鋼板樁技術在嫩江干流堤防應急工程中的應用分析

趙建宇

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶 161300)

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鋼板樁技術在嫩江干流堤防應急工程中的應用分析

趙建宇

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶 161300)

摘要：嫩江是東北地區的主要河流，具有重要的地理位置，但歷史上頻繁出現洪水災害對嫩江流域的整個經濟發展產生嚴重影響。當地政府部門在嫩江干流建立了堤防應急工程，以抵御洪澇災害的侵襲，并在堤防工程中，運用了鋼板樁技術得到了良好的效果。文章簡要分析了鋼板樁技術在嫩江干流堤防工程中的主要技術及具體應用。

關鍵詞：嫩江；洪水災害；鋼板樁技術；堤防應急工程；應用分析

嫩江主河道全長137 km，流域經過面積為29.85 萬 km2，是松花江的北源頭，占松花江整個流域面積的50%左右。嫩江流經區域物產資源豐富，土地肥沃，是中國主要的商品糧基地。但是，嫩江洪澇災害頻繁發生，對沿江流域的經濟發展和人民生活有嚴重的危害。因此，當地對嫩江的堤防工作給予高度重視，并運用先進的鋼板樁技術對嫩江干流堤防進行加固，以防洪災帶來嚴重損失[1]。

1嫩江洪水災害概況

根據歷史資料的顯示及當地水文部門的監測，自從1794年以來，嫩江的干流地區就曾經發生過多次洪澇災害，嚴重洪水災害的主要年份有1794年、1886年、1908年、1932年、1955年、1956年、1991年、2013年等。

嫩江干流地區的洪水災害主要有3個特點：①洪水出現的主要時間比較集中，主要在7月份和8月份；②由于嫩江的主河道比較平緩，所以，洪災的傳播速度相對來說較慢；③嫩江干流地區的洪水災害整個歷時時間相對較長，一般約為40～60 d。

以2013年嫩江流域發生的特大洪水災害為例作具體說明。在2013年的汛期，8月份嫩江發生了50 a一遇的特大型洪水災害，沿江流域的農作物直接受害面積達到了78.72 萬 m2，造成的直接經濟損失高達161億元人民幣。在洪水的侵襲下，嫩江流域的嫩江縣有多處鄉鎮受到直接影響，具體受災人口達到了13 000人，50戶房屋出現垮塌，直接的經濟損失達9 000萬元。由此可以看出，嫩江流域的洪澇災害異常嚴重，給沿江經濟造成毀滅性的打擊。在這樣的狀況下，干流的堤防應急工程建設就變得尤為重要。

嫩江干流堤防應急工程建設的險工主要是滑坡、滲漏等方面，嫩江流域的水文部門對于2013年發生的特大洪災也進行了相關統計見表1，可以方便相關堤防工程更好地建設，減小洪水帶來的經濟損失[2]。

表1　2013年嫩江干流區域洪水險情統計表

2鋼板樁技術在嫩江干流堤防應急工程中的應用

嫩江干流堤防應急工程主要的重點在于對堤基的保護，防止堤基被洪水滲透及破壞，修建地下的防滲墻可有助于加固堤基。防滲墻的具體建造方法有拉槽法、射水法等，與這些舊有的方法相比，鋼板樁防滲技術更加先進與科學，能對堤基起到更好的保護。

2.1鋼板樁的概況及主要設備

鋼板樁，主要指的是一種熱軋型鋼，這種熱軋型鋼帶有鎖口，是利用鎖口的自身咬合來形成封閉性相對較好的鋼板樁墻，可以用于水下防滲。鋼板樁的主要形狀有一字形、Z字形、T字形、U字形等，嫩江干流堤防應急工程所使用的主要為U字形鋼板樁。這種形狀的鋼板樁鋼度較高，有很強的抗彎型，可以插入水底深達20 m。鋼板樁的主要特點有：接合較為緊密、強度很高、不易發生滲漏，可以適用于地下水較為豐富的地區和地表軟弱區。此外，鋼板樁的自身帶有鎖口，這種鎖口咬合后緊密結實，不像其它施工技術在接合處容易出現開叉。

