水利工程中水閘鋼管樁圍堰的施工技術(shù)實踐探究

劉如信

摘要：近年來，中國的水利建設(shè)正處于快速發(fā)展時期，下文結(jié)合工程實例，探討了鋼管樁圍堰施工技術(shù)在水閘基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用，提供類似項目的參考。

關(guān)鍵詞：水閘;鋼管樁;圍堰工程;施工技術(shù)

某一水閘工程的設(shè)計共4個洞，洞口大小為5.0m×5.0m，門閘室長16.0m，地板厚度為1.2m，地板標(biāo)高為-1.5m，中間墩為1.5m，側(cè)面墩為厚度1.0～1.93m，胸墻位于鋼制工作門的上游（內(nèi)部）結(jié)構(gòu)。在水閘上游安裝了5m長的鋼筋混凝土，下游配有防洪設(shè)施，一條5m長的鋼筋混凝土，一條18m長的合金網(wǎng)石箱并在防洪堤的兩側(cè)鋪設(shè)了合金網(wǎng)石籠網(wǎng)。

一、項目概述

（一）圍堰工程的初步構(gòu)想

根據(jù)項目要求，水閘必須建在干燥的地面上，圍堰用于擋水。在水閘施工之前，必須先形成施工圍堰。根據(jù)招標(biāo)文件，圍堰建設(shè)必須分兩個階段進行，以便相互轉(zhuǎn)移并確保閘門的施工不會淹沒閘門上游兩側(cè)的居民。

1.改變圍堰導(dǎo)流方法的好處

（1）可以大大縮短工期，在枯水期可以完成工作量大的建設(shè)項目，它可以確保項目在合同期內(nèi)完成。

（2）縱向圍堰向左移動后，其施工高度大大增加，降低了縱向圍堰的施工難度，確保了圍堰的整體安全。

（3）閘室的整體澆筑施工保證了地板的施工質(zhì)量，減少了混凝土澆筑的數(shù)量。

2.更改圍堰導(dǎo)流方法的缺點

（1）增加建筑強度需要緊湊的結(jié)構(gòu)，這大大增加了建筑成本。

（2）明渠導(dǎo)流小，底蝕大，砌體的底部需要保護。同時，可以添加混凝土以降低粗糙度并增加抗沖擊性。但是，如果洪水超過了標(biāo)準(zhǔn)，將有一定的風(fēng)險，計劃采取的措施是清除圍堰并釋放預(yù)留間隙中的水。

（3）在基坑中留出4m寬的工作面，以利于在開挖期間建造鋼管擋土墻樁。同時，要求在圍堰與基坑相鄰的一側(cè)使用密排鋼管樁，以防止鋼管暴露于地面。因此，根據(jù)水閘工程節(jié)點施工期和總施工期的要求，計劃調(diào)整原始招標(biāo)文件要求的縱向圍堰的施工位置，并將縱向圍堰向左移動，整體結(jié)構(gòu)確保有足夠的時間來構(gòu)造上部結(jié)構(gòu)。縱向圍堰內(nèi)部留有4m寬的工作表面，垂直圍堰的左側(cè)留有9.0m的分流明渠，以保護明渠的干石并防止水腐蝕。由于縱向圍堰更靠近閘室地板的左側(cè)，為了確?？v向圍堰在開挖過程中的安全性，縱向圍堰的設(shè)計考慮到維護12m長的密集堆放的鋼管樁和圍堰結(jié)構(gòu)。

（二）第二期圍堰

第二期圍堰的工作量包括左岸的上游和下游連接，帶刺的墻等。圍堰拆除后，將進行施工并在施工期間需要防洪工作。下游的圍堰是用從一級圍堰拆除的鋼管樁豎起的，而上游的圍堰則堆放有松散的木材，考慮在縱向圍堰中使用側(cè)墩。

二、圍堰施工技術(shù)控制

（一）圍堰設(shè)計

結(jié)合項目實際情況，采用鋼管樁圍堰和縱向圍堰作為施工圍堰，內(nèi)圍堰的位置在稻中塘大橋下，由于橋梁的影響，無法使用鋼管樁進行施工。因此，請使用裝滿沙子的布袋圍堰進行施工。

1.設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃暮统毕卣?，并參考原始設(shè)計招標(biāo)文件和水閘工程的實際施工位置，選擇圍堰作為年度標(biāo)準(zhǔn)。施工圍堰設(shè)計高潮水位3.54m;圍堰的設(shè)計頂部高度確定為4.0m，而圍堰的頂部保持在0.5m.在施工過程中，它必須達(dá)到4.5m以上，并留出空間進行緊急救援。

