大型双排钢板桩围堰在围垦工程中的应用

(温州市瓯飞经济开发投资有限公司，浙江 温州 325000)

大型双排钢板桩围堰在围垦工程中的应用

徐向明

(温州市瓯飞经济开发投资有限公司，浙江 温州 325000)

本文以温州市瓯飞一期围垦工程北1号、2号水闸钢板桩围堰为例，结合工程水文地质条件，对大型双排钢板桩围堰在围垦工程中的施工方法、围堰加固、龙口合龙、防渗处理和质量控制进行总结，希望能对类似工程起到借鉴作用。

双排钢板桩；围堰；围垦工程

温州市瓯飞一期围垦工程北1号闸和2号闸，均为软基闸，其中北1号闸10孔×8m，北2号闸6孔×8m，且北2号闸右边为净宽16m通航孔。北1号闸设计排涝流量1240m3/s，北2号闸设计排涝流量1016m3/s。由于北1号、北2号闸等建筑物需要的干地施工面积大，采用传统围垦工程中的土石围堰施工，围堰总投资大、工期长且围堰内可使用面积少，不利于堰内工程全面推进。而钢板桩围堰具有投入较小、工期较短、围堰内干地可使用面积大、止水性好等优点，有利于水闸工程施工。

1 工程概况

围堰采用双排钢板桩结合土石方压护的结构型式，钢板桩围堰设计标准为4级建筑物，挡潮标准为20年一遇设计高潮位及其同频率风浪，允许越浪，围堰结构按3级建筑物标准设计。钢板桩围堰轴线总长度为1532.88m，采用冷弯U形钢板桩，双排桩为27m,共4382根，隔仓桩18m,共748根，工程量16382t，围堰总投资为1.84亿元，为国内有史以来最大的双排钢板桩围堰(见图1)。

图1 围堰上下游段断面

钢板桩围堰由土石围堰及钢板桩围堰组成。土石围堰段基础采用PHC桩进行处理，钢板桩结构堰顶高程5.00m，仓内回填碎石，两侧抛石维护，与海堤进行连接。钢板桩围堰段结构：基础采用换填沙处理，开挖深度、填沙厚度均为4m；堤身由双排钢板桩内吹填沙构成，两排钢板桩之间用拉杆连接，每33m分成一段隔仓；堰顶采用50cm石渣垫层保护；钢板桩两侧抛石压护，抛石上部采用C20混凝土灌砌块石护面。钢板桩围堰段堰顶高程5.00m，堰顶宽度为11m，基坑侧钢板桩顶高程6.30m，海侧钢板桩顶高程5.50m。

2 施工控制

2.1 钢板桩插打

根据工程所处环境及潮水、风浪、台风等影响，考虑施工工期、质量及安全等因素，采用平台施工法进行钢板桩插打，创造类似陆上施工条件，减小现场环境对钢板桩插打施工的影响。

首先精确定位第一根钢管桩位置，再采用船打法进行钢平台搭建。平台长100m，宽10.4m，高程5.00m。平台搭设完成后，进行导向架安装，复测位置后焊接固定，导向架施工完成后使用履带吊装配振动锤(DZ40振动锤，配液压夹具)进行钢板桩的插设。插打时，钢板桩背紧靠导向架，边插边打并控制吊钩缓慢下放。为防止钢板桩沿导向框架中心线方向走位，安排两名工人手扶钢板桩，及时纠偏，同时在互相垂直的两个方向用水平尺反复校正，以确保钢板桩插正、插直。如在插打过程中发生偏斜，应拔出重新插设，直至满足要求。首根钢板桩插打完成后，用小型钢将该钢板桩与钢平台相应部位牵连焊接形成整体，以防止在插打后续钢板桩过程中将其带偏，然后以第1根钢板桩为基准，逐根插打，直至到龙口位置暂停施工，待导流段制作完成后，继续施工，完成钢板桩插打(见图2)。

图2 钢板桩插打

2.2 钢板桩围堰加固处理

钢板桩打设完成1/3隔仓(与施工平台搭拆歩距一致)后，即进行钢拉杆和钢围檩的装配施工。施工前拆除平台走道钢板，并做好警示标志，测量定位拉杆孔位置并进行切割，采用履带吊配合人工进行拉杆及钢围檩安装，在拉杆拧紧时确保拉杆张力均匀、平顺，倾斜度控制在2°以内，在钢板桩仓内第一层吹填沙完成后，进行检查，合格后方可进行后续施工。

为便于施工船只拥有足够的工作面，在钢板桩插打完成约100m后进行钢板桩围堰两侧抛石填筑及仓内吹填沙，仓内吹填沙分层吹填至3.00m高程后，进行4.00m高程位置钢支撑施工，待钢支撑完成施工后吹填至设计高程。

为保证钢板桩围堰稳定性，防止钢板桩外侧抛石因风浪及台风影响而流失，钢板桩打设完成且外侧抛石沉降稳定后即可进行灌砌块石施工。

2.3 围堰监测

在钢板桩施工过程中，围堰监测应及时跟进，可另委托观测单位配合施工单位进行“双控”，及时提供施工中的观测数据并进行分析，针对问题进行调整。

2.4 围堰合龙

2.3.3 尼龙网沙障 做法与麦草、粘土沙障一样，一般设置为方格状、带状。尼龙材料可以重复利用，一般可重复利用3～4次。

海上钢板桩围堰施工，受周期性潮水影响，采用传统的钢板桩龙口合龙方法，龙口段作为唯一通道，水流流速大，冲刷严重，破坏基础，且龙口两侧钢板承受极大侧压力，龙口段钢板桩极易失稳，导致钢板桩围堰倒塌。故结合现场施工环境，采用导流法进行钢板桩龙口合龙。

