桥梁工程锁口钢管桩围堰施工技术

丛炳刚

山东省路桥集团有限公司 山东 济南 250014

引言

随着我国高速铁路和公路建设快速发展，新建桥梁跨径不断增大，桥位受限，桥梁外部施工条件和地质条件复杂，施工安全风险剧增。为施工大跨径桥梁水下承台和桥墩，需要设置围堰，以挡水、挡土、提供作业空间。跨河的桥梁水下工程，地质、水文条件复杂，施工安全和施工质量控制难度大，安全和质量事故发生概率高，处理成本极高，给施工单位带来了严峻挑战。桥梁水下工程建造施工技术亟须提新型锁口钢管桩围堰设计施工关键技术研究。

1 前期施工准备

进行工程勘测和设计，这包括对施工现场进行详细的地质勘测，了解地层情况、地下水位等因素，以及进行桥梁工程的设计分析，确定锁口钢管桩围堰的具体要求。其次，编制建设方案和施工图纸，根据工程勘测和设计的结果，制定详细的施工方案，包括围堰布置、尺寸确定等，并绘制相应的施工图纸，以便指导施工过程中的操作[1]。在前期准备阶段还需要进行材料和设备的准备，包括锁口钢管桩和围堰所需的材料，如钢管、连接件、密封材料等，以及施工所需的设备和工具，如打桩机、起重机、泵站等。确保材料和设备的质量和数量符合施工要求。最后，进行人力资源的安排，根据施工规模和进度计划，合理安排施工人员，包括项目经理、工程师、技术人员、施工人员等，确保施工团队具备足够的技术和经验，能够顺利完成锁口钢管桩围堰施工任务。

2 锁口钢管桩围堰施工步骤

2.1 桩基施工准备

进行地面清理和平整工作。施工现场需要清除杂物、石块等障碍物，并将地表进行平整处理，以便为后续的桩基施工提供良好的工作环境。其次，进行桩位标志和控制。根据设计要求和施工图纸，确定锁口钢管桩的具体位置和间距，并在地面上进行标志和测量。通过精确的桩位控制，可以确保钢管桩的准确定位和施工质量。接下来，进行设备的安装和调试。根据施工方案，安装并调试所需的设备，如打桩机、起重机、输送机等。确保设备安装牢固、运行正常，并进行必要的调试和测试，以保证施工过程中设备的正常运行和安全性。通过以上桩基施工准备工作，为锁口钢管桩围堰的后续施工阶段打下了坚实的基础。

2.2 锁口钢管桩安装

进行钢管桩的运输和堆放。将预先准备好的锁口钢管桩运输到施工现场，并按照设计要求进行合理的堆放。确保钢管桩在堆放过程中不受损，并便于后续的插入和锁接操作。其次，进行钢管桩的插入和锁接[2]。使用适当的设备，将钢管桩逐段插入地下，直至达到设计要求的深度。在插入过程中，要注意控制桩的位置和垂直度，确保桩的稳定性和施工质量。每段钢管桩插入后，通过锁口进行连接，确保桩体的整体连贯性和刚性。接下来，进行桩端修整和垂直度控制。在锁口钢管桩插入后，需要对桩端进行修整，使其与地面平齐并具有适当的坡度。同时，通过测量和调整，控制桩的垂直度，确保各个桩体之间的垂直度误差在允许范围内。通过以上锁口钢管桩安装步骤，确保钢管桩的准确插入地下，良好的锁接在一起，并满足设计要求的垂直度和位置控制。这为后续的围堰施工提供了坚实的基础，并确保桩体的稳定性和施工质量。

