水利工程钢板桩围堰施工技术探讨

伏 洲 吉庆伟 王业宇

一、钢板桩围堰的定义和特点

1.钢板桩围堰定义

钢板桩是具有锁扣的一种型钢材料，根据截面形式细分有直板型、槽型钢和Z 型钢三种形式，常见的有拉尔森式、拉克万纳式等。在深水或深基坑填筑围堰时，插打钢板桩组成相互连接的构体，填筑砂土形成钢板桩围堰。

2.钢板桩围堰特点

（1）钢板桩强度远高于其他材料的结构，更容易深入深层土层或打入岩石中，围堰结构有更好的固定效果。

（2）能够在深水中进行施工作业，解决了普通板桩结构作业区域较浅的弊端。

（3）能够有效阻止渗漏现象的产生，满足水利工程较高的防水要求，提高了围堰的整体质量。

（4）钢板桩围堰由许多围堰单体所组成，共同发挥作用，能够围挡较大面积的土体，适用于大体积工程施工。同时，每个单体能够独自发挥作用，避免了工程整体失效的现象。

二、钢板桩围堰设计、施工的技术原则

1.稳定性

在实际工程中，要区别横向围堰与纵向围堰的适用范围不同，过水围堰与不过水围堰的处理方式也各不相同，因此要结合工程地质条件，采取适当的围堰结构形式，保证不出现坍塌、渗漏、腐蚀等的质量问题，确保围堰工程能够在设计使用年限内正常使用。

2.设计的系统性与专业性

在围堰设计时，需要结合工程场地因素全方位考虑各个相关要点，与整体工程协同设计，保证围堰设计的系统性。在围堰的设计与前期施工过程中还需要考虑后续施工以及围堰拆除等相关工作，保证工程能够顺利进行。

3.综合考虑水流走向

围堰结构设计的一个重要原则就是围堰结构要与水流方向一致，从而减少水流与围堰结构冲击现象的产生。综合考虑水流方向、冲击力、土压力等一系列自然条件，以及围堰构造、方向等围堰自身条件等一系列因素对围堰造成的影响，进行精确计算，将不利因素对围堰施工质量的影响降低到最低，保证围堰能够正常工作。

4.保证结构质量

构筑围堰时，要确保围堰与岸坡之间紧密连接，通过增大围堰与岸坡之间的接触面积、增加围堰结构嵌入岸边深度、加长防渗路线等方式，保证围堰与岸坡连接处的质量。同时要确保围堰结构的抗渗性，避免因为渗漏影响围堰的挡水效果和稳定性。防渗结构的高度必须在水面以上，保证堰体免受流水的侵蚀，使围堰可有效地保护主体结构。

5.经济性

在保证围堰工程安全性的同时，应当对围堰结构、造价进行合理论证、科学分析，减少不必要的结构。施工时尽量遵循挖填平衡的原则，在确保工程质量的情况下，尽可能降低工程造价。

三、钢板桩围堰施工工艺

1.钢板桩围堰施工方法

围堰施工的主要程序包括开挖、清理、回填、出口段工程施工几个步骤，必要时在水利工程完工后还需要对围堰工程进行拆除。围堰工程开挖时应当在河流一侧对土体进行开挖，慢慢深入水底，在围堰开挖进行到尾声的时候开始对围堰进行清理工作，清理的重点是围堰尾部的出水口，保证围堰出水口的通畅才能够保证围堰乃至于整个水利结构的正常使用。将围堰下部大块土清理完毕后要对围堰进行回填工作，回填同时测量标高，达到设计高程之后再对出水口进行施工。

2.钢板桩下沉

钢板桩安装前首先要运输到相应的工作平台上，利用专业吊装设备对钢板桩进行逐一拼接，拼装过程中需要注意顺序。钢板桩全部拼装完成之后需要下沉进水中，钢板桩在水中下沉时可直接利用其自身重力作用，在沉入水底之后重力作用较小不足以使钢板桩下沉，这就需要利用振动锤辅助钢板桩下沉。围堰内部的积水将会影响钢板桩围堰的下沉，需要将钢板桩内部多余的水抽出，保证钢板桩能够正常下沉。钢板桩沉入水底50cm 以上停止下沉并要对钢板桩进行适当调整。

3.钢板桩外部黏土围挡

由于钢板桩是由槽钢单元拼接而成，其自身具有缝隙，若不采取措施会有渗水现象产生，所以在钢板桩围堰安装完成之后应当进行加固处理，通常采用的方法是在围堰外围设立围挡结构。围挡材料的选择应当首先考虑其防渗性能，目前防渗性能较好并且可以就地取材的材料为黏土材料，在围堰外部用黏土加固的同时还应当在围堰内部投掷石块并用水泵抽出围堰内部多余积水。与此同时还应当做好必要的检查工作，对围堰工程中渗漏的位置做到早发现早修复，保证施工质量。

4.围堰合龙

围堰合龙的精确程度直接影响到围堰整体密封性的好坏，对工程质量有着直接影响。在拼装前应当对钢板桩的尺寸进行测量，保证每一块钢板桩都能够顺利拼接。同时应当注意检查钢板桩接口处的大小、尺寸，确保钢板桩顺利拼装。但是再精细的检查也不能够完全杜绝钢板桩拼接不紧密的现象，需要在工程中结合实际情况对钢板桩进行调整。例如在钢板桩拼接之前可以结合钢板桩模型对钢板桩拼接的情况进行预测，根据钢板桩实际长度、宽度进行计算，判断围堰工程是否能顺利合龙。

5.钢板桩围堰纠偏

钢板桩的各个结构在制作过程中存在着一定误差，这将导致钢板桩在安装时不能够完全对接紧密，可能会导致围堰合龙过程中出现一定误差；受施工条件和工艺水平的影响也会出现钢板桩贴合不紧密的现象，需要对钢板桩进行人工调整，通常采用人工锤击的方式进行微调，必要时也可以采用安装复滑车的方式进行调整。

四、钢板桩围堰施工技术要点

1.保证围堰施工安全性

水利工程中的围堰施工具有一定危险性，在施工时应当防范安全事故的产生，严格遵守施工现场管理规范，并且需要在施工现场配备相应的安全管理人员对整个施工过程进行全方位监督。在重点施工部位应当加派专人进行监督，对不符合操作规范的行为应当及时予以纠正。

2.及时观测水位，避免漏水现象发生

围堰工程最大的隐患就是裂缝造成的渗水现象。施工过程中一定要严防漏水现象产生，可以在围堰结构上架设水位标杆来监测水位变化，及时发现漏水现象并进行调整处理。

3.做好过程质量控制

围堰底部受水底压力的影响经常会出现鼓底现象，如果处理不好将会影响整个围堰工程的施工，进而影响工程质量。在设计阶段应当详细勘察水下情况，及时预测可能出现鼓底的地点，提前做好加固。在施工过程中若出现鼓底现象应当及时停工，采取调整措施，问题未解决前禁止施工。

4.及时关注天气变化

下雨季节对钢板桩围堰工程施工的影响较大，施工时尽量避开多雨季节。如必须要在多雨季节施工，则需要对围堰工程采取加固措施，防止大雨对围堰结构造成破坏。

五、结论

钢板桩围堰因为其独特的优势在水利工程中得到越来越多的应用，施工技术也在不断发展，形成了一整套完整的理论体系。本文探讨了钢板桩围堰的施工工艺，以及影响施工质量的因素和对策，旨在为相关水利工程钢板桩围堰的施工提供借鉴■