水利工程施工中圍堰技術的應用要點

張振文

（昌黎縣水務局，河北 秦皇島 066000）

1 土石方圍堰技術的應用

1.1 施工作業(yè)準備

對于需要使用土方圍堰的工程項目，應先進行排水清淤作用，然后使用編織袋裝土，將裝有土方的編織袋排放在側壘堰堤內(nèi)，使用機械設備壓實整平處理，避免空隙處進水。施工作業(yè)準備工作主要包括技術準備和人員、機械準備。技術準備內(nèi)容包括組織項目經(jīng)理對施工作業(yè)現(xiàn)場進行勘察，掌握施工作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境和水文特點，制訂科學的施工方案，確保施工作質量。人員、機械準備工作主要包括將施工作業(yè)需要的專用機械運送至施工現(xiàn)場，并對清點各個部門的人員做好相關技術培訓工作等。

1.2 施工作業(yè)方法

1.2.1 施工測量

施工測量內(nèi)容和流程如下：開展測設作業(yè)前需要按照施工圖紙設計要求和測設基準資料找到測量點，進行平面測量時需要使用全站儀，對測量標高進行控制時需要借助于DS3 水準儀；以原有導線點為基礎進行測量，在滿足通視要求的前提下進行測量。如果測量作業(yè)無法滿足施工要求，需要對導試點進行加密，從而使導試點成為閉合的導線，便于測量精度的控制；在控制測量精度時，需要按照誤差要求控制各項參數(shù)，如果相關參數(shù)超出誤差范圍，將會影響測量結果；進行水準測量時，按照給出的水準點進行測量，相隔50m 放置一個臨時水準點，測量時主要應用往返閉合法，主要控制依據(jù)是場地平整圖標高[1]。

1.2.2 圍堰筑島

圍堰的目的是截流和擋水，為后續(xù)鑄橋作業(yè)提供安全和穩(wěn)定的環(huán)境。所以圍堰的關鍵在于防止河水進入堰島，防止堰堤坍塌，造成安全事故。施工作業(yè)程序如下：嚴格按照堰堤設計規(guī)定進行圍堰，將圍堰內(nèi)的河水清理干凈，并進行多次檢查；圍堰時先用沙礫石將河水阻隔，然后使用編織袋裝土壘堰堤，直到達到設計要求；想要確保圍堰穩(wěn)定性，提升圍堰的抵抗河水能力，進行圍堰時應將堰堤設計成迎水面拱弧形，圍堰的頂面高度超過河寬的10%即可，但不能低于2m。使用裝滿黏土的編織袋在迎水面拱內(nèi)側進行筑堤；填筑堰堤時使用的材料從現(xiàn)場獲取，主要為河道沙礫石塊等。堰堤填筑工作進行到一半后，在背水面填筑黏土層，目的是提高圍堰的密閉性，填筑作業(yè)可以按照從兩邊向中間的方法進行；圍堰完成后，需要使用排水設備將堰內(nèi)水排干，并將河底的淤泥清理干凈；施工過程中，應嚴格管理每一個流程，保證樁基施工得以安全進行。一般情況下，需要在樁位處設置筑島平臺，完成樁基施工作業(yè)后挖除部分筑島，然后開展承臺施工作業(yè)；施工時需要測量放線，將橋梁的中心線標注，進而確定樁基位置。填筑作業(yè)可以使用機械設備，從河道內(nèi)取用填筑材料，借助自卸車運送，用推土機推進和壓實，確保填筑的質量。

