水利工程施工中鋼板樁圍堰技術的應用研究

梁 超 楊佳蔚

陜西省水務集團有限公司

1 前言

水利工程一般有幾個基礎功能，一是為了方便通行、二是為了有效治理洪澇災害、三是為應對季度降水量差異大等問題。在正式興建之前，要經(jīng)過諸多繁瑣工序來確定方案的可行性，綜合論述其是否能起到理想效果。而鋼板樁作為圍堰技術中的一種常見形式，其中需要關注的重點內(nèi)容有很多，諸如關注鋼板運輸質(zhì)量以免其完整性被破壞，施工前要對其進行拼裝以免影響后續(xù)施工進度等，只有做好各項準備工作，才能有效提升圍堰效果。

2 圍堰技術概述

圍堰施工是水利工程建設中的重要環(huán)節(jié)，在實際操作時，相關單位要先詳細調(diào)查項目所在地河道的具體情況，結(jié)合各種要素去逐步完善施工組織計劃，最終確定出適用、合理的整體方案。當然在圍堰施工中要積極采用自動化、信息化與智能化技術，注重技術層面上的優(yōu)化創(chuàng)新，以保障圍堰建設質(zhì)量。除此之外，鋼板樁圍堰并不是唯一選擇，相關人員需要結(jié)合施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件進行綜合分析，以選擇最為適合、性價比最高的圍堰類型，為后續(xù)工作開展奠定堅實基礎。

3 鋼板樁圍堰技術概述

鋼板樁圍堰技術被應用于水位較深、流速較快的河床之中，要在保質(zhì)、保量的情況下完成定位、模架支柱設置、模架安放就位、鋼板樁設置、圍檁安裝、拉桿安裝、拆除支柱、拆除模架、填充砂礫等諸多工作，要謹遵順序開展各類工作，在操作過程中該技術有著機械化程度高、設備要求嚴格的特點，但鋼板樁在拆卸后可循環(huán)利用。

在實際應用過程中，鋼板樁圍堰技術在4m以上的深水區(qū)域使用，河床有較厚的碎石土、砂類土、風化巖層才較為適合。鋼板柱圍堰有圓形的、多邊形的、矩形的，而鋼板樁有Z 型的、直的、槽型的、工字型的，拼湊后可做成單層或雙層圍堰。通常情況下深基坑多用圓形型鋼，淺基坑多用矩形木導框；在采用雙層圍堰時，往往在夾層中填入黏土；當然要是偶遇特殊情況，也可在夾層下部灌水以提高水泥的防滲透能力。

4 鋼板樁圍堰施工要點研究

4.1 做好采購與運輸工作

相關人員需對鋼板樁的采購與運輸進行把控，并做到流程明確、內(nèi)容具體。在圍堰施工前要先訂購鋼板耗材，相關單位一定要委派專人對進場材料的質(zhì)量進行審查，堅決不接收無出廠合格證與其他所需憑證的材料，并采用抽樣調(diào)查的方式對其實際性能進行把控，不符合質(zhì)量要求的材料不予使用，在鋼板進場后，由于其體量大、質(zhì)量大，很難用人力將其搬至指定位置，所以需要借助相應的運輸設備，在裝卸過程中要注重力道把控，不可損害鋼板的整體性。

4.2 做好打樁與鋼板插入施工

在實際施工過程中，為保障鋼板樁施工質(zhì)量需要做好打樁處理，在操作時要控制好力度，既要使其能起到固定效果，又要盡量保障其完整性，可通過增設樁帽的方式避免頂部被敲壞。

除此之外，插樁工作也不能忽視，在插入鋼板時要注重垂直度把控，如垂直度不能滿足國家法律法規(guī)要求與設計需要，則需要拔出后二次插入，當然也可以從一開始就分開施工，第一次只打所需深度的二分之一，隨后將鋼板調(diào)整到最佳角度，再將其打入到設計深度。在圍堰施工過程中會遇到諸多問題，產(chǎn)生一些事先沒預料到的意外情況，比如圍堰內(nèi)的水位比圍堰外的水位高，兩者并不處于平衡狀態(tài)下，這時就需要在圍堰底部設置連接管進行必要的抽排水工作，水位調(diào)平后再進行封堵，而在抽水的過程中，要注意是否存在漏水現(xiàn)象，如若發(fā)現(xiàn)則可用細沙、煤炭等將漏水點堵住。