2.3 围堰施工

进行围堰板的安装和连接。根据设计要求和施工图纸，将预先准备好的围堰板逐段安装在锁口钢管桩之间，通过连接件进行连接。确保围堰板与钢管桩之间的连接紧密可靠，能够承受水压和土压力。其次，进行水平支撑和固定。在围堰板安装完成后，需要进行水平支撑和固定工作。使用支撑杆等设备，在围堰板的内侧设置水平支撑，以保持围堰板的稳定性和垂直度。同时，通过固定装置将围堰板牢固地固定在钢管桩上，确保其不会因水压或土压力而移动或倾斜。接下来，进行围堰板的密封和背填土施工。在围堰板安装和支撑固定完成后，进行围堰板的密封工作，采用密封材料填充围堰板之间的缝隙，以防止水或土的渗透。随后进行背填土施工，将土方填充至围堰板的外侧，以增强围堰的稳定性和承载能力。通过以上围堰施工步骤，确保围堰板的正确安装和连接，围堰的稳定性和密封性得到保证。围堰施工的质量和稳定性对于后续的施工和排水工作至关重要，因此在施工过程中需要严格按照设计要求和施工规范进行操作，确保围堰的安全可靠性。

2.4 防渗堵漏技术

在开挖过程中派专人观察监视围护桩接缝是否渗水、涌泥，如出现上述现象，立即组织人员处理。对仅有少量渗水的，用掺有堵漏灵的防水砂浆封堵处理。钢管桩损坏的地方采用电焊补强，也可在围堰的内侧用刮刀将棉纱或橡胶条等塞入管桩缝隙内堵漏。施工期间在围堰内设置一台潜水泵，以便将漏水及时抽出。当涌水较大时，应立即停止开挖，回水返压后采取围堰外增加高压旋喷桩止水。接头有涌泥、漏水时，及时用沙袋反压，坑内注浆。锁口钢管内采用黏土、麻絮（或锯末）混合物，在锁口钢管中填充捣实。抽水过程中或抽水后发现个别锁口漏水，派潜水员下水检查漏水处位置，根据实际情况进行止水处理。抽水后如发生锁口漏水较大或漏水处较多影响围堰内基础施工时，要停止抽水、让水回灌入围堰，重新进行止水处理，然后再抽水。为提高管桩自身抗冲刷稳定性，汛期来临之前，在迎水面和回流处抛填防冲刷石笼，在管桩桩身内回填粗砂，增强围堰自身稳定性，防止桩身变形。

2.5 施工质量控制

进行监测和记录工作[3]。在施工过程中，需要进行实时监测和记录关键参数，如锁口钢管桩的插入深度、围堰板的水平度、围堰板连接的紧密度等。通过使用合适的测量仪器和传感器，对这些参数进行监测，并及时记录数据，以便后续分析和评估施工质量。其次，进行质量检查和验收。在施工过程中，定期进行质量检查，检查锁口钢管桩的垂直度、连接是否牢固，围堰板的密封性等。通过质量检查，发现并及时纠正施工中的问题和缺陷，以确保施工质量符合设计要求。施工完成后，进行最终验收，对锁口钢管桩围堰的各项指标进行全面评估，确认施工质量是否合格。在质量控制过程中，严格按照相关标准和规范进行操作，确保监测和检查的准确性和可靠性。同时，及时记录和整理施工质量的数据和文档，为后续的施工验收和档案管理提供支持。通过以上施工质量控制的措施，可以最大限度地保证锁口钢管桩围堰的施工质量和安全性。合格的施工质量控制是确保工程质量的关键，对于保证桥梁工程的稳定性和使用寿命至关重要。

2.6 现场施工管理

进行进度和资源调配。在施工现场，需要进行合理的进度计划，安排施工工序和任务的先后顺序，并进行资源调配，包括人力、材料、设备等。确保施工进度的合理安排和资源的充分利用，以保证施工工作的顺利进行。其次，进行施工记录和报告。在施工过程中，进行详细的施工记录，包括施工进度、质量检查、问题与解决方案等内容。及时记录施工中的关键数据和信息，为后续的施工评估和问题追踪提供依据。同时，根据需要，编制施工报告，将施工情况、进展和问题汇报给相关人员和管理层。接下来，处理施工问题和寻找解决方案。在施工过程中，可能会出现各种问题和挑战，如施工难点、材料供应问题等。及时识别和分析问题，寻找合理的解决方案，并与相关人员进行沟通和协调，确保问题得到妥善处理，并不影响施工的正常进行。通过以上现场施工管理的措施，可以确保施工进度的合理安排和资源的有效利用，同时保证施工过程中的记录和报告工作的完善和及时性。有效的现场施工管理有助于提高施工效率、降低施工风险，并确保锁口钢管桩围堰施工的顺利进行。

