钢板桩围堰技术在水利工程施工中的应用初探

李永远 （安徽水利开发有限公司，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

水利工程主要由围堰组成，并且围堰的水流速和流量都相对较大，因此为了能够最大程度确保围堰抗洪的稳定性和抗冲击性，应用高水平修筑技术非常重要。应用钢板桩围堰技术施工可确保围堰防水性和封闭性，通过创设临时封闭空间可为整体施工打造无水条件，且具有占地小、施工速度快等优点，故当下水利工程施工中广泛使用钢板桩围堰技术。

1 工程概况

本工程在实际施工期间采取围堰技术，技术应用目标为在枯水期可以实现挡水作业，在汛期可以实现过流。2015年为第二个施工年，由于工程前期征迁及2014年汛期延长二期围堰施工滞后等因素共同影响，目前施工进度相对合同进度计划滞后较多，工期滞后严重，根据芜湖市澛港闸（桥）工程节点工期目标要求，计划该大桥在2015年底进行通车，为了实现各个节点的工程建设目标和施工进度，经业主和施工、监理等各个单位共同协商决定，根据已经建立的泄水闸进行导流作业，并且在此基础上增加纵向的围堰挡水施工设施，总体来讲是设计第6/7联泄水闸和船闸主体的工程建设方案，并且在此施工期间对已经建设的泄水闸进行流量计算和验算，使其满足汛期的过流条件目标。由于施工范围狭小、不利于采用大范围填筑土质围堰，故采用钢板桩结合土质围堰施工，以达到汛期旱地施工条件。

本工程所采取的施工技术方案中，第5联的泄水闸采取的是闸墩的方式，并且闸墩的上下游位置采用的土石围堰挡水技术。在本次围堰工程中其包含三个部分，分别为泄水闸的闸墩位置、上游和下游的土石围堰部分以及二者所连接的部分，洪水标准设计为10年一遇。

图1 钢板桩围堰典型剖面图

2 水利工程中钢板桩围堰技术的实际应用

2.1 施工工艺

①钢板桩采用专业施工班组施工，具体施工程序为：闸墩埋件与钢板桩焊接及防渗处理→X=-50m～50m范围内填土至▽9.0m高程→钢板桩施工→钢板桩背水侧石渣料回填→钢板桩迎水侧底部采用石块护脚→钢板桩内部回填至设计顶高程。

②土石围堰填筑按筑堤标准分层填筑至设计顶高程。

2.2 资源安排及保证

项目部将根据现场实际进度，及时组织安排班组进场施工，闸墩上下游平行施工作业，确保按计划完成围堰施工。

2.3 围堰土方填筑压实标准

本次围堰填筑总量约2.7万m，选取粉质土壤作为粘性土的建筑材料，保障其回填的压实度要在0.92以上，并且在钢板内部所使用的开挖材料回填压实度要在0.90以上。

2.3.1 围堰填筑

①清基

采用挖掘机将围堰基础部分草皮、杂物及临时道路上石渣清理干净至原状土层，填筑前采用160推土机将表面压实。

②填筑

a.闸底板顶面高程以下填筑

由于施工闸底板需要，闸室上下游部位均已开挖至▽-3.0m高程，采取人工填筑的方式，随后进行分层夯实，利用冲击夯工具，所夯击分层的厚度为20cm。填筑至底板顶高程▽-1.0m。

b.其他部位土方填筑

资源安排表

图2 钢板桩围堰典型剖面图

土料的运输采取10t的自卸汽车，随后利用160推土机进行碾压和平土作业。利用开挖料作为填筑的涂料，并且严格结合相关设计标准进行分层填筑，厚度为30cm，并分层碾压，保证围堰填土密实度和防渗性。

c.背水坡石渣料填筑

围堰土方填筑完成后，将坡面进行修正，以此设计坡比为基准进行全面修整，然后铺设一层土工布，规格为400g/m，利用开挖老路基石渣料填筑，填筑坡面防护，坡顶平台高程为▽7.0m。

2.3.2 围堰拆除

围堰拆除计划：2014年10月10日、2015年10月1日。先将钢板桩进行拆除，随后利用挖掘机进行开挖作业，规格为1.0m，将开挖料装入10t自卸汽车运输到指定地点后，进行平整堆放。

2.4 钢板桩施工

2.4.1 钢板桩打入

①施工准备

本工程施工作业选取拉森桩，型号为SKAP-Ⅳ型，标准为日标，本桩体宽40cm，重76.1kg/m，长度为12m的钢板桩形式，其具体实施步骤如下所示。

a.首先需要检查选取的钢板桩，对其进行分类和编号，选择适合施工作业的桩体，对其进行切割和焊接，最后满足施工整体要求。在此期间每一片板桩都需要保证其两侧的锁口保持平行。另外保障所需要的板桩其宽度符合标准。而对其宽度进行检查的方法：利用钢尺进行上、中、下三部分测量，保障每一部分的宽度都在一定的尺寸范围内，差度在1cm内，而一些可以肉眼观察到的变形问题需要进行进一步测量，如果发现宽度超出所规定的偏差则需要剔除，禁止进入施工现场内。

