堰

5.1 適用范圍和自身特點(diǎn)

套箱圍堰適用于深水，流速 2.0m/s，無(wú)覆蓋層，平坦的巖石河床。套箱圍堰分有底套箱和無(wú)底套箱，無(wú)底套箱用于淺水部位，有底套箱用于深水部位。套箱可用木材、鋼板或鋼筋混凝土制作，內(nèi)部設(shè)相應(yīng)材料的支撐。根據(jù)工地起吊，移運(yùn)能力和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，套箱可以制成整體式和裝配式。套箱的接縫必須采取防止?jié)B漏的措施。

5.2 施工技術(shù)

套箱圍堰的施工步驟如下:1.測(cè)量組放線， 在鋼護(hù)筒上焊接牛腿。2.平臺(tái)拆除后搭設(shè)上導(dǎo)梁及內(nèi)支撐。對(duì)上導(dǎo)梁牛腿抄平， 安裝上導(dǎo)梁、并與牛腿焊接定位， 安裝內(nèi)斜撐。并用相同的方法安裝下導(dǎo)梁。3.第一次下插模板并合龍。4.水下安裝斜拉桿。5.進(jìn)行拋填粗砂及砂袋維護(hù)。6.布置導(dǎo)管， 并灌注水下封底混凝土。7.套箱止水與封底處理。8.割除設(shè)計(jì)樁頭標(biāo)高以上的鋼護(hù)筒， 安裝下導(dǎo)梁內(nèi)斜撐。9.綁扎承臺(tái)鋼筋、預(yù)埋墩身鋼筋、接地鋼筋。10.澆筑承臺(tái)混凝土。

6 鎖口管柱圍堰

6.1 適用范圍和自身特點(diǎn)

鎖口管柱圍堰可應(yīng)用于深水的基礎(chǔ)圍堰。它的承載力大，又有鎖口鋼管樁作保護(hù)，安全可靠，施工簡(jiǎn)單，是一種較好的基礎(chǔ)形式。

6.2 施工技術(shù)

施工方法為：先在要修建的基礎(chǔ)周圍打入大型鎖扣鋼管樁，形成一個(gè)圍堰，再以砂漿將鎖扣封閉，然后在圍堰內(nèi)挖除土壤，到一定深度后再灌注承臺(tái)及墩身混凝土，直到水面上。在圍堰內(nèi)回灌水以后，用水下切割機(jī)將承臺(tái)上的鎖口鋼管樁切除。

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