3 施工安全措施

3.1 施工现场安全管理

要确保施工人员具备必要的安全意识和技能，施工人员应接受相应的安全培训，了解施工过程中的各类风险和防范措施，并掌握正确使用个人防护装备的方法。要建立规范的施工现场管理制度，制定并落实施工现场的安全责任制，明确相关人员的职责和权限。确保施工现场的布置、通道设置、警示标志等符合相关安全规范，保证施工区域的安全通行。加强施工现场巡查和监督，设立专门的巡查人员或巡查小队，定期巡查施工现场，及时发现和处理不安全因素和隐患，防止事故发生。严格执行施工现场的安全操作规程，要按照施工方案和设计要求进行施工，确保锁口钢管桩的稳定和围堰的密闭。对于施工工具和设备，要经过检查、维护和保养，确保其正常运行。要建立健全应急预案和事故处理机制，明确应急预案的流程和责任分工，提前准备必要的救援和应急设备，以及各类事故的应急处理方法。定期组织应急演练，提高相关人员的处置能力和协作效率。

3.2 人员安全培训和防护

施工人员应接受必要的安全培训，培训内容应包括工作场所安全规范、操作规程、事故防范知识等。通过培训，可以提高施工人员的安全意识，使其了解施工现场的风险，并掌握相应的防护措施和紧急处理方法。施工人员应佩戴适当的个人防护装备，根据施工环境的特点和风险情况，必要的个人防护装备应包括安全帽、防护眼镜、耳塞或耳罩、防尘口罩、防护手套、防滑鞋等。同时，对特殊情况下的施工，如高空作业、水中作业等，还需要提供专用的防护装备，如安全带、救生衣等应确保施工现场的安全措施得到有效落实，例如设置合理的安全警示标识，确保施工区域的隔离和清晰可见；规范固定和搭设临时设施，如脚手架和护栏，防止人员跌落；加强设备和机械设施的维护和保养，防止发生意外事故。组织定期或不定期的安全检查和培训，确保施工人员对安全措施的理解和遵守，并及时总结经验教训，改进安全管理措施。

3.3 设备和材料的安全使用

施工方应确保所使用的设备符合相关安全标准，并进行定期检查和维护，确保设备的正常运行。在设备操作过程中，必须由经过培训和授权的操作人员进行操作，确保其熟悉设备的操作方法和安全操作规程。其次，使用的材料必须符合设计要求，并经过质量检查。在使用材料时，应注意存放和堆放的安全，避免堆放过高或过于密集，以防止材料倒塌造成伤害。对于涉及危险材料的施工，如化学药剂等，必须遵循相应的安全操作规程，并配备必要的防护措施。

在使用大型机械设备时，应遵守相关的安全操作规范，确保操作人员和周围人员的安全。

4 应用案例

山东省路桥集团有限公司郑济铁路（山东段）工程项目部承建的长清黄河特大桥，起止里程DK38+122.67～DK43+276.67（175#～253#墩），全长5.15km，桥址位于山东省济南市长清区境内。其中249#桥墩位于黄河主漕内，根据总体施工进度计划安排及黄河汛期特点，主墩围堰和基坑开挖正值汛期，在垫层施工期间经受黄河30年一遇的洪峰，最大桥位流量为5400m3/s，围岩稳定无变形，围堰止水效果良好，结合墩位地质特征和水文条件及现场实际情况，成功采用锁口钢管桩围堰施工完成深基坑和桥梁下部结构，通过此运用与原设计双壁钢围堰对比，工期缩减3个月，用钢量减少100t，材料回收提高50%。

5 结束语

锁口钢管桩围堰施工技术在桥梁工程中具有重要的应用价值。通过合理的施工方案和施工工序的安排，能够确保钢管桩的稳固安装和围堰结构的可靠性。同时，施工过程中的安全控制和质量监控措施能够有效预防事故的发生，保障施工人员的安全。此外，环境保护措施的实施能够减少施工对周边环境的影响，提高工程的可持续性。因此，在桥梁工程中，锁口钢管桩围堰施工技术是一项值得推广和应用的重要技术。