水利灌区改造工程钢板桩围堰导流施工要点探讨

何根

【摘要】本文结合笔者既往钢板桩围堰导流施工实践经验，围绕水利灌区改造项目钢板桩围堰导流施工前期准备及施工技术要点展开细致探讨，以期能够对广大水利施工同仁在开展钢板桩围堰导流施工时有所帮助。

【关键词】水利灌区改造工程;钢板桩围堰导流;施工要点

1、施工前期准备

（1）提前准备好施工所需钢板桩等材料，钢板桩装载、运输以及卸载等过程中应避免晃动撞击，防止钢材扭曲或受损。运至现场后使用起吊机进行卸载，注意轻吊轻放，防止钢板桩受到撞击而出现变形、损坏等质量问题，堆放时应将每层垫平，并按要求布设支点。（2）对施工用钢板桩材料的桩身垂直度和外观质量等进行检查，要求桩垂直度不大于1%、桩身弯曲度不大于1.5%L，且钢材表面不得存有裂缝、撞痕等损伤痕迹，然后对钢板桩全数锁口予以检查，对于检查不合格的应视程度进行整修，例如，对于扭曲、死弯等质量缺陷可通过冷弯以及热敲的方式予以处理，并采用焊补、切除等方式进行修整，对于缺陷情况较为严重的不能投入工程使用。（3）钢板桩插打施工前，应在锁口部位均匀涂抹由黄油、干膨润土和干锯末混合物组成的混合油（混合比例为5：5：3），以提升钢板桩整体的防渗性与润滑性，以使插拔操作顺利完成。（4）施工时使用的主要器材有汽车吊、水上定制浮船、液压打桩拔桩机、振动锤、钢板桩、蜗壳式混流泵、潜水泵以及柴油发电机。

2、施工技术要点

2.1施工流程

施工步骤如下（图1）：⑴水上安装浮船;⑵打设钢板桩并试桩;⑶前期定位测量、放线;⑷依次插打钢板桩至闭合;⑸一期围堰支撑体系安装;⑹一期围堰抽水、堵漏;⑺灌区渠道修理清整施工;⑻一期基础沟灌水;⑼一期两侧横向钢板桩拆除并循环利用;⑽安装二期围堰支撑及止水;⑾二期围堰抽水、堵漏;⑿二期灌区渠道修理清整施工;⒀二期基础沟灌水;⒁二期横向两侧钢板桩拆除并转入下一期钢板桩插打施工;⒂依次进入循环。

图1 施工流程

2.2 钢板桩插打

2.2.1试桩

水利灌区改造工程正式动工前，必须先打试桩，再进行施工作业。在渠道中按钢板桩的轴线放线点打导向桩，间距为0.04km，导向桩使用拉线互相连接。插打时，应采用600cm与900cm的钢板桩混合插打，第一次钢板桩使用600cm的直接打至强风化的岩层。插打过程中须遵循如下原则：①若打插深度超过设计深度50cm以上时，应将600cm钢板桩拔出，使用900cm钢板桩进行替换;②若打插深度超过设计深度但超出深度在50cm以内时，不用替换钢板桩，仍采用600cm钢板桩继续插打;③当打插深度低于设计深度且打插深度超过120cm时，仍继续采用600cm钢板桩继续插打，但须另做钢支撑，并用钢丝绳做拉线，拉线脚距钢板桩500cm;④当打插深度不足120cm且围堰轴线长不足10m时，应使用双排0.8cm厚度的钢板闸门替代钢板桩，并用钢丝绳做拉线，拉线脚距闸门300cm;⑤当插入深度过浅，无法立稳时且轴线长超过10m时，应另行设计。

2.2.2 打桩

使用打桩机将钢板桩吊起打桩，作业人员在小船上辅助将钢板桩插打至上根钢板桩锁口，打桩施工中应保持钢板桩垂直，且垂直方向偏离角度不得超过5‰，打桩过程如若发生偏斜应侧拉拨正，若倾斜角度太大不能拉回垂直角度时应撤出重新插打。打桩过程中可能遇到的问题及应对举措：①插钢板桩时若遇到较硬的障碍物无法突破时，可使用弧形桩或转角桩避开;②在淤泥土质进行作业时，如若碰到较硬的障碍物而导致钢板桩角度出现偏斜时，可将偏斜钢板桩上拔并向下锤进，按照此种方式反复拔锤几次后能够將阻碍物捣碎或挤压至插打轨道外，使钢板桩能顺利插入而不发生偏斜;③钢板桩如若偏离轴线位置较大角度时，可使用异形钢板桩进行纠偏，异形柱主要为上大下小或宽度与标准不同的板桩，也可以依照钢板桩的偏离度进行现场制作，从而利用异形桩纵面宽度特点改变底部承载力，插入时更轻松。

2.3 支撑体系连接

按照由上向下的方式进行支撑体系的安装连接作业，从渠沟中抽水时，若抽水量达到预计的深度，应视情况使用型号为2130工字钢横撑与2.6cm的钢丝绳拉杆构成支撑体系，钢丝绳与横撑相互连接，并依照预先设计尺寸将拉杆与锚固桩安装连为整体，增强围堰面对高水压的抵御力。

