横穿大型泥浆池公路工程中围堰结构施工技术

张兴祥

(浙江鼎盛交通建设有限公司，浙江绍兴 312000)

传统的防渗墙形式的围堰主要应用在在水利工程中。高仲璞[1]、黄健[2]、王强[3]介绍了水口围堰防渗墙的设计情况及配合比、各种物理力学指标、施工工艺。田明安[4]通过膜袋围堰的运用施工水中桥梁基础，改变了使用栈桥平台投资大，使用草袋围堰施工慢、安全性差等缺点。在公路工程中，围堰结构并不多见，由于地质及水文条件的影响，需要在施工前期做好临时围堰结构。这种结构起初是由水利围堰结构发展而来，采用土石等重力式承载防渗墙阻断水流、隔离不良的地质影响，而后发展为钢结构、土石结构等材料的单一或组合式应用[6,7]。潘艳颜等[7]提出用常规脚手架钢管设计无土围堰结构，根据杆塔基础开挖的方形净空间和不同水深的情形，建立了正方形无土围堰结构的设计方法。罗天洋等[8]以输电线路工程某塔位的钢管式无土围堰结构为研究背景，对该类围堰结构的选型与设计方法进行了系统的介绍，同时对该围堰结构的应力状态进行了有限元法分析和现场监测。

在公路工程中，横穿深厚泥浆池开展建设较为罕见，在施工前需对两侧泥浆做围挡处理，以保证施工场地的稳定。本文主要针对泥浆池围堰施工过程中存在的问题，提供了桩网式松木桩加固、钢管脚手架模架体系、限位框板限位、膜袋轻质芯体以及预制板压顶等一些可以有效解决这些问题的施工方法。

1 工程概况

本文依托钱清至滨海工业区公路工程，项目实施过程中，相继发现了三处大型泥浆池，为绍兴市水利围垦综合开发场为柯桥区建设的建筑泥浆堆放场(图1)，泥浆堆放场由低洼塘地带进一步深挖改造而成，泥浆池段在定测阶段仍处于封闭状态，现状为积水水塘。在路基建设前，需要结合泥浆池现有围堰，在路基另一侧作新围堰，围堰施工时将围堰内涌出淤泥吹填至围堰外侧，围堰形成后对围堰内排水，然后进行就地固化。

图1 泥浆池位置

2 围堰结构

本文主要针对泥浆池围堰施工过程中存在的问题，提供了桩网式松木桩加固、钢管脚手架模架体系、限位框板限位、膜袋轻质芯体以及预制板压顶等一些可以有效解决这些问题的施工方法。如图2所示，该泥浆池围堰主要由松木桩与钢管脚手架搭接而成，具体包括钢丝加筋网、定网松木桩、加固松木桩、连杆架、连架松木桩、钢管脚手架立杆、钢管脚手架横杆、管袋限位框板、钢管斜撑、坡面控制脚手架网架、充泥管袋、固化土、混凝土膜袋、气泡混凝土、抗浮网架、气泡混凝土、气泡混凝土、预制板和挡水管袋侧堰。

图2 泥浆池围堰立面

如图2～图4所示，钢管斜撑一端通过螺栓安装在钢管脚手架立杆上，钢管斜撑另一端通过撑杆连板统一连接，在每一根钢管斜撑与撑杆连板连接处设置防滑槽固定，将撑杆连板通过顶托以及固定钢钉连接在固撑松木桩上；管袋限位框板通过固定螺栓固定于连杆架上，管袋限位框板上平铺混凝土膜袋，抗浮网架通过螺栓固定于钢管脚手架立杆上，预制板两侧与钢管脚手架立杆连接进行压顶，围堰顶部两侧堆放挡水管袋围堰。

图3 顶托安装

图4 钢丝加筋网上松木桩布置

3 施工流程

在该围堰结构施工过程中，首先施工松木桩形成结构雏形，再用钢管脚手架搭接在上部，形成完整的结构体系，最后用混凝土膜袋、预制板压顶等进行充填与加固，形成稳定的围堰结构，具体的施工流程包括以下步骤：

(1)桩顶托板安装与固定：将加固松木桩、定网松木桩以及连架松木桩上均安装桩顶托板，并将其用U型固定钉固定在各松木桩上。

(2)钢丝加筋网安放：将定位整理好的钢丝加筋网下放到指定位置，在其四周打设定网松木桩对其进行固定。

(3)加固松木桩打设：在镀塑钢筋网中间位置打设提前准备的加固松木桩。

(4)桩顶框架式连杆架与其相连松木桩同步沉放：连杆架安装完成后与连价松木桩连接固定，固定好后将两者同步沉放下到指定位置。

(5)竖向钢管和水平钢管的安装：通过吊车吊运竖向钢管并安装，之后安装水平钢管用来加固竖向钢管。

(6)钢管脚手架立杆与钢管脚手架横杆的安装：安装钢管脚手架立杆和钢管脚手架横杆，并通过铰轴固定于连杆架上。

(7)管袋限位框板安装：按规定规格将管袋限位框板安装在指定位置并固定。

(8)钢管斜撑安装：将钢管斜撑安装在钢管脚手架立杆上，斜撑另一端通过撑板连杆统一连接，在每一根斜杆处在连杆上设置连扳搭接防滑槽，将连杆通过顶托以及固定钢钉连接在固撑松木桩上，最后一同沉放。

(9)坡面控制脚手架网架安装：以预先搭设在建筑物脚手架上作为搭设平台，进行坡面控制脚手架网架安装。

(10)充泥管袋布放以及管袋充填施工：将充泥的管袋布设到已经安装好的管袋框架限位板中，未填满区域充填固化土。

(11)混凝土膜袋安装：将设计好的膜袋进行整平，场地进行测量并整平后进行膜袋铺设安装。

(12)灌注气泡混凝土：在铺设好的混凝土膜袋中灌注气泡混凝土。

(13)安放抗浮网架：为防止混凝土膜袋上浮，在其上安装抗浮网架。

(14)气泡混凝土养护：气泡混凝土浇筑完毕后在其上铺设麻袋，定时洒水对其进行养护。

(15)重复进行(11)和(12)。

(16)安放预制板压顶：提前将预制板制作好，并在其底面安装防滑嵌合肋，将其安放在围堰顶进行压顶。

(17)挡水管袋侧堰施工：在围堰顶部两侧用挡水管袋作为侧堰进行挡水施工。

4 优势及特点

本文依托公路工程中并不常见的横穿深厚大型泥浆池的工程建设，借鉴了水利工程中的围堰建设，开发了独特的泥浆池场地的围堰结构，利用松木桩与钢管脚手架搭接成围堰体系，再应用膜袋轻质芯体填筑，形成了良好的挡水效果，具有以下优势及特点：

(1)通过采用网状式松木桩加固，能够有效对钢丝加筋网进行加固，可以有效确保施工质量安全。

(2)该方法通过限位钢板限位可以将管袋进行准确布设，便于管袋充填施工，可以有效提高施工效率，便于施工。

(3)通过膜袋轻质芯体以及预制板压顶可以有效的实现挡水的目的，确保施工顺利进行。

5 结束语

本文借鉴水利工程中钢管脚手架与土石结构组合形式的 围堰，针对泥浆池围堰施工过程中存在的问题，创新性地应用于横穿大型泥浆池公路工程的围堰结构中，提出了因地制宜的桩网式松木桩加固、钢管脚手架模架体系、限位框板限位、膜袋轻质芯体以及预制板压顶等一些可以有效解决这些问题的施工方法，具备良好的挡水效果，保证了施工场地的安全，具有良好的技术效益和工程实践意义。