图3 钢板桩连接示意图

b.如果发现板桩存在缺陷需要及时进行调整，保障其运输和堆放期间防止被碰撞，不发生变形等问题，尤其是锁口位置。另外还需对锁口进行试验，试验选择同型号2m～3m长度的短桩，2到3个人能够拉动和通过即可。如果发现不能被拉通过或者本身桩体存在弯曲或者扭曲等问题，可以采取冷弯、焊补或者800℃～1000℃的热敲等方法进行修整。在此同时需要保障其断面和接头的强度要相等，随后在进行桩体的接长焊接期间，利用夹具保持其平整，避免发生变形的问题。

c.需要在一些所使用的新桩体或者接长的桩体端部设计吊桩孔。在桩体打入之前，需要封闭桩体尖部位置的凹槽口，防止打入期间泥土进入到桩体内部。利用黄油或者一些其他的油脂类涂抹锁口位置，对于一些锈蚀严重的桩体，需要进行整修。在转角位置需要利用转角桩作业，角度为90°。

d.在钢板桩的打拔作业中，需要在插钉钢板桩前检查振动锤的质量和运行状态，避免发生施工故障。

②打入施工

a.施工流程

闸墩埋件与钢板桩焊接及防渗处理→X=-50m～50m范围内填土至▽9.0m高程→钢板桩施工→钢板桩背水侧石渣料回填→钢板桩迎水侧底部采用石块护脚→钢板桩内部回填至设计顶高程。

b.施工工艺

将打桩机停止在打桩点4m左右的位置，侧向施工，随后挂上振动锤上升，理顺油管。理顺完毕后下降振动锤，开启液压口，在锤下拉出一根桩体，起锤前涂抹润滑油。

等到钢板的桩尖位置距离地面30cm后停止上升，将打桩锤下降，将桩体进入到夹口内，启动液压机后将桩体夹紧，随后将锤和桩体上升到打桩点，尝试开启30s左右的打桩锤，随后停止，利用惯性将桩体打入到坚实的土层。随后开启振动锤打桩下降，控制速度，保持桩体竖直。

待到桩体上升到设计高度的40cm左右，将振动停止，随后利用振动锤的惯性将桩体打到设计的高度。

随后将液压的夹口松开，进行第二个桩体打桩施工，结合上述工序打桩所有桩体。在所有桩体打桩完毕后，开始进行围堰内部的土方填筑和加固作业。

③钢板桩拔除

a.施工要点

在钢板桩拔除前，检查每个板桩的打入状态，作出明确判断后,利用振动锤进行拔桩。在此期间需要注意，在拔桩拆除施工前，将其内部的支撑全部去除，并且需要尽量将混凝土与板桩之间脱离。

随后再实施拔桩施工。首先需要利用振动锤击各拔高1m～2m，随后再将各个桩体进行拔高，桩体松动之后依次拔除，如果遇到桩体尖部锁口的位置发生变形问题，则需要加强设备的拔桩能力，随着其相邻桩体一起拔除，在桩体拔除后及时清理和运出场地。

b.拔桩注意事项

在拔桩期间为了避免同时拔除每个桩体邻近的板桩，需要将加固所使用的槽钢进行隔断处理。并且需要先将支撑钢板桩的设施处理掉后,再进行围堰钢板桩的拔除作业。

图4 板桩施工图

及时清理并将油脂涂抹到被拔除的钢板桩上,一些发生较大变形问题的桩体需要进行调直处理，板桩如果完整，在拔除后需要运出场地，堆放在较为平整的区域。

为了克服土壤的粘附力，可以利用振动锤将桩体再进行依次打桩。其顺序要与打桩顺序相反。

3 结论

钢板桩围堰其特点在于施工成本较低，施工便捷和灵活，并且在整个施工中占地面积相对较小；澛港闸（桥）工程通过钢板桩围堰为整个工程工期提前4个月，保证澛港大桥按时顺利通车。随着当下我国科学技术水平的发展，促使该项技术已经广泛应用于水利工程施工建设中。由于水利工程在国民生活和生产中占据着重要位置，但是由于水利工程施工难度大和周期长，同时还受到地质条件等多个因素的影响。因此在水利工程施工中，相关工作人员需要强化对技术的学习，有效利用围堰技术,以此提高水利工程围堰工程整体水平。