2.4 抽水与堵漏

（1）待钢板桩插打至合拢后，使用2台蜗壳式混流泵完成基础沟的抽水作业。抽水时要控制水流大小和抽水速率，不能过大，防止出现漏水或其他问题时没有充足的时间进行补救，抽水作业过程中要同步做好检查和堵漏工作。抽水时派遣工作人员潜入水中对内侧钢板接缝处贴0.2m尺寸宽的防渗漏堵水条，如有因水压过大不堪受力导致衔接处产生形变的，选择堵水棉楔入锁口内侧形变凹陷处做好补漏工作。（2）施工中对于钢材因氧化反应或吊装钢材时穿孔而产生的漏洞，应在靠近水面一侧均匀涂抹防渗专用混合物，再使用防渗漏专用棉条对其表面进行覆盖。（3）如果钢板桩底部发生渗漏，应使用沙袋在靠近水面一侧的钢板桩脚处进行铺设，在背水一侧距离钢板桩脚底50cm的位置使用挖机开挖深40cm，宽60cm的沟槽进行排水，并在围堰上游、下游的坡脚线位置各挖设宽150cm、深100cm的集水坑，坑内储存的水使用潜水泵抽出到基础沟外部。（4）一期基坑进行堵漏防渗工作时，要针对漏水情况较重的钢板桩位置或坡脚位置做好记录，在一期基础沟放水工作进行之前做好二期底部沙袋填装防漏和渗漏孔防渗专用棉条止水工作，从而使二期抽水工作时水下止漏员的工作量得到减少。

2.5 形变量监测

在进行钢板桩的围堰挡水工作时，须在钢板桩外围的水平位移方向设置观测点，以记录钢板桩的形变情况，观测点之间间隔为20m，并按要求每隔一段时间对钢板桩的顶部位置作一次观测，记录其位移情况。抽水时，（下转200页）（上接198页）水位每下降100cm观测记录一次，施工作业期间应按照24～27h/次的周期实施观测。若连续观测期间内钢板桩顶部的位移量不超过10cm，则认为围堰状态稳定，观测记录的间隔可调整至7d/次;若连续观测期间内钢板桩顶部的位移距离大于100mm时，则说明钢板桩处于不稳定状态，应停止基坑内部施工，分析造成不稳定的原因，及时通知相关单位采取针对性的措施，使其恢复稳定后方可重新动工。

2.6 钢板桩拆除

（1）拔出拆除钢板桩之前，应先自下而上依次将围堰内部支撑进行拆除。拆除时，应在外围进行注水以抵消围堰内部水压，使里外受到因水压造成的挤压力平衡，从而降低拆除难度。（2）选择下游位置的一块拔出难度较低的钢板桩，采用柴油锤轻微敲击将锁口振活产生松动后进行拔高，拔出100cm到150cm的高度即可，然后再将两侧相邻的钢板桩拔高100cm到150cm，依此类推使钢板桩松动，然后从下游向上游按照两侧依次拔除的方式将所有钢板桩全部拔出。（3）敲击松动钢板桩时，不要用力过猛，防止发生大幅扭曲或摆动而使钢板桩受到损坏。且对桩尖发生打卷或锁口位置发生形变等难以拔出的钢板桩，应采用较大功率的拔桩设备予以拔除，或使用起重机与振动锤相结合的方式共同拔除，可在钢板桩上设置吊架，振动锤振拔的同时起重机向上进行引拔，如两者结合仍不能将其拔出时，可采取水下切割等其他方式强制拆除。

需要注意的是，采用振拔机实施拔桩作业时，应随时对吊机尾部的情况进行观察，防止尾部重量不均衡而发生倾覆;钢板桩拔除时应按顺序依次拔除，易拔的桩先拔，难拔的桩后拔，起拔时可采用振动锤振松后再起拔;拔桩过程中，若拔桩机采用最大功率振拔30min后仍无法拔出的，应停止振拔并改用其他方式拔除;钢板桩拔出后应及时将表面淤泥、砂土等杂质清理干净并涂油脂以循环利用，对于钢板桩变形较为严重的应予以调直，然后将完整的钢板桩外运并堆置于平整的场地上重复利用。

结语：

同传统土石围堰相比，钢板桩围堰具备施作效率更高、安全性更强、成本投入更低等诸多显著优势，其占用河道空间更小、节约工期高达60%，因此，对于水流较急、淤泥质土等土石围堰不适用的水利灌区改造工程极具推广运用价值。

参考文献：

[1]刘福贵，何玉虎，周科成.感潮河段水利工程施工围堰及导流技术[J].云南水力发电，2019，35（6）：55-60.

[2]朱红.浅谈水利灌区改造工程中钢板桩围堰导流施工技术的应用[J].广东水利水电，2013（A01）：95-96.

[3]梁德山.浅谈水利灌区改造工程中钢板桩围堰导流施工技术的应用[J].水能经济，2018，000（003）：P.223-223.