水闸工程中钢板桩围堰施工技术的应用研究

水闸工程中钢板桩围堰施工技术的应用研究

周学辉

安徽省长江河道工程有限责任公司 安徽省芜湖市 241000

摘要：水闸工程作为控制流量和调节水位的低水头水工建筑物，在水资源的利用和管理中起着不可替代的作用。在建设水闸工程时，钢板桩围堰施工技术扮演着极为重要的角色，本文根据实际工作经验，对水闸工程中钢板桩围堰施工技术的应用要点进行了深入研究，仅供参考。

关键词：水闸工程；钢板桩围堰施工技术；应用

引言

在水闸工程中，钢板桩围堰技术有着非常重要的意义，是整个工程的核心部分，起着保证工程施工环境和条件的作用，围堰的质量直接影响着水闸工程的质量和安全，因此国内技术人员和学者对不同种类的围堰的应用效果进行了研究。目前我国仅有几个工程选用了改进工序来进行围堰施工,而关于钢板桩改进的研究成果,也仅仅是对某个工程某一部分的计算和针对施工措施的总结,并没有对工序改变会对钢板桩工作性能造成何种影响进行研究。

1钢板桩围堰施工技术概述

钢板桩围堰施工技术是水闸施工中常用的施工方法之一。由于其特殊的材料和施工方法，它比常规围堰施工模式具有更突出的安全性和稳定性。其中使用的钢板桩可以通过自带的锁口进行连接,常见的钢板桩可按照截面形状分成直板形、槽形及Z形等,根据施工需求的不同、可有各种大小尺寸及联锁形式,比如拉尔森式,拉克万纳式等，它们都在实际应用中发挥着积极作用。

2水闸工程中钢板桩围堰施工技术的应用

2.1施工前准备

水闸工程本身具有一定的复杂性，为了保证钢板桩围堰施工技术的应用效果，施工单位必须从施工前的准备工作开始，检查相关机械设备是否满足施工需要，检查各设备的运行情况，及时更换磨损件，并确定钢板桩围堰结构施工机械设备维修管理制度,确定施工过程中各种机械设备维护保养的方法、周期和负责人员,避免因机械设备质量问题导致的施工风险。同时,要做好钢板桩围堰结构施工材料的检查工作,对待进场的钢板桩材料及其他配件进行抽样检查,确定钢板桩结构强度是否符合设计标准、连接锁口位置是否存在变形锈蚀问题等,确认无误后方可允许施工材料进场,对不符合施工需求的原材料可统一存放并与供货商沟通,确定后续的更换退款事宜[1]。

2.2施工平台搭建

（1）钢板桩围堰施工前，施工单位应在河面上设置施工平台，为钢板桩施工提供基础的操作空间。水闸工程施工平台采用浮式平台，安装前应精确定位固定锚。固定锚设于河中，上游5个，下游2个。钢丝绳的另一端连接于浮式平台的贝雷梁上，固定锚定位后再设置平台的定位桩，施工时先下放直径为630mm的护筒，下放后利用沙袋将其底部固定，然后在护筒内钻取直径为20cm、深度3m的孔道，最后利用小导管通过护筒向河床内灌入混凝土，使其在河床底部形成定位桩，桩体混凝土的灌注深度在50cm及以上。（2）河流下方固定后在河面铺设工作平台，其工作平台主要采用浮箱和舟节组拼而成，每块浮箱的尺寸为纵向36.5m×横向42m，浮箱吃水1m后可提供8286t的浮力。水闸平台的搭建共采用46节标准舟节，每7节标准舟节利用贝雷梁相互连接，形成1排舟体，每2排舟体相互连接形成一组浮体，每组浮体的四周各设置一块浮箱，用于存放锚机，同时浮体上方利用工字钢拼装形成完整的施工平台，待施工平台设置完成后由监理单位组织验收，经验收合格后的平台开始钢板桩围堰施工。

2.3桩间填土

钢板桩围堰施工技术具有相当的应用价值，特别是在水闸工程中，但同时必须看到，这种施工技术比常规的技术手段更为复杂，对细节的要求也更高,比如在进行桩间填土的过程中,工作人员就需要根据实际情况,反复调整填土方案。在实际施工中,需要提前对填筑用的土方进行检查,避免其中存在的石块、杂物影响到土方压实效果,另外可将准备好的土方利用挖掘机、自卸汽车等设备运输到施工位置,进行后续的填筑施工。常见的填筑施工方法为分层填筑法,在填筑施工结束、碾压施工顺利完成的情况下,等待填筑土方自行沉降,而后方可进行第二次填土施工,如此反复直至填筑高度符合设计方案为止 。

