水利灌區(qū)改造工程鋼板樁圍堰導(dǎo)流施工要點(diǎn)探討

何根

【摘要】本文結(jié)合筆者既往鋼板樁圍堰導(dǎo)流施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，圍繞水利灌區(qū)改造項(xiàng)目鋼板樁圍堰導(dǎo)流施工前期準(zhǔn)備及施工技術(shù)要點(diǎn)展開細(xì)致探討，以期能夠?qū)V大水利施工同仁在開展鋼板樁圍堰導(dǎo)流施工時(shí)有所幫助。

【關(guān)鍵詞】水利灌區(qū)改造工程;鋼板樁圍堰導(dǎo)流;施工要點(diǎn)

1、施工前期準(zhǔn)備

（1）提前準(zhǔn)備好施工所需鋼板樁等材料，鋼板樁裝載、運(yùn)輸以及卸載等過程中應(yīng)避免晃動(dòng)撞擊，防止鋼材扭曲或受損。運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后使用起吊機(jī)進(jìn)行卸載，注意輕吊輕放，防止鋼板樁受到撞擊而出現(xiàn)變形、損壞等質(zhì)量問題，堆放時(shí)應(yīng)將每層墊平，并按要求布設(shè)支點(diǎn)。（2）對(duì)施工用鋼板樁材料的樁身垂直度和外觀質(zhì)量等進(jìn)行檢查，要求樁垂直度不大于1%、樁身彎曲度不大于1.5%L，且鋼材表面不得存有裂縫、撞痕等損傷痕跡，然后對(duì)鋼板樁全數(shù)鎖口予以檢查，對(duì)于檢查不合格的應(yīng)視程度進(jìn)行整修，例如，對(duì)于扭曲、死彎等質(zhì)量缺陷可通過冷彎以及熱敲的方式予以處理，并采用焊補(bǔ)、切除等方式進(jìn)行修整，對(duì)于缺陷情況較為嚴(yán)重的不能投入工程使用。（3）鋼板樁插打施工前，應(yīng)在鎖口部位均勻涂抹由黃油、干膨潤土和干鋸末混合物組成的混合油（混合比例為5：5：3），以提升鋼板樁整體的防滲性與潤滑性，以使插拔操作順利完成。（4）施工時(shí)使用的主要器材有汽車吊、水上定制浮船、液壓打樁拔樁機(jī)、振動(dòng)錘、鋼板樁、蝸殼式混流泵、潛水泵以及柴油發(fā)電機(jī)。

2、施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1施工流程

施工步驟如下（圖1）：⑴水上安裝浮船;⑵打設(shè)鋼板樁并試樁;⑶前期定位測(cè)量、放線;⑷依次插打鋼板樁至閉合;⑸一期圍堰支撐體系安裝;⑹一期圍堰抽水、堵漏;⑺灌區(qū)渠道修理清整施工;⑻一期基礎(chǔ)溝灌水;⑼一期兩側(cè)橫向鋼板樁拆除并循環(huán)利用;⑽安裝二期圍堰支撐及止水;⑾二期圍堰抽水、堵漏;⑿二期灌區(qū)渠道修理清整施工;⒀二期基礎(chǔ)溝灌水;⒁二期橫向兩側(cè)鋼板樁拆除并轉(zhuǎn)入下一期鋼板樁插打施工;⒂依次進(jìn)入循環(huán)。

圖1 施工流程

2.2 鋼板樁插打

2.2.1試樁

水利灌區(qū)改造工程正式動(dòng)工前，必須先打試樁，再進(jìn)行施工作業(yè)。在渠道中按鋼板樁的軸線放線點(diǎn)打?qū)驑叮g距為0.04km，導(dǎo)向樁使用拉線互相連接。插打時(shí)，應(yīng)采用600cm與900cm的鋼板樁混合插打，第一次鋼板樁使用600cm的直接打至強(qiáng)風(fēng)化的巖層。插打過程中須遵循如下原則：①若打插深度超過設(shè)計(jì)深度50cm以上時(shí)，應(yīng)將600cm鋼板樁拔出，使用900cm鋼板樁進(jìn)行替換;②若打插深度超過設(shè)計(jì)深度但超出深度在50cm以內(nèi)時(shí)，不用替換鋼板樁，仍采用600cm鋼板樁繼續(xù)插打;③當(dāng)打插深度低于設(shè)計(jì)深度且打插深度超過120cm時(shí)，仍繼續(xù)采用600cm鋼板樁繼續(xù)插打，但須另做鋼支撐，并用鋼絲繩做拉線，拉線腳距鋼板樁500cm;④當(dāng)打插深度不足120cm且圍堰軸線長(zhǎng)不足10m時(shí)，應(yīng)使用雙排0.8cm厚度的鋼板閘門替代鋼板樁，并用鋼絲繩做拉線，拉線腳距閘門300cm;⑤當(dāng)插入深度過淺，無法立穩(wěn)時(shí)且軸線長(zhǎng)超過10m時(shí)，應(yīng)另行設(shè)計(jì)。