钢板桩插打至龙口位置后，暂停钢板桩插打施工，进行导流段制作。按照单个闸门宽度0.50m，在高潮位时，钢围堰内外水位差控制在1.40m以内，经计算，每个钢板桩闸门需2m高度，总共需要12个小闸门(见图3)。

图3 导流段制作

将导流段打设完成且不需安装拉杆的内侧钢板桩上拔5.50m，外侧钢板桩上拔6.30m，然后内侧在5.50m高程、外侧钢板桩在6.30m高程进行锁扣切割，恢复至设计标高，待低潮位时，在钢板桩锁扣处截断，然后上拔，形成闸门式导流通道进行导流。

因导流段钢板桩从±0.00m高程截断，然后提升至3.00m高程，故导流段仓内吹填沙至-0.50m高程，吹填沙时采用管道吹填，确保仓内沙层吹填均匀。然后采用160kN/m2土工布覆盖保护，并采用200kg/袋沙袋镇压，在导流过程中，减少水流对沙层的冲刷，防止吹填沙流失。

采用钢板桩围堰，在确保安全、质量的情况下，降低了施工成本，缩短了截流时间，最大限度地保证了施工期间工程结构安全，为整个工程的按时完工打下了基础。

2.5 防渗处理

钢板桩插打完成后，因存在缝隙或孔洞，对工程稳定性影响较大，故此，防渗处理十分重要。

首先进行拉杆孔洞封堵，对于内侧钢板桩拉杆孔在拉杆安装时，采用土工布缠绕钢拉杆孔洞处，封闭密实；对于外侧钢板桩在低潮位时，采用“堵漏王”进行封洞处理。对于锁扣漏水，尤其是在早期迎水面，漏水较为严重，采用水泥浆在锁扣位置进行均匀涂抹，土石围堰处，因内侧回填碎石，故渗水量较大，为减小渗漏量，将土石围堰内侧钢板桩内侧抛石靠钢板桩位置挖深至泥面，然后建立模板，浇筑20cm厚混凝土，彻底阻断水流通道。在龙口合龙后，导流闸门关闭时，因钢板桩进行了切割，钢板桩接头会出现渗水问题，采用在钢板桩接缝位置，安放一块橡胶片，减小水流渗出。

经过全方位的防渗处理，使得自然蒸发量大于渗透量，在不下雨等情况下，围堰内不需进行抽水处理，效果良好。

3 质量控制

在钢板桩施工前进行材料和机械的进场验收工作，并成立专业测量队和管理队伍进行施工管理，通过人材机的管理加强质量控制。

为保证钢板桩施工质量，减小风浪等对施工质量的影响，采用钢板桩平台法进行施工，建立陆上施工条件，提高钢板桩定位的准确率。

因钢板桩为刚性材料，在插打难以下桩时，如果强行插打，将导致钢板桩损坏，为解决此项问题，在钢板桩锁扣处涂抹黄油，减小钢板桩之间摩擦力，确保钢板桩插打质量。

4 纠偏控制

4.1 纵向纠偏

4.1.1 滑轮组纠偏法

当钢板桩偏移太大时，只能采用多次纠偏的方法逐步减小偏移量，若因土质太硬纠偏困难时，可采用走四滑轮组纠偏。倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

4.1.2 楔形桩纠偏法

当钢板桩偏移较小，且土质松软、阻力较小时可以采用通过将桩端改造成楔形从而改变土压力分布的方法进行纠偏。

4.1.3 异形桩纠正法

钢板桩沿轴线倾斜度较大时,可以采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据实际倾斜度进行焊接加工。当偏移量较大时，可在将桩端改造成楔形后沿切割线加焊一块钢板以增加受力面积。当偏移量较小时，为防止“矫枉过正”，应尽量减小楔形面的面积，采用多次纠偏的方法逐步减小偏移量。

4.2 横向纠偏

由于钢板桩较长，钢板桩在插设的过程中有可能会发生横向的变形。在横向变形较大的情况下，可以根据实际情况，按照一定的歩距插设1根箱形桩以增强该排钢板桩抵抗横向变形的能力。

5 结 语

瓯飞一期围垦工程北1号、2号闸钢板桩围堰从钢板桩围堰基础开挖吹填、钢板桩施工加固、吹填隔仓和加固至内外侧镇压护面施工，通过施工方法创新、加强质量控制、专业的管理、经验丰富的班组队伍施工，钢板桩围堰顺利施工完成。该工程围堰投入使用至今为北1号、2号闸和通航孔施工创造了良好的施工环境，可为类似工程施工提供借鉴经验。

[1] 姚安军. 水利工程中钢板桩围堰施工技术实例[J]. 黑龙江水利科技， 2011(6)： 52-53.

[2] 黄亮， 邓前锋. 大型双排钢板桩在海域围堰中的施工关键技术[J]. 建筑施工，2014(2)：33-35.

[3] 谭魏. 钢板桩龙口合拢导流段施工技术应用[R]//三航宁波分公司专业技术论文汇编. 2014：28-33.

ApplicationofLargeDouble-rowSteelSheetPileCofferdaminReclamationProjects

XU Xiangming

(WenzhouOufeiEconomicDevelopmentInvestmentCo.,Ltd.,Wenzhou325000,China)

In the paper,WenzhouOufei Stage I reclamation project north No. 1 and No. 2 sluice steel plate pile cofferdam are adopted as examples. Hydrogeological conditions of the project are combined for summarizing the construction method, cofferdam reinforcement, dike closure, seepage prevention and quality control of large double row steel plate pile cofferdam in the reclamation project. It is expected that the paper can provide reference role for similar projects.

double-row steel plate pile; cofferdam; reclamation project

TV551.3

A

1673-8241(2017)09-0008-04

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.09.003