水利工程鋼板樁圍堰施工技術(shù)探討

伏 洲 吉慶偉 王業(yè)宇

一、鋼板樁圍堰的定義和特點

1.鋼板樁圍堰定義

鋼板樁是具有鎖扣的一種型鋼材料，根據(jù)截面形式細分有直板型、槽型鋼和Z 型鋼三種形式，常見的有拉爾森式、拉克萬納式等。在深水或深基坑填筑圍堰時，插打鋼板樁組成相互連接的構(gòu)體，填筑砂土形成鋼板樁圍堰。

2.鋼板樁圍堰特點

（1）鋼板樁強度遠高于其他材料的結(jié)構(gòu)，更容易深入深層土層或打入巖石中，圍堰結(jié)構(gòu)有更好的固定效果。

（2）能夠在深水中進行施工作業(yè)，解決了普通板樁結(jié)構(gòu)作業(yè)區(qū)域較淺的弊端。

（3）能夠有效阻止?jié)B漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，滿足水利工程較高的防水要求，提高了圍堰的整體質(zhì)量。

（4）鋼板樁圍堰由許多圍堰單體所組成，共同發(fā)揮作用，能夠圍擋較大面積的土體，適用于大體積工程施工。同時，每個單體能夠獨自發(fā)揮作用，避免了工程整體失效的現(xiàn)象。

二、鋼板樁圍堰設(shè)計、施工的技術(shù)原則

1.穩(wěn)定性

在實際工程中，要區(qū)別橫向圍堰與縱向圍堰的適用范圍不同，過水圍堰與不過水圍堰的處理方式也各不相同，因此要結(jié)合工程地質(zhì)條件，采取適當?shù)膰呓Y(jié)構(gòu)形式，保證不出現(xiàn)坍塌、滲漏、腐蝕等的質(zhì)量問題，確保圍堰工程能夠在設(shè)計使用年限內(nèi)正常使用。

2.設(shè)計的系統(tǒng)性與專業(yè)性

在圍堰設(shè)計時，需要結(jié)合工程場地因素全方位考慮各個相關(guān)要點，與整體工程協(xié)同設(shè)計，保證圍堰設(shè)計的系統(tǒng)性。在圍堰的設(shè)計與前期施工過程中還需要考慮后續(xù)施工以及圍堰拆除等相關(guān)工作，保證工程能夠順利進行。

3.綜合考慮水流走向

圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要原則就是圍堰結(jié)構(gòu)要與水流方向一致，從而減少水流與圍堰結(jié)構(gòu)沖擊現(xiàn)象的產(chǎn)生。綜合考慮水流方向、沖擊力、土壓力等一系列自然條件，以及圍堰構(gòu)造、方向等圍堰自身條件等一系列因素對圍堰造成的影響，進行精確計算，將不利因素對圍堰施工質(zhì)量的影響降低到最低，保證圍堰能夠正常工作。

4.保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量

構(gòu)筑圍堰時，要確保圍堰與岸坡之間緊密連接，通過增大圍堰與岸坡之間的接觸面積、增加圍堰結(jié)構(gòu)嵌入岸邊深度、加長防滲路線等方式，保證圍堰與岸坡連接處的質(zhì)量。同時要確保圍堰結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性，避免因為滲漏影響圍堰的擋水效果和穩(wěn)定性。防滲結(jié)構(gòu)的高度必須在水面以上，保證堰體免受流水的侵蝕，使圍堰可有效地保護主體結(jié)構(gòu)。

5.經(jīng)濟性

在保證圍堰工程安全性的同時，應(yīng)當對圍堰結(jié)構(gòu)、造價進行合理論證、科學(xué)分析，減少不必要的結(jié)構(gòu)。施工時盡量遵循挖填平衡的原則，在確保工程質(zhì)量的情況下，盡可能降低工程造價。

三、鋼板樁圍堰施工工藝

1.鋼板樁圍堰施工方法

圍堰施工的主要程序包括開挖、清理、回填、出口段工程施工幾個步驟，必要時在水利工程完工后還需要對圍堰工程進行拆除。圍堰工程開挖時應(yīng)當在河流一側(cè)對土體進行開挖，慢慢深入水底，在圍堰開挖進行到尾聲的時候開始對圍堰進行清理工作，清理的重點是圍堰尾部的出水口，保證圍堰出水口的通暢才能夠保證圍堰乃至于整個水利結(jié)構(gòu)的正常使用。將圍堰下部大塊土清理完畢后要對圍堰進行回填工作，回填同時測量標高，達到設(shè)計高程之后再對出水口進行施工。