2.2.2 打樁

使用打樁機(jī)將鋼板樁吊起打樁，作業(yè)人員在小船上輔助將鋼板樁插打至上根鋼板樁鎖口，打樁施工中應(yīng)保持鋼板樁垂直，且垂直方向偏離角度不得超過5‰，打樁過程如若發(fā)生偏斜應(yīng)側(cè)拉撥正，若傾斜角度太大不能拉回垂直角度時(shí)應(yīng)撤出重新插打。打樁過程中可能遇到的問題及應(yīng)對(duì)舉措：①插鋼板樁時(shí)若遇到較硬的障礙物無法突破時(shí)，可使用弧形樁或轉(zhuǎn)角樁避開;②在淤泥土質(zhì)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，如若碰到較硬的障礙物而導(dǎo)致鋼板樁角度出現(xiàn)偏斜時(shí)，可將偏斜鋼板樁上拔并向下錘進(jìn)，按照此種方式反復(fù)拔錘幾次后能夠?qū)⒆璧K物搗碎或擠壓至插打軌道外，使鋼板樁能順利插入而不發(fā)生偏斜;③鋼板樁如若偏離軸線位置較大角度時(shí)，可使用異形鋼板樁進(jìn)行糾偏，異形柱主要為上大下小或?qū)挾扰c標(biāo)準(zhǔn)不同的板樁，也可以依照鋼板樁的偏離度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作，從而利用異形樁縱面寬度特點(diǎn)改變底部承載力，插入時(shí)更輕松。

2.3 支撐體系連接

按照由上向下的方式進(jìn)行支撐體系的安裝連接作業(yè)，從渠溝中抽水時(shí)，若抽水量達(dá)到預(yù)計(jì)的深度，應(yīng)視情況使用型號(hào)為2130工字鋼橫撐與2.6cm的鋼絲繩拉桿構(gòu)成支撐體系，鋼絲繩與橫撐相互連接，并依照預(yù)先設(shè)計(jì)尺寸將拉桿與錨固樁安裝連為整體，增強(qiáng)圍堰面對(duì)高水壓的抵御力。

2.4 抽水與堵漏

（1）待鋼板樁插打至合攏后，使用2臺(tái)蝸殼式混流泵完成基礎(chǔ)溝的抽水作業(yè)。抽水時(shí)要控制水流大小和抽水速率，不能過大，防止出現(xiàn)漏水或其他問題時(shí)沒有充足的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)救，抽水作業(yè)過程中要同步做好檢查和堵漏工作。抽水時(shí)派遣工作人員潛入水中對(duì)內(nèi)側(cè)鋼板接縫處貼0.2m尺寸寬的防滲漏堵水條，如有因水壓過大不堪受力導(dǎo)致銜接處產(chǎn)生形變的，選擇堵水棉楔入鎖口內(nèi)側(cè)形變凹陷處做好補(bǔ)漏工作。（2）施工中對(duì)于鋼材因氧化反應(yīng)或吊裝鋼材時(shí)穿孔而產(chǎn)生的漏洞，應(yīng)在靠近水面一側(cè)均勻涂抹防滲專用混合物，再使用防滲漏專用棉條對(duì)其表面進(jìn)行覆蓋。（3）如果鋼板樁底部發(fā)生滲漏，應(yīng)使用沙袋在靠近水面一側(cè)的鋼板樁腳處進(jìn)行鋪設(shè)，在背水一側(cè)距離鋼板樁腳底50cm的位置使用挖機(jī)開挖深40cm，寬60cm的溝槽進(jìn)行排水，并在圍堰上游、下游的坡腳線位置各挖設(shè)寬150cm、深100cm的集水坑，坑內(nèi)儲(chǔ)存的水使用潛水泵抽出到基礎(chǔ)溝外部。（4）一期基坑進(jìn)行堵漏防滲工作時(shí)，要針對(duì)漏水情況較重的鋼板樁位置或坡腳位置做好記錄，在一期基礎(chǔ)溝放水工作進(jìn)行之前做好二期底部沙袋填裝防漏和滲漏孔防滲專用棉條止水工作，從而使二期抽水工作時(shí)水下止漏員的工作量得到減少。