嫩江干流堤防工程在鋼板樁建設過程中主要采用的是振動法。這種方法的具體沉樁原理為：在振動錘進行運轉的過程之中，會產生相應的高頻振動，使用液壓夾將這種高頻振動力應用在鋼板樁之上，再讓鋼板樁將其傳導給受接觸的地層。地層在這種高頻振動力的影響之下，自身結構會發生一定變化。如果地層為砂質，就會出現液化效果；如果地層為黏質，就會使地層的黏合力降低。這樣，就會使鋼板樁周圍的阻力相應減小，鋼板樁就會不斷向地層下陷，最后達到所設計的深度。

在鋼板樁具體的施工中，相應使用的設備主要有振動器、電焊機、挖掘機、發電機、履帶吊等，還要利用推土機對場地進行平整。一般來說，履帶吊要根據鋼板樁的具體長度及吊車自身的起重力來進行選擇，在嫩江干流堤防建設中，主要使用的是55t吊車，吊車臂長為約33.6 m，施工半徑在8～12 m。振動器的選擇一般使用日本生產的CM2—120型號振動器，自身功率為90 kW，振幅在9.0 mm，錘重為6.6 t，振動力是542 kN[3]。

2.2鋼板樁主要的施工技術

嫩江干流堤防工程的鋼板樁架設技術主要采用的是單根法，主要的環節有以下幾點：

2.2.1溝槽挖掘

在進行挖掘溝槽的時候，要根據鋼板樁的頂部設計高度來決定，溝槽的溝底處一定要平整，寬度要能夠保證鋼板樁樣架的放置，還要給施工人員留出足夠的空間。

2.2.2安裝鋼板樁樣架

在進行鋼板樁樣架安裝的時候，要事先做好定位和相應導向，兩根鋼板樁之間的間距至少要為2～5 cm。在安裝的時候，要在樣架的兩端位置放置平行的兩根導樁，再把樣架吊在導樁之上，使用大號鏈鉗進行固定。樣架在安裝的時候，要比鋼板樁的自身頂部低30～50 cm，這樣才能保證鋼板樁不被振動錘所碰撞。

2.3鋼板樁的打入

在對鋼板樁進行打入的時候，要用吊錘來觀察鋼板樁的法向及軸向，以便可以隨時調整鋼板樁的垂直度。還要控制好振動錘的自身速率，仔細觀察電流表有什么變化。一般來說，砂質土層的電流應在220～280 A，黏性土層自身的負荷相對來說較大，電流應當在250至400A左右。在施工的時候，要密切關注鋼板樁鎖口處的變化情況，要盡量保證鎖口的四周位置縫隙相同，這樣才能有效減少振動產生的阻力。如果阻力相對較大，就要不時活動鋼板樁，以避免鋼板樁的鎖口處在同一位置振動過久，產生溫度上升的現象。

2.4鋼板樁的導直

鋼板樁的導直要使用吊車進行，用吊車先吊住振動器，再利用振動器將鋼板樁夾住，進行導直。在導直的過程中，一定要注意避免斜拉鋼板樁，防止鋼板樁出現自身扭曲的現象，還要注意鎖口處是否完好無損。鋼板樁的導直，需要挖掘機預先挖出一個2～3 m的深坑，再將鋼板埋住，接著使用振動錘將鋼板樁夾住，移放到樣架之內，進行導直施打。鋼板樁具體的施打位置要嚴格按照規范進行，一般選擇軸線的正中部，再向兩邊進行延伸，這樣能避免鋼板樁出現合攏。在導直的過程中，施工人員還應該使用經緯儀，準確測量傾斜度，嚴格進行導直作業。

3結語

嫩江流域洪災頻繁，給當地的經濟發展和日常生活帶來嚴重影響，因此，干流處的堤防應急工程就顯得尤為重要。鋼板樁技術具有自身的特點和優勢，將其應用在嫩江干流應急工程中，可以有效減小洪水發生時帶來的危害，保護沿江流域不被洪災嚴重影響，進而實現嫩江流域的區域協調發展。

參考文獻：

[1]李興學,賈汀,李云鶴，等.2013年嫩江松花江黑龍江流域防汛抗洪思考[J].中國水利,2014(15)：47-50.

[2]李迎九.鋼板樁圍堰施工技術[J].橋梁建設,2011(02)：80-83+88.

[3]王寶祿.淺談嫩江縣嫩江干流防洪工程現狀及防汛措施[J].水利科技與經濟,2011(04)：67-68.

[作者簡介]趙建宇(1979-)，男，黑龍江拉哈人，工程師。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號：TV871.3

文獻標識碼：B

文章編號：1007-7596(2015)11-0041-02