水利工程鋼板樁圍堰施工技術探討

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構，更容易深入深層土層或打入巖石中，圍堰結構有更好的固定效果。

（2）能夠在深水中進行施工作業(yè)，解決了普通板樁結構作業(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、鋼板樁圍堰設計、施工的技術原則

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，因此要結合工程地質(zhì)條件，采取適當?shù)膰呓Y構形式，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計使用年限內(nèi)正常使用。

2.設計的系統(tǒng)性與專業(yè)性

在圍堰設計時，需要結合工程場地因素全方位考慮各個相關要點，與整體工程協(xié)同設計，保證圍堰設計的系統(tǒng)性。在圍堰的設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工作，保證工程能夠順利進行。

3.綜合考慮水流走向

圍堰結構設計的一個重要原則就是圍堰結構要與水流方向一致，從而減少水流與圍堰結構沖擊現(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.保證結構質(zhì)量

構筑圍堰時，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、增加圍堰結構嵌入岸邊深度、加長防滲路線等方式，保證圍堰與岸坡連接處的質(zhì)量。同時要確保圍堰結構的抗?jié)B性，避免因為滲漏影響圍堰的擋水效果和穩(wěn)定性。防滲結構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構。

5.經(jīng)濟性

在保證圍堰工程安全性的同時，應當對圍堰結構、造價進行合理論證、科學分析，減少不必要的結構。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構的正常使用。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墓ぷ髌脚_上，利用專業(yè)吊裝設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，鋼板樁在水中下沉時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當進行加固處理，通常采用的方法是在圍堰外圍設立圍擋結構。圍擋材料的選擇應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，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合鋼板樁模型對鋼板樁拼接的情況進行預測，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

鋼板樁的各個結構在制作過程中存在著一定誤差，這將導致鋼板樁在安裝時不能夠完全對接緊密，可能會導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滑車的方式進行調(diào)整。

四、鋼板樁圍堰施工技術要點

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。在重點施工部位應當加派專人進行監(jiān)督，對不符合操作規(guī)范的行為應當及時予以糾正。

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，可以在圍堰結構上架設水位標桿來監(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。在設計階段應當詳細勘察水下情況，及時預測可能出現(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，防止大雨對圍堰結構造成破壞。

五、結論

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用，施工技術也在不斷發(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，旨在為相關水利工程鋼板樁圍堰的施工提供借鑒■