1.2.3 施工質量控制

為保證施工作業(yè)質量，要求各專業(yè)相互配合，并對現(xiàn)場進行嚴格管理。施工單位應合理調(diào)配施工人員，定期檢查機械設備，嚴格做好材料檢查，為工程順利推進打下基礎；對于施工作業(yè)人員配置，選擇具有豐富施工經(jīng)驗的人員組成技術小組，為現(xiàn)場施工作業(yè)人員提供技術指導，并承擔重點施工作業(yè)任務；加強總平面管理，對于入場的施工材料，做好管理工作；強化施工現(xiàn)場文明管理工作，打擊違規(guī)施工作業(yè)行為；利用先進的工藝進行施工，可以提高施工作業(yè)效率，推動施工作業(yè)高效開展；合理安排施工時間，做好施工人員的調(diào)配工作，確保施工人力資源的充足性；如果施工作業(yè)在雨天進行，需要做好安全管理工作；施工過程中發(fā)現(xiàn)違規(guī)作業(yè)的情況應及時制止，并對違規(guī)部門進行處罰和通報；塘渣回填過程中需要注意回填流程控制，確?；靥钭鳂I(yè)安全性；及時了解和掌握氣候和水文變化情況，做好安全防護工作，避免出現(xiàn)安全生產(chǎn)事故。

2 木板樁圍堰技術

2.1 木板圍堰技術適用條件

木板圍堰技術應用條件非常有限，一般情況下要求水深不能超過4m；要求樁基的坑底與水面之間不能超5m；河流的流速不能超過0.3m/s；要求河床透水性大，能夠在河床中進行打樁作業(yè)。如果河流條件和施工條件無法滿足這些要求，應結合河流特定選擇其他技術。

2.2 木板圍堰技術要求

木板圍堰施工技術是以木板為主，使用定位樁、導框和木板進行施工作業(yè)。按照施工要求可以將木板分成單層和雙層兩種。一般情況下，要求木板厚度不能小于5cm，不能大于15cm。同時木板的長度選擇需要結合厚度，如果木板的厚度小于8cm，大多使用人字榫的方法，如果木板的厚度超過8cm，大多使用凹凸榫的方法。選擇樁材時應認真地檢查材料的質量，最好選擇抗錘擊性能強的木材，使用機械設備對板樁進行加工處理，提高板材的標準性，定位樁使用圓木。圍堰填料以粘性土為主，采用單層木板樁時，需要控制好坡率，從而保障施工作業(yè)的質量。

2.3 木板圍堰技術方案

首先進行定位樁施工作業(yè)，將內(nèi)外導框安裝在定位樁上，導框間使用短墊木進行連接，保持插樁的間距，施工時將板樁插到墊木處后將短墊木拆除。打板樁需要結合土質和樁體的入土深度設計樁架的捶打方法。完成以上操作之后，開展打樁作業(yè)，此時需要在樁頭安裝樁箍，若是施工時遇硬土或卵石土層，需要在樁尖上進行必要防護。進行插樁環(huán)節(jié)后，大多情況采用插角樁方法，按照先角樁后兩側的流程進行操作，插樁時需要按照朝前方向安放榫舌，樁尖部分做成斜面，向后緊貼板樁榫舌，并檢查插入深度。

2.4 插打木板樁圍堰方法

第一種，先插后打。這種方法是將圍堰插好和擠緊后進行施工，通過機械設備將將板樁打入1m，在確保板樁穩(wěn)定性后，對各樁輪流進行錘擊，錘擊深度為1～2m，錘擊時需要檢查板樁是否達到標高，如果達到標高無須進行錘擊。這種方法可以有效地保障插打的效果，但是在插打的過程中會出現(xiàn)打樁架移動的情況，無法保障施工作業(yè)的進度。第二種，分塊插打。從一個方向開始插入，將單塊板樁插入設計深度，檢查無誤后繼續(xù)插入第二塊板樁。這種方法只需要將樁架轉一圈，不過合攏時較為復雜，如果情況特殊需要做異型樁。施工作業(yè)需要注意的事項較多。