2.鋼板樁下沉

鋼板樁安裝前首先要運輸?shù)较鄳?yīng)的工作平臺上，利用專業(yè)吊裝設(shè)備對鋼板樁進行逐一拼接，拼裝過程中需要注意順序。鋼板樁全部拼裝完成之后需要下沉進水中，鋼板樁在水中下沉?xí)r可直接利用其自身重力作用，在沉入水底之后重力作用較小不足以使鋼板樁下沉，這就需要利用振動錘輔助鋼板樁下沉。圍堰內(nèi)部的積水將會影響鋼板樁圍堰的下沉，需要將鋼板樁內(nèi)部多余的水抽出，保證鋼板樁能夠正常下沉。鋼板樁沉入水底50cm 以上停止下沉并要對鋼板樁進行適當調(diào)整。

3.鋼板樁外部黏土圍擋

由于鋼板樁是由槽鋼單元拼接而成，其自身具有縫隙，若不采取措施會有滲水現(xiàn)象產(chǎn)生，所以在鋼板樁圍堰安裝完成之后應(yīng)當進行加固處理，通常采用的方法是在圍堰外圍設(shè)立圍擋結(jié)構(gòu)。圍擋材料的選擇應(yīng)當首先考慮其防滲性能，目前防滲性能較好并且可以就地取材的材料為黏土材料，在圍堰外部用黏土加固的同時還應(yīng)當在圍堰內(nèi)部投擲石塊并用水泵抽出圍堰內(nèi)部多余積水。與此同時還應(yīng)當做好必要的檢查工作，對圍堰工程中滲漏的位置做到早發(fā)現(xiàn)早修復(fù)，保證施工質(zhì)量。

4.圍堰合龍

圍堰合龍的精確程度直接影響到圍堰整體密封性的好壞，對工程質(zhì)量有著直接影響。在拼裝前應(yīng)當對鋼板樁的尺寸進行測量，保證每一塊鋼板樁都能夠順利拼接。同時應(yīng)當注意檢查鋼板樁接口處的大小、尺寸，確保鋼板樁順利拼裝。但是再精細的檢查也不能夠完全杜絕鋼板樁拼接不緊密的現(xiàn)象，需要在工程中結(jié)合實際情況對鋼板樁進行調(diào)整。例如在鋼板樁拼接之前可以結(jié)合鋼板樁模型對鋼板樁拼接的情況進行預(yù)測，根據(jù)鋼板樁實際長度、寬度進行計算，判斷圍堰工程是否能順利合龍。

5.鋼板樁圍堰糾偏

鋼板樁的各個結(jié)構(gòu)在制作過程中存在著一定誤差，這將導(dǎo)致鋼板樁在安裝時不能夠完全對接緊密，可能會導(dǎo)致圍堰合龍過程中出現(xiàn)一定誤差；受施工條件和工藝水平的影響也會出現(xiàn)鋼板樁貼合不緊密的現(xiàn)象，需要對鋼板樁進行人工調(diào)整，通常采用人工錘擊的方式進行微調(diào)，必要時也可以采用安裝復(fù)滑車的方式進行調(diào)整。

四、鋼板樁圍堰施工技術(shù)要點

1.保證圍堰施工安全性

水利工程中的圍堰施工具有一定危險性，在施工時應(yīng)當防范安全事故的產(chǎn)生，嚴格遵守施工現(xiàn)場管理規(guī)范，并且需要在施工現(xiàn)場配備相應(yīng)的安全管理人員對整個施工過程進行全方位監(jiān)督。在重點施工部位應(yīng)當加派專人進行監(jiān)督，對不符合操作規(guī)范的行為應(yīng)當及時予以糾正。

2.及時觀測水位，避免漏水現(xiàn)象發(fā)生

圍堰工程最大的隱患就是裂縫造成的滲水現(xiàn)象。施工過程中一定要嚴防漏水現(xiàn)象產(chǎn)生，可以在圍堰結(jié)構(gòu)上架設(shè)水位標桿來監(jiān)測水位變化，及時發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象并進行調(diào)整處理。

3.做好過程質(zhì)量控制

圍堰底部受水底壓力的影響經(jīng)常會出現(xiàn)鼓底現(xiàn)象，如果處理不好將會影響整個圍堰工程的施工，進而影響工程質(zhì)量。在設(shè)計階段應(yīng)當詳細勘察水下情況，及時預(yù)測可能出現(xiàn)鼓底的地點，提前做好加固。在施工過程中若出現(xiàn)鼓底現(xiàn)象應(yīng)當及時停工，采取調(diào)整措施，問題未解決前禁止施工。

4.及時關(guān)注天氣變化

下雨季節(jié)對鋼板樁圍堰工程施工的影響較大，施工時盡量避開多雨季節(jié)。如必須要在多雨季節(jié)施工，則需要對圍堰工程采取加固措施，防止大雨對圍堰結(jié)構(gòu)造成破壞。

五、結(jié)論

鋼板樁圍堰因為其獨特的優(yōu)勢在水利工程中得到越來越多的應(yīng)用，施工技術(shù)也在不斷發(fā)展，形成了一整套完整的理論體系。本文探討了鋼板樁圍堰的施工工藝，以及影響施工質(zhì)量的因素和對策，旨在為相關(guān)水利工程鋼板樁圍堰的施工提供借鑒■