2.5 形變量監(jiān)測(cè)

在進(jìn)行鋼板樁的圍堰擋水工作時(shí)，須在鋼板樁外圍的水平位移方向設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以記錄鋼板樁的形變情況，觀測(cè)點(diǎn)之間間隔為20m，并按要求每隔一段時(shí)間對(duì)鋼板樁的頂部位置作一次觀測(cè)，記錄其位移情況。抽水時(shí)，（下轉(zhuǎn)200頁）（上接198頁）水位每下降100cm觀測(cè)記錄一次，施工作業(yè)期間應(yīng)按照24～27h/次的周期實(shí)施觀測(cè)。若連續(xù)觀測(cè)期間內(nèi)鋼板樁頂部的位移量不超過10cm，則認(rèn)為圍堰狀態(tài)穩(wěn)定，觀測(cè)記錄的間隔可調(diào)整至7d/次;若連續(xù)觀測(cè)期間內(nèi)鋼板樁頂部的位移距離大于100mm時(shí)，則說明鋼板樁處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)停止基坑內(nèi)部施工，分析造成不穩(wěn)定的原因，及時(shí)通知相關(guān)單位采取針對(duì)性的措施，使其恢復(fù)穩(wěn)定后方可重新動(dòng)工。

2.6 鋼板樁拆除

（1）拔出拆除鋼板樁之前，應(yīng)先自下而上依次將圍堰內(nèi)部支撐進(jìn)行拆除。拆除時(shí)，應(yīng)在外圍進(jìn)行注水以抵消圍堰內(nèi)部水壓，使里外受到因水壓造成的擠壓力平衡，從而降低拆除難度。（2）選擇下游位置的一塊拔出難度較低的鋼板樁，采用柴油錘輕微敲擊將鎖口振活產(chǎn)生松動(dòng)后進(jìn)行拔高，拔出100cm到150cm的高度即可，然后再將兩側(cè)相鄰的鋼板樁拔高100cm到150cm，依此類推使鋼板樁松動(dòng)，然后從下游向上游按照兩側(cè)依次拔除的方式將所有鋼板樁全部拔出。（3）敲擊松動(dòng)鋼板樁時(shí)，不要用力過猛，防止發(fā)生大幅扭曲或擺動(dòng)而使鋼板樁受到損壞。且對(duì)樁尖發(fā)生打卷或鎖口位置發(fā)生形變等難以拔出的鋼板樁，應(yīng)采用較大功率的拔樁設(shè)備予以拔除，或使用起重機(jī)與振動(dòng)錘相結(jié)合的方式共同拔除，可在鋼板樁上設(shè)置吊架，振動(dòng)錘振拔的同時(shí)起重機(jī)向上進(jìn)行引拔，如兩者結(jié)合仍不能將其拔出時(shí)，可采取水下切割等其他方式強(qiáng)制拆除。

需要注意的是，采用振拔機(jī)實(shí)施拔樁作業(yè)時(shí)，應(yīng)隨時(shí)對(duì)吊機(jī)尾部的情況進(jìn)行觀察，防止尾部重量不均衡而發(fā)生傾覆;鋼板樁拔除時(shí)應(yīng)按順序依次拔除，易拔的樁先拔，難拔的樁后拔，起拔時(shí)可采用振動(dòng)錘振松后再起拔;拔樁過程中，若拔樁機(jī)采用最大功率振拔30min后仍無法拔出的，應(yīng)停止振拔并改用其他方式拔除;鋼板樁拔出后應(yīng)及時(shí)將表面淤泥、砂土等雜質(zhì)清理干凈并涂油脂以循環(huán)利用，對(duì)于鋼板樁變形較為嚴(yán)重的應(yīng)予以調(diào)直，然后將完整的鋼板樁外運(yùn)并堆置于平整的場(chǎng)地上重復(fù)利用。

結(jié)語：

同傳統(tǒng)土石圍堰相比，鋼板樁圍堰具備施作效率更高、安全性更強(qiáng)、成本投入更低等諸多顯著優(yōu)勢(shì)，其占用河道空間更小、節(jié)約工期高達(dá)60%，因此，對(duì)于水流較急、淤泥質(zhì)土等土石圍堰不適用的水利灌區(qū)改造工程極具推廣運(yùn)用價(jià)值。

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