2.5 技術要求

采用模板圍堰技術需要做好以下技術控制工作：圍堰頂面高度需要超過水位0.5m，避免河水進入圍堰中；需要結合河流斷面的情況對圍堰的抵抗能力進行分析，制定完成的設計方案，防止河流沖擊力過大導致圍堰受到?jīng)_擊發(fā)生損壞；圍堰需要具有良好的嚴密性，能夠防止水流進入圍堰內(nèi)部；堰內(nèi)應需要留出足夠的施工區(qū)域，避免施工作業(yè)無法順利進行，影響施工作業(yè)的質量；圍堰斷面具有良好的強度，可以承受河水沖擊力和填筑物的擠壓[2]。

2.6 質量控制方法

圍堰施工應作業(yè)需要結合施工技術流程要求有序進行，并做好現(xiàn)場施工管理工作，最大限度保障施工作業(yè)的質量。施工時應確保堰底內(nèi)側坡腳距基坑頂緣距離達到要求，一般情況下這一距離應超過1m，如果距離較小將會影響施工質量；木板樁必須符合強度要求，樁頂應安裝樁箍，榫口必須密合，樁尖如通過砂類土層，則應安裝防護設備。必須做好現(xiàn)場管理工作，對施工人員的技術行為進行嚴格的控制，避免出現(xiàn)技術失誤或違規(guī)操作的情況，發(fā)現(xiàn)問題后及時處理問題，不給安全事故留出任何升級和演化的機會，最大限度確保施工作業(yè)的質量。

3 鋼板樁圍堰技術

3.1 鋼板樁檢驗、吊裝、堆放

首先，需要對施工現(xiàn)場存在的鋼板樁材料進行檢查，觀察外觀是否存在明顯的斷裂痕跡，將存在質量問題的鋼板樁剔除；其次，裝卸鋼板樁時使用鋼索捆扎兩點吊，如果鋼板樁的長度超過21m，需要對鋼板樁數(shù)量進行限制，要求每次吊起數(shù)量不能超過5 根，同時也要做好固定工作，避免鋼板樁從掛鉤上脫落；最后，堆放鋼板樁材料時，合理地選擇場地，防止鋼板樁所在區(qū)域的地質強度較弱，導致在重力的作用下發(fā)生下沉。

3.2 施工工藝

進行鋼板樁下沉作業(yè)時，需要將鋼板模板轉移至施工作業(yè)平臺，并進行拼裝作業(yè)。完成拼裝作業(yè)后進行下放和固定作業(yè)，之后開展第二圈拼裝和連接作業(yè)，等到所有的鋼板樁全部完成拼裝和連接后，將拼裝后的鋼板樁下沉至水中，并檢查其在水中的位置。鋼板樁下沉方法有兩種。其中一種是通過自身重量進行下沉，下沉至底部后將圍堰上的小型振動錘啟動進行振搗處理，借助大型泥漿泵將圍堰中的水體抽出。如果在抽水時發(fā)現(xiàn)下部存在著明顯的漏水現(xiàn)象，需要借助高壓水槍對底部的淤泥進行沖洗處理，然后調(diào)整下部位置繼續(xù)進行振動處理。當鋼板樁圍堰下沉后，使用土工布進行包裹，在圍堰外圍設置黏土編織袋，要求使用編織袋設計成的圍堰頂部應高出鋼板，圍堰內(nèi)放置石塊，開啟泥漿泵抽水，并檢查圍堰是否存在滲漏。抽水時需要合理控制抽水速度，進一步確保抽水作業(yè)的合理性，避免抽水作業(yè)不當導致后續(xù)的施工作業(yè)無法順利開展，影響到施工作業(yè)的質量[3]。