4.3 做好鋼板柱下放施工

在第一圈鋼板樁拼裝完成后要緩慢下放，然后馬上著手第二圈鋼板樁安裝施工，以此順序直至所有外圈下放到位。此外，鋼板樁下放深度要達到粉質(zhì)黏土層下50cm處，這是因為水利項目中的粉質(zhì)黏土要比普通黏土擁有更強的吸附與承載力，并且具備更優(yōu)的防漏性能，如在鋼板樁下沉時因圍堰底部起伏較大而引發(fā)漏水問題，則可用高壓水槍對面層上多出來的淤泥進行必要清理后再繼續(xù)展開淤泥下沉工作，通常情況下由于鋼板樁自身的質(zhì)量較大，所以用其自重來實現(xiàn)下沉，但相關人員還是應結(jié)合實際情況來安裝多個小型振動錘，起到提升下沉速度的效果。

當鋼板樁下沉后，需要在其周圍裹上土工布、加設高質(zhì)量黏土編織袋，一般情況下，高度要維持在1m以上，頂部高度要超過2m。在完成上述操作后，施工人員可以將石頭投放到圍堰底部，起到一定的固定作用，啟動泥漿泵來測試圍堰的密實。圍堰施工完成后要全面開展檢測與排查工作，對圍堰口與水平之間的差距是否滿足要求、是否存在漏水現(xiàn)象等進行有效把控，以免影響后續(xù)步驟的開展。在圍堰項目施工完后要檢查是否存在漏水問題，相關人員作出全權威檢測報告，為問題的解決提供理論性引導。

4.4 提升合攏施工質(zhì)量

在水利工程圍堰施工過程中，合攏是要點內(nèi)容也是核心環(huán)節(jié)，合攏質(zhì)量的好壞會對圍堰的密封性能的優(yōu)劣產(chǎn)生極大影響。因此，在拼裝過程中，相關人員必須對鋼板的寬度進行重點把控，爭取做到“嚴絲合縫”，全面提高拼裝質(zhì)量。在項目推進時不難發(fā)現(xiàn)，通常情況下在開展合攏施工時，難以保障鋼板兩端側(cè)口吻合，這時就需要進行及時調(diào)整，且為了杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生，可從以下幾方面入手做好質(zhì)量控制工作。第一，在鋼板樁拼裝完還未插打前要根據(jù)相關模型來有預見性地推測合攏后的最終結(jié)果，若先測量合攏口長度，再測定鋼板樁寬度，則需要根據(jù)所給出的精確數(shù)據(jù)來制作出相應的拼裝鋼板樁，這樣處理后如果還是出現(xiàn)無法合攏的情況，可以先將鋼板樁吊起，并組織專業(yè)人員結(jié)合實際情況設置滑車組，來對鋼板位置進行調(diào)整。第二，在合攏時會受到諸多外界因素影響而出現(xiàn)樁體本身與接口不平行的問題，出現(xiàn)這種情況后需要借助外力進行調(diào)整，以確保鋼板樁與合攏口相切，若發(fā)現(xiàn)鋼板樁尾部裸露在外，可用滑車組進行調(diào)整，有效避免錘擊過程中所產(chǎn)生的破壞。第三，在操作中經(jīng)常會遇到鋼板樁圍堰合攏處高低不平的現(xiàn)象，嚴重影響插打質(zhì)量，相關人員可以在離最后一組鋼板樁最近的鋼板墻向外推開，縮短鋼板樁上下間的空位距離，以提升合攏質(zhì)量，但該方法是一把“雙刃劍”，其所產(chǎn)生的多余空隙會大大提高鋼板樁所承受的壓力，大大提高安全與質(zhì)量問題的發(fā)生率，所以施工人員要視情況而定，在對上下距離進行精準測量后，結(jié)合相關數(shù)據(jù)來重新設計鋼板樁并投入使用，在提高攏口密封性的同時，有效避免滲漏問題的發(fā)生。

4.5 做好鋼板拆除工作

在拆除鋼板樁之前，要先做好支撐拆除工作，要遵循從上到下的施工順序，在實際操作中還需要不斷往圍堰內(nèi)注水，直至水位超出圍堰外水位一米以上方能結(jié)束，但水位限高一般控制在一米半為宜，這樣做的目的是為了保障圍堰內(nèi)外的水壓能保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，去抵消鋼板樁所承受的外部壓力，方便拆除。相關人員要在圍堰下游處選擇一塊最容易被拔除的鋼板樁，不停敲擊后發(fā)現(xiàn)其能逐漸上抬一到兩米左右的距離，這時可以嘗試去拔除其他的鋼板樁，讓其與第一根鋼板樁的拔出高度相同，在圍堰松動后，便根據(jù)從下游兩側(cè)到上游的順序來逐次拔除鋼板樁，若在拔除過程中出現(xiàn)樁尖彎曲或鎖扣形變的問題，應提升拔樁力度，如果還是不行則要嘗試進行水下切割作業(yè)。

