水閘工程中鋼板樁圍堰施工技術(shù)的應(yīng)用

陳良尋

（福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000）

水閘工程承擔(dān)著防洪、排澇、灌溉和發(fā)電等任務(wù)，根據(jù)地質(zhì)報告，確定工程基礎(chǔ)等級為1級，臨時性建筑等級為4級。由于地基為軟土，為了確保項目質(zhì)量，保障水閘工程的穩(wěn)定性和安全性，采用鋼板樁圍堰施工技術(shù)對下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。

1 鋼板樁圍堰設(shè)計方案

水閘工程計劃在一個非汛期完成所有主體結(jié)構(gòu)的施工。在施工期，擬采取雙排鋼板樁圍堰和粘土均質(zhì)圍堰相結(jié)合的方式對基坑進(jìn)行圍護。鋼板樁圍堰由兩部分組成，一部分是垂直于水流方向的橫向鋼板樁圍堰，另一部分是順?biāo)飨虻目v向鋼板樁圍堰[1]。其橫向圍堰全長83 m，寬6.5 m，鋼板樁長15.0 m，入土平均深度8.0 m，施工期平均擋水深6.0 m，最高7.5 m；縱向圍堰全長309 m，寬6 m，鋼板樁長13.5 m，入土平均深度7 m，施工期平均擋水深5.5 m，最高7.5 m。為了確保不間斷通航，施工期間利用鋼板樁圍堰與河右堤之間寬14.0 m～25.0 m河道進(jìn)行導(dǎo)流導(dǎo)航，其中右堤岸邊上采用7.5 mWRU13-575拉森鋼板樁支護。

2 鋼板樁圍堰施工

施工前，做好相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)場工作，對設(shè)備所占用的平臺進(jìn)行整理，并做好相應(yīng)的鋼板樁聯(lián)接試驗工作。具體施工過程如下：

（1）進(jìn)場。做好相應(yīng)的施工準(zhǔn)備工作后，打樁機應(yīng)從右岸開始，將鋼板樁打入水中，對于鋼板樁露出水面的高度應(yīng)該確保一致。在打好的鋼板樁上面鋪設(shè)鋼板，形成打樁機的作業(yè)平臺。打樁機行駛到作業(yè)平臺上，繼續(xù)往前進(jìn)行打樁施工。類似的，此段打樁完成后，再鋪設(shè)鋼板，打樁機接著駛?cè)氲叫碌淖鳂I(yè)平臺作業(yè)。以此類推，打樁機從右岸往左岸進(jìn)行推進(jìn)。在打樁機往前進(jìn)的過程中，待樁基穩(wěn)定后，拆除后方的作業(yè)平臺，并拔出鋼板樁，將拔出的鋼板樁轉(zhuǎn)移到打樁機前方繼續(xù)打樁，重復(fù)利用。

（2）施工。在打樁機達(dá)到預(yù)定位置后，首先打8 m長雙排設(shè)計鋼板樁，再在雙排鋼板樁中間打入若干鋼板樁，打入的鋼板樁與左、右雙排鋼板樁間距均為2 m，在3處鋼板樁上鋪5塊厚20 mm、寬2 m、長8 m的鋼板形成長10 m、寬8 m的作業(yè)平臺，用來支撐打樁機作業(yè)（打樁機機身長5 m，作業(yè)平臺多余長度為前后中轉(zhuǎn)作業(yè)用）。打樁機先進(jìn)行一側(cè)的打樁，然后再進(jìn)行另一側(cè)的打樁，待完成8 m的圍堰后再采用上述方法將平臺進(jìn)行前移，并且在圍堰向前推進(jìn)的過程中，每隔4 m進(jìn)行一次位置的校正，確保圍堰的實際位置與設(shè)計的位置相一致。

（3）鋼板樁加固。隨著鋼板樁施工往前推進(jìn)，應(yīng)該對已經(jīng)完成的鋼板樁進(jìn)行加固。在雙排鋼板樁外側(cè)高程34.59 m處，各固定一排30#U型槽鋼用作圍檁，以保證鋼板樁單側(cè)整體剛性；再在雙排鋼板樁之間用Φ30圓鋼對拉聯(lián)接，圓鋼平均間隔1.2 m，以保證雙排鋼板樁的相對穩(wěn)定。當(dāng)河底高程低于28.5 m時，采用15 m鋼板樁，同時將雙排鋼板樁圍堰的寬度由6 m增加為6.5 m；雙排鋼板樁之間的對拉圓鋼間距加密至50 cm，作業(yè)平臺起支撐作用的鋼板樁，間距加密至1 m。

（4）防滲土工膜鋪設(shè)。鋼板樁施工的過程中，還需考慮圍堰的防滲性能。在圍堰基坑的內(nèi)側(cè)，布設(shè)一層防滲土工膜，可有效起到防滲作用。將土工膜固定在鋼板樁上，下部采用石頭等墜入河底。

（5）樁間填土。鋼板樁間填筑粘土，填筑采用挖掘機配合8 t自卸汽車運輸進(jìn)行施工。填筑土方不得含有塊石雜物等，填土高度應(yīng)保持均勻上升。土料來源先采用導(dǎo)流航道開挖土方，導(dǎo)流航道土方填筑完畢后，再利用取土區(qū)土方回填。填筑方法為分層填筑，水面以上分層碾壓。第一次填筑高程至34.59 m后，需填筑土沉降穩(wěn)定后，再進(jìn)行第二次土方填筑，第二次填筑高程至35.59 m，待第二次填筑土沉降穩(wěn)定后再次補填至設(shè)計高程35.59 m。