3.3 鋼板樁圍堰合攏

鋼板樁圍堰合攏過程中，需要做好管理工作，嚴格按照技術標準進行操作，避免無法正常合攏，從而影響后續(xù)施工作業(yè)的質量。對鋼板樁進行拼裝處理時，需要測量每塊鋼板樁寬度，確保其沒有超出誤差范圍內(nèi)容，經(jīng)過細致的選擇，確定鋼板符合質量要求后才能進行拼裝作業(yè)。進入鋼板樁圍堰合攏階段后，需要檢查兩側鎖扣，如果發(fā)現(xiàn)鎖扣不平行，需要調(diào)整鎖扣高度，直至平行為止。鋼板樁頂端安裝了千斤頂，所以可以借助千斤頂對鎖扣高度進行合理調(diào)整。鋼板樁圍堰合攏的最佳時機是鋼板樁施打前，技術人員對鋼板樁進行檢查，調(diào)整其高度后，然后結合鋼板位置設計合攏方法，并按照技術設計要求進行合攏作業(yè)。向下插入合攏鋼板樁插時，可能出現(xiàn)調(diào)整后間距達不到完全平行的情況，針對這種情況應加大下插力度，確保下插的深度[4]。

3.4 鋼板樁拆除

正式拆除鋼板樁前，需要將圍堰內(nèi)的支撐拆除，拆除作業(yè)需要從上到下開展，拆除的同時需要向圍堰灌水，灌水高度為超過圍堰外水位1～1.5m。這樣做的目的是平衡圍堰內(nèi)外水壓，將鋼板樁的壓力抵消，進而將鋼板樁與混凝土分開。完成以上技術操作后，在圍堰下游拔除鋼板樁，主要方法是錘擊振動，這樣可以保障樁體的質量，等到拆除一塊鋼板后，依次將所有鋼板樁拆除，使圍堰產(chǎn)生松動，從下游沿著兩側拆除其余的鋼板。如果出現(xiàn)樁尖彎卷的情況，應加大拔樁力度，如果情況特殊可以在水下切割樁。將鋼板樁拔除時，還需要切斷鋼板樁與導梁木板的焊接物，同時于圍堰內(nèi)部開展灌水處理操作，保障內(nèi)部水位高出圍堰外，防止鋼板樁結構強度產(chǎn)生影響。拆除過程中應合理選擇鋼板的位置，最好選擇受到周圍環(huán)境影響的位置開始，這樣能夠確保拆除的質量，同時減少安全事故的發(fā)生。等到拆完所有的鋼板后對拆除后的位置進行檢查，避免出現(xiàn)樁體結構損壞的情況，進而保障施工作業(yè)的質量[5]。

3.5 質量控制

鋼板樁施打作業(yè)中人，如果鋼板樁保持垂直，可以一次將鋼板樁打入規(guī)定深度，如果鋼板的垂直程度較差，需要通過多次調(diào)整和捶打才能將其打入一定的深度；為了防止捶打鋼板樁時損壞鋼板，可以在樁頂安裝樁帽，這樣能夠防止錘擊力度較大導致鋼板頂部出現(xiàn)彎卷的情況；為了確保捶打效率，可以應用屏風式打入法；為了確保圍堰外水位高度，進行抽水時封閉連通管，發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象后應及時進行處理，避免其對于圍堰內(nèi)造成更多破壞；鋼板樁拼縫連接處應進行特殊處理，嚴格檢查橡膠密封片，避免發(fā)生滲漏，導致河水進入內(nèi)部。開展焊接作業(yè)時，應進行加固處理，確保鋼板樁下沉位置的準確性。此外，也要做好地質勘查施工，提前了解地質和水文的情況，結合地質結構特點設計施工方案，進而保障施工作業(yè)的質量，防止出現(xiàn)施工安全事故，保障人員安全。

4 結語

總而言之，隨著水利工程項目增加，水利施工作業(yè)的難度也在增加。圍堰施工技術在水利工程中的應用不僅能夠為后續(xù)施工作業(yè)提供安全和穩(wěn)定的條件，而且對于保障施工作業(yè)質量也有著重要意義。不同的水利條件下應使用不同的圍堰施工技術，針對相關圍堰技術，施工人員應深入掌握這些技術的要點，結合水利施工作業(yè)要求合理設計技術操作方法，并做好現(xiàn)場施工管理工作，最大限度保障施工作業(yè)的效果和質量，推動水利工程施工作業(yè)順利地開展。