5 鋼板樁圍堰施工中的風險成因分析及對策研究

5.1 人員因素

施工人員經(jīng)驗不足、缺乏必要的安全常識，無法有預見性地想到施工過程中有可能出現(xiàn)的問題，在發(fā)現(xiàn)問題后手忙腳亂，作出一些應激反應很有可能會擴大事故所帶來的負面影響。因此，施工團隊要花高薪聘用與組建專業(yè)的管理團隊，對員工進行必要的崗前培訓，將主要內(nèi)容放在項目概況講解、施工技術交底解釋、三級安全教育上，當然還需要通過合理的方式來核實教學整體效果，通過理論知識與實操能力考核來確定該員工是否能上崗，對于那些特種設備作業(yè)人員必須嚴格要求，未取得相關職業(yè)資格證堅決不予錄用，且在施工過程中需要對施工人員進行不間斷或定期的安全培訓，做好技術交底工作以保障項目平穩(wěn)推進。

5.2 材料因素

鋼板樁圍堰的基礎材料就是鋼板樁，從某種程度上來說鋼板樁質(zhì)量的好壞對圍堰性能有決定性影響，一些施工單位為降低工程造價在材料選擇上會睜一只眼、閉一只眼，而一些采購人員會以吃回扣的方式中飽私囊，種種亂象的存在并不是空穴來風，也正因如此就需要企業(yè)采取強有力的把控措施。在材料進場前，一些不滿足國際拉森IV標準的不能接收，并要嚴查采購部門中的“涉事人員”，看看不合格的產(chǎn)品被運往施工現(xiàn)場這一動作的背后到底存在多少秘密，嚴格懲處、殺一儆百以保障圍堰施工質(zhì)量；在進場后，合格材料并未按規(guī)矩存放在指定地點，導致其性能發(fā)生了改變直至成為不合格產(chǎn)品，出現(xiàn)這種情況要責任到人，看看究竟是誰的責任，在處理內(nèi)部問題的同時及時定制鋼板樁，以確保施工進度安排不受影響。

5.3 設備因素

鋼板樁有著質(zhì)量大、體量大的特點，一般很難在全人工的條件下完成各項工序，就連施工場地中的材料運輸都需要借助卡車等工具，所以機械設備是此類型圍堰施工中的要點內(nèi)容。在實際操作中，堰體容易與履帶式起重機發(fā)生碰撞，在之后的各道工序中，要始終將打樁、起重設備吊臂活動范圍控制在一定的距離內(nèi)，要始終與堰體保持兩米以上，在施工時要做到專機專人負責，出現(xiàn)問題后能快速責任到人，并且要在的堰體上設置安全警示牌，以顯眼的方式起到警示作用。

5.4 環(huán)境因素

我們這里所說的環(huán)境因素，其實是區(qū)別于自然環(huán)境因素外的施工環(huán)境因素，其中包括了機械與人兩大新內(nèi)容，在施工過程中，人與設備在堰體上來回通行所產(chǎn)生的壓力與振動，會逐步降低鋼板柱間的聯(lián)系強度，輕則造成滲水，重則出現(xiàn)坍塌，對施工安全與進度產(chǎn)生較大影響。除此之外，在一些剛打完還沒來得及進行加固處理的堰體上，不難看到稀稀落落、三兩成群被堆置于此的材料，施工人員可能會覺得鋼板樁堰體很結(jié)實，放點耗材沒什么，但實際情況是這些材料會大大增加堰體的負荷。為此，施工單位應該在堰體的入口處增設護欄與警示牌，一方面是禁止無關人員與設備通行，一方面是禁止材料堆放。

綜上所述，我們不難看出在現(xiàn)階段的水利工程施工中，鋼板樁圍堰是一種常見類型，且在項目建設時發(fā)揮著不可替代的關鍵性作用，其所體現(xiàn)的價值是值得肯定與宣傳的。相關人員應該在實際工作者不斷思考、總結(jié)經(jīng)驗，積極學習新知識，努力解決眼前問題，從多方面入手提高鋼板柱圍堰施工質(zhì)量，在實現(xiàn)自我價值的同時，為我國水利行業(yè)發(fā)展與民眾的生產(chǎn)、生活條件改善奉獻自己的一份力。