（6）鋼板樁圍堰安全防護。在鋼板樁圍堰施工后，應(yīng)該在圍堰的臨水側(cè)設(shè)置浮筒、防撞護欄等安全防護設(shè)施，因為要確保不間斷通航，在圍堰兩端（導(dǎo)流航道進(jìn)出口）設(shè)置通航標(biāo)志燈，在通航期間，應(yīng)有專人對其進(jìn)行看守，確保船只不會碰到圍堰，并且在施工完后的圍堰上，每隔6 m設(shè)置一個沉降觀測點，通過觀測資料了解鋼板樁圍堰的變形情況。

（7）鋼板樁圍堰安全運行。抽排基坑內(nèi)的明水，確保閘室具備施工條件。同時，安排專業(yè)的人員監(jiān)測鋼板樁圍堰的安全情況，若發(fā)現(xiàn)問題及時上報。項目監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，鋼板樁變形一直處于可控狀態(tài)。

（8）鋼板樁圍堰拆除。鋼板樁圍堰拆除要按照以下順序進(jìn)行施工：①拆除鉆孔灌注樁；②拆除雙排鋼板樁的鎖口、圍檁；③拆除雙排鋼板樁；④挖除樁間回填土。

1）鉆孔灌注樁拆除。灌注樁拆除時先拆除承臺及連系梁，承臺混凝土采用液壓破碎錘破碎，人工割除鋼筋。混凝土碎碴用液壓反鏟挖掘機裝車，自卸汽車運輸至棄土區(qū)[2]。承臺拆除后，開始鉆孔灌注樁拆除，拆除順序為從東往西。拆除時，首先用液壓反鏟挖掘機將灌注樁撞間填土進(jìn)行挖除，開挖邊坡1∶0.5。鉆孔灌注樁拆除每次拆除一米，每次拆除后，防止因拆除開挖深度的增加引起鋼板樁圍堰變形，及時進(jìn)行支護。支護采用30號工字鋼，隨著拆除深度增加，支護密度隨之增大。此外，基坑內(nèi)安設(shè)一臺潛水電泵，及時排除滲水，保證干地作業(yè)。

2）雙排鋼板樁拆除。鋼板樁圍堰拆除采用EX450H震動打拔樁錘，首先拆除鎖口，然后拆除鋼板樁。鋼板樁拆除時，先拆除下閘首外側(cè)垂直水流方向的鋼板樁，后拆除閘室段順?biāo)鞣较虻匿摪鍢丁２鸪匿摪鍢恫捎肨L50D裝載機運輸至臨時堆放場地，人工清理、保養(yǎng)后運輸至指定地點存放。首先，對鋼板樁的頭部進(jìn)行振動1 min～2 min，從而使得鋼板樁周圍的土變的松動，減小樁的摩擦阻力，再往上慢慢的拔樁[3]。若在拔樁的過程中，發(fā)現(xiàn)上拔比較困難，應(yīng)該立刻停止，對其頭部再次振動1 min～2 min，再往下打入1 m左右的深度后再慢慢往上拔，如此反復(fù)，直到樁被拔出來。若在上拔的過程中，遇到樁已經(jīng)變形而無法拔出，先將變形樁切一個口子，將變形小的單根樁拔出，然后再拔其他樁[4]。對于變形特別嚴(yán)重而無法拔出的樁，只能在變形部位處將樁切斷再拔出。

3）雙排鋼板樁間回填土拆除。采用1.0 m3液壓反鏟式挖掘機配合8 t自卸汽車拆除雙排鋼板樁圍堰樁間填土。拆除時，由鋼板樁變形部位開始分別向兩側(cè)采取倒退法進(jìn)行作業(yè)。水下剩余土方利用1.0 m3抓斗式挖泥船進(jìn)行施工，棄土堆放至指定地點。

3 鋼板樁圍堰施工技術(shù)分析

1）在水閘工程施工的過程中，采用不斷航施工。利用鋼板樁圍堰橫斷面較小的特點，一側(cè)進(jìn)行主體工程的施工，另一側(cè)確保正常的通航。

2）鋼板樁圍堰施工技術(shù)可有效地解決不斷航施工的要求，減少了征地，節(jié)約項目投資的同時縮短了建設(shè)工期。

3）雙排鋼板樁圍堰的順利實施，為河閘主體土建工程竣工目標(biāo)的順利完成奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

水閘工程計劃在一個非汛期完成所有主體結(jié)構(gòu)的施工，設(shè)計采用鋼板樁圍堰施工技術(shù)。鋼板樁圍堰施工過程包括進(jìn)場、施工、鋼板樁加固、防滲土工膜鋪設(shè)、樁間填土和鋼板樁圍堰安全防護等環(huán)節(jié)，且在施工采用不斷航施工，可有效地解決不斷航施工的要求，減少了征地，節(jié)約項目投資和縮短了建設(shè)工期。水閘工程中鋼板樁圍堰施工技術(shù)的應(yīng)用為河閘主體土建工程順利完成奠定基礎(chǔ)。