分流設(shè)計基于每五年的非汛期，流量約為每秒59.2立方米。該項目水下部分的結(jié)構(gòu)施工安排在旱季。由于施工場地小，安裝后的最小截面積為19.25m2，混凝土護坡的粗糙度為0.014，明渠底部高程為0.5m，明渠坡度為1：2000，下游平均為非汛期，當(dāng)潮位為1.58m時，分流明渠的速度為41m3/s，速度為2.13m/s。

中堂大橋的洪水水位應(yīng)為4.34m，基本滿足原設(shè)計的枯水期流量要求。

2.圍堰布局

根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況和水閘的設(shè)計要求，將外堰布置在水閘出口防淘樁的外部，距防淘樁的凈距為2m，內(nèi)圍堰為在上游處布置了鋼筋混凝土保護裝置，上游工作面位置的寬度大于4m。

3.結(jié)構(gòu)

基于原始設(shè)計結(jié)構(gòu)，進行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

（1）基礎(chǔ)填滿土方，高度為0.5m。上游連接工程用于挖掘土方工程，圍堰樁可以在填充過程中打入。

（2）由于地質(zhì)條件良好，為粉質(zhì)土壤，鋼管樁裸露長度與土壤深度之比控制在1～1.5之間。

（3）圍堰結(jié)構(gòu)。在縱向上使用鋼管圍封順序，并在水平方向上保留兩排鋼管以進行拉動，整體結(jié)構(gòu)由圓鋼制成。使用非織造土工布過濾器，平均潮位下部用粘土密封以利于固結(jié);平均潮位的上部為2m寬，帶有黏土墻，兩側(cè)均被原始土壤密封。由于地形狹窄，河流的坡度大且寬度有限，根據(jù)原始設(shè)計，它只能寬4m?？紤]防洪時，有緊急救援的余地，可能會增加子圍堰，要求鋼管超過設(shè)計高度的50%厘米。在整個圍堰施工中，基坑旁的防護是關(guān)鍵，必須合理安排施工順序，必須先建造基礎(chǔ)灌注樁，以加強基礎(chǔ)并保護圍堰的穩(wěn)定性?；娱_挖必須采用水力開挖進行，必須分層，并有足夠的坡度，注意坡度的穩(wěn)定性，并及時采取防護措施;最后，在縱向圍堰附近進行開挖。

（二）圍堰施工

1.施工程序

根據(jù)施工進度和實際地形，先建一期圍堰，再建二期圍堰。首先建造內(nèi)部圍堰，首先建造縱向圍堰和外部圍堰。圍堰施工期間，應(yīng)在兩側(cè)進行打樁和填土。施工完成后，應(yīng)進行維修結(jié)構(gòu)的施工，然后進行土方和氣密性，逐漸分層和加載以確保穩(wěn)定性。

2.施工方法

（1）圍堰建設(shè)。首先填充土方工程（通過上游渠道挖掘）和鋼管樁對于打樁，通過駁船運輸樁，并且在打樁船上安裝鋼管樁，請使用小型水挖掘機填充隨附的土方。為了滿足設(shè)計要求，鋼管樁應(yīng)盡可能筆直，并且進度應(yīng)盡可能快。

（2）施工排水。污泥的排污應(yīng)與泥漿泵，潛水泵等配合進行。抽水時應(yīng)特別注意圍堰的安全性和穩(wěn)定性以及圍堰的泄漏，以便及時采取措施消除隱藏的危險。

（3）拆除圍堰。水閘C25混凝土現(xiàn)澆樁，C35防滲板樁，鋼筋混凝土樓板，鋼筋混凝土墩，鋼筋混凝土半墻，維修平臺以及上下游鋼筋混凝土基礎(chǔ)施工，右翼墻完成。在基本滿足供水條件后，根據(jù)進度要求，嘗試盡快拆除一期施工圍堰，以便二期圍堰的早期建設(shè)。拆除方法是用小型挖掘機在水面上挖土，用泥漿泵將土挖到設(shè)計標(biāo)高，然后用氧乙炔在水箱后面切水平鋼。

三、結(jié)束語

防水門工程鋼管樁圍堰的施工特點是：施工速度快，不受荷載率的影響，小橫截面和小面積有利于分流器的布局;圍堰材料具有回收和再利用的價值;土方工程適合封閉空氣，水平屏障比垂直屏障要好。

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