2.4钢板桩围堰结构安全保障

双排钢板桩围堰堰体宽度应满足整体抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性、坑底抗隆起稳定性、抗水平滑移稳定性、抗渗透稳定性、抗承压水稳定性的要求。在施工作业中，工作人员应把钢板桩围堰结构的安全性放在重要的位置。在钢板桩围堰施工结束以后,在围堰结构的临水侧设置浮筒、防撞护栏等安全防护设施,还需要设置通航标志灯,安排专门的工作人员负责对过往船只进行指引,避免通行船只给钢板桩围堰结构造成损伤。同时,还需要根据钢板桩围堰施工的设计方案及有关参数,利用测定设备确定其沉降变形情况,及时发现钢板桩围堰结构坍塌、松动等安全风险。除此之外,还需要在钢板桩围堰结构投入应用以后,安排工作人员监测钢板桩围堰的安全情况,发现质量问题及安全风险时,第一时间将有关情况上报,确保钢板桩围堰结构处在可控制的安全状态，另钢板桩围堰内外应设置安全可靠的上、下扶梯及栏杆、逃生通道、安全警示标志，合理配备消防、救生器材，避免不必要的安全风险。

2.5混凝土封底

先使用吸泥机清理基底，然后使用20cm厚的混凝土进行封底，坍落度应严格控制在20cm内。首次封底时必须保证其满足设计要求，由于混凝土的流动半径较大，因此在整个混凝土封底时设置了多个测点，目的是对厚度不足的混凝土进行及时补灌，保证承台基坑的平整度[2]。

2.6堰内抽水清理

一般情况下，围堰内泵送工作应在封底后3天内完成。在抽送过程中，应同时使用6台50m3/h潜水泵。在此过程中，若发现钢板桩水闸处漏水，可由潜水员用棉絮封堵钢板桩水闸处的缝隙；而对于桩基护筒和钢板桩的接触部分的漏水问题应使用玻璃胶、环氧树胶等进行封堵，如果漏水的缝隙较大，应使用木塞进行封堵，必要时还应支立模板进行封堵。待围堰内抽水清理工作完成后，应及时检测密实度，并按照设计要求对多余部分的钢护筒桩头进行割除，保证混凝土顶面干净无杂质，以便进行下一步的承台实体施工。

2.7围堰监测

钢板桩围堰在施工过程中必须进行实时监测。监测内容主要包括钢板桩变形、内支撑轴、钢板桩内外水位变化，具体的检测工作中，使用探测仪深入测斜管内上下移动，读出的数据即为钢板桩的变形量，如果钢板桩变形较大，应及时采取相应的补救措施；对于内支撑的轴内检测，需要监测到内支撑自由伸缩端和支座之间的位移，即得出内支撑位移数据轴力和应变。

2.8围堰拆除

当水闸建设完成后，需要拆除围堰结构，以恢复河流的自然状态。围堰拆除时应遵循先施工的后拆，后施工的先拆的原则。支撑拆除时应设置安全可靠的防护措施和作业空间，并应对永久结构采取保护措施。在拆除施工中，应先拆除围堰结构的内外支撑，拆除顺序应自下而上进行。支座拆除后，利用振动锤的振动功能对钢板桩周围土体进行扰动，然后利用吊机进行拔桩作业。拔桩过程中需从中间向两侧进行，必要时可采取跳拔的方式施工，拔桩时的起吊力由小到大依次增加，如拔桩中出现难以拔出的问题，则施工单位可以采取振动拔桩的方式，通过振动减少桩体的摩擦力，以顺利将其拔出，待所有的钢板桩全部拔出后需将河流表面恢复原样[3]。

结束语

总之，想要确保水闸工程中钢板桩围堰施工技术的应用效果,必须要从施工前准备、建设作业平台、桩间填土、钢板桩围堰结构安全保障、混凝土封底、堰内抽水清理、围堰监测、围堰拆除等方面分别入手,采取可靠的技术措施避免可能存在的安全、质量风险。除此之外,工作人员还需要结合水闸工程钢板桩围堰结构施工需求,进一步探索行之有效的施工技术要点。

参考文献：

[1]陈良寻.水闸工程中钢板桩围堰施工技术的应用[J].陕西水利,2018(04):150-151. 

[2]黄玲,任月英.水利工程中钢板桩围堰施工技术的应用[J].低碳世界,2017(04):95-96.

[3]熊健.钢板桩围堰施工技术在水利工程中的应用[J].中国新技术新产品,2014(19):119