水利工程中水闸钢管桩围堰的施工技术实践探究

刘如信

摘要：近年来，中国的水利建设正处于快速发展时期，下文结合工程实例，探讨了钢管桩围堰施工技术在水闸基础工程中的应用，提供类似项目的参考。

关键词：水闸;钢管桩;围堰工程;施工技术

某一水闸工程的设计共4个洞，洞口大小为5.0m×5.0m，门闸室长16.0m，地板厚度为1.2m，地板标高为-1.5m，中间墩为1.5m，侧面墩为厚度1.0～1.93m，胸墙位于钢制工作门的上游（内部）结构。在水闸上游安装了5m长的钢筋混凝土，下游配有防洪设施，一条5m长的钢筋混凝土，一条18m长的合金网石箱并在防洪堤的两侧铺设了合金网石笼网。

一、项目概述

（一）围堰工程的初步构想

根据项目要求，水闸必须建在干燥的地面上，围堰用于挡水。在水闸施工之前，必须先形成施工围堰。根据招标文件，围堰建设必须分两个阶段进行，以便相互转移并确保闸门的施工不会淹没闸门上游两侧的居民。

1.改变围堰导流方法的好处

（1）可以大大缩短工期，在枯水期可以完成工作量大的建设项目，它可以确保项目在合同期内完成。

（2）纵向围堰向左移动后，其施工高度大大增加，降低了纵向围堰的施工难度，确保了围堰的整体安全。

（3）闸室的整体浇筑施工保证了地板的施工质量，减少了混凝土浇筑的数量。

2.更改围堰导流方法的缺点

（1）增加建筑强度需要紧凑的结构，这大大增加了建筑成本。

（2）明渠导流小，底蚀大，砌体的底部需要保护。同时，可以添加混凝土以降低粗糙度并增加抗冲击性。但是，如果洪水超过了标准，将有一定的风险，计划采取的措施是清除围堰并释放预留间隙中的水。

（3）在基坑中留出4m宽的工作面，以利于在开挖期间建造钢管挡土墙桩。同时，要求在围堰与基坑相邻的一侧使用密排钢管桩，以防止钢管暴露于地面。因此，根据水闸工程节点施工期和总施工期的要求，计划调整原始招标文件要求的纵向围堰的施工位置，并将纵向围堰向左移动，整体结构确保有足够的时间来构造上部结构。纵向围堰内部留有4m宽的工作表面，垂直围堰的左侧留有9.0m的分流明渠，以保护明渠的干石并防止水腐蚀。由于纵向围堰更靠近闸室地板的左侧，为了确保纵向围堰在开挖过程中的安全性，纵向围堰的设计考虑到维护12m长的密集堆放的钢管桩和围堰结构。

（二）第二期围堰

第二期围堰的工作量包括左岸的上游和下游連接，带刺的墙等。围堰拆除后，将进行施工并在施工期间需要防洪工作。下游的围堰是用从一级围堰拆除的钢管桩竖起的，而上游的围堰则堆放有松散的木材，考虑在纵向围堰中使用侧墩。

二、围堰施工技术控制

（一）围堰设计

结合项目实际情况，采用钢管桩围堰和纵向围堰作为施工围堰，内围堰的位置在稻中塘大桥下，由于桥梁的影响，无法使用钢管桩进行施工。因此，请使用装满沙子的布袋围堰进行施工。

1.设计标准

根据当地的水文和潮汐特征，并参考原始设计招标文件和水闸工程的实际施工位置，选择围堰作为年度标准。施工围堰设计高潮水位3.54m;围堰的设计顶部高度确定为4.0m，而围堰的顶部保持在0.5m.在施工过程中，它必须达到4.5m以上，并留出空间进行紧急救援。

分流设计基于每五年的非汛期，流量约为每秒59.2立方米。该项目水下部分的结构施工安排在旱季。由于施工场地小，安装后的最小截面积为19.25m2，混凝土护坡的粗糙度为0.014，明渠底部高程为0.5m，明渠坡度为1：2000，下游平均为非汛期，当潮位为1.58m时，分流明渠的速度为41m3/s，速度为2.13m/s。

中堂大桥的洪水水位应为4.34m，基本满足原设计的枯水期流量要求。

2.围堰布局

根据施工现场的实际情况和水闸的设计要求，将外堰布置在水闸出口防淘桩的外部，距防淘桩的净距为2m，内围堰为在上游处布置了钢筋混凝土保护装置，上游工作面位置的宽度大于4m。

3.结构

基于原始设计结构，进行了适当的调整。

（1）基础填满土方，高度为0.5m。上游连接工程用于挖掘土方工程，围堰桩可以在填充过程中打入。

（2）由于地质条件良好，为粉质土壤，钢管桩裸露长度与土壤深度之比控制在1～1.5之间。

（3）围堰结构。在纵向上使用钢管围封顺序，并在水平方向上保留两排钢管以进行拉动，整体结构由圆钢制成。使用非织造土工布过滤器，平均潮位下部用粘土密封以利于固结;平均潮位的上部为2m宽，带有黏土墙，两侧均被原始土壤密封。由于地形狭窄，河流的坡度大且宽度有限，根据原始设计，它只能宽4m。考虑防洪时，有紧急救援的余地，可能会增加子围堰，要求钢管超过设计高度的50%厘米。在整个围堰施工中，基坑旁的防护是关键，必须合理安排施工顺序，必须先建造基础灌注桩，以加强基础并保护围堰的稳定性。基坑开挖必须采用水力开挖进行，必须分层，并有足够的坡度，注意坡度的稳定性，并及时采取防护措施;最后，在纵向围堰附近进行开挖。

（二）围堰施工

1.施工程序

根据施工进度和实际地形，先建一期围堰，再建二期围堰。首先建造内部围堰，首先建造纵向围堰和外部围堰。围堰施工期间，应在两侧进行打桩和填土。施工完成后，应进行维修结构的施工，然后进行土方和气密性，逐渐分层和加载以确保稳定性。

2.施工方法

（1）围堰建设。首先填充土方工程（通过上游渠道挖掘）和钢管桩对于打桩，通过驳船运输桩，并且在打桩船上安装钢管桩，请使用小型水挖掘机填充随附的土方。为了满足设计要求，钢管桩应尽可能笔直，并且进度应尽可能快。

（2）施工排水。污泥的排污应与泥浆泵，潜水泵等配合进行。抽水时应特别注意围堰的安全性和稳定性以及围堰的泄漏，以便及时采取措施消除隐藏的危险。

（3）拆除围堰。水闸C25混凝土现浇桩，C35防渗板桩，钢筋混凝土楼板，钢筋混凝土墩，钢筋混凝土半墙，维修平台以及上下游钢筋混凝土基础施工，右翼墙完成。在基本满足供水条件后，根据进度要求，尝试尽快拆除一期施工围堰，以便二期围堰的早期建设。拆除方法是用小型挖掘机在水面上挖土，用泥浆泵将土挖到设计标高，然后用氧乙炔在水箱后面切水平钢。

三、结束语

防水门工程钢管桩围堰的施工特点是：施工速度快，不受荷载率的影响，小横截面和小面积有利于分流器的布局;围堰材料具有回收和再利用的价值;土方工程适合封闭空气，水平屏障比垂直屏障要好。

参考文献：

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[2]乔培收.单层钢板桩深水围堰施工技术[J].国防交通工程与技术，2016.

[3]刘铁伟，吕敏娟，王辉.水利工程施工布置的特点及总体布置措施工J].黄河水利职业技术学院学报，2016.