第４９卷第５期 ２０１３年５月 甘肃水利水电技术 ＧＡＮＳＵ ＷＡ．ｒＥＲ Ｒ］ＥｓｏＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹ１）ＲＯＰｌ １ ｔⅡｃＨＮ０ＬＯＧＹ Ｖｏ１．４９，Ｎｏ．５ Ｍａｙ，２０１３ ・施工技术・ 浅析钢板桩围堰施工 陈 宁 （广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州 ５１０６３５） 摘要：钢板桩围堰与填土围堰相比，具有施工进度快、更安全、占地空间小等优点。在不断流的渠道里进行混凝土衬砌。 采用铜板桩导流是较为适宜的施工方法。文章介绍了钢板桩导流的施工流程、注意事项、存在问题及解决的方法。 关键词：钢板桩；固堰；施工导流；变形观测 中图分类号：ＴＶ５５１．３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：２０９５—０１４４（２０１３）０５—００６０—０４ １ 工程概况 堰段可能存在渗漏，因此，拟在其迎水侧填塞复合土 工膜（３００ ｇ／ｍ２）防渗。 ３．２钢板桩选用 原灌区工程存在工程设计标准低、配套设施不 完善、工程设施老化、渠道渗漏严重等问题，为使灌 区充分发挥效益，提高水资源利用系数，通过加固改 造和续建配套渠道及渠系建筑物，以达到节水和确 保改造渠段合理安全运行的目的。 ２．施工难点 根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、 施工方法等方面考虑，选用的拉森Ⅲ型钢板桩宽度 适中，抗弯性能好，其主要技术参数为：宽Ｂ＝４０ ｃｍ， 厚Ｗ＝１３ ｃｍ，高Ｈ＝１２０ ｃｍ，板重６，－＝６０ ｋｇ／ｍ，依地质 资料及作业条件、水深３ １ＴＩ，决定选用６ ｍ和９ ｒｎ长 该施工渠段不但承担农业灌溉任务．而且同时承担 城市生活及工业用水供水任务，因此，工程项目需进行 不断流施工．施工导流经论证选定为钢板桩导流施工。 ３．施工导流方案 ３．１ 方案综述 钢板桩结合使用。钢板桩两侧各留０．５ ｍ形成隔离 带，以防钢板桩拔除时破坏护底砼，利用渠道每年 １５～２０ ｄ停水检修的时间浇筑剩余１ １１１宽的护底砼。 经验要求钢板桩入土深度达桩长０．５倍以上。通过 渠段为底宽５ １Ｏ．５ ｍ的梯形断面渠道为主，内 边坡１：１．５，设计导流流量为５．９５ ｍ３／ｓ，渠道流速０．５ 取值近似计算，结果分别见表１、表２。 ３．３施工流程 ｍ／ｓ左右。采用分期分边导流方式，其中渠身衬砌，采 用拉森Ⅲ型钢板桩做围堰（同时作为一、二期围堰）， 导流分段进行。加大水位３１．９１５～３１．３５０ Ｉｎ，设计渠底 标高２９．４８０～２９．２０５ ｍ，设计水位高度均小于２．５ ｍ。 在河道中采用拉森Ⅲ型钢板桩做围堰（同时作 为一、二期围堰），导流分段进行，每段按２００ Ｉｎ考 虑．按３～４个工作面同时施工。考虑到钢板桩多次 重复利用后可能会导致板桩之问咬合不紧，部分围 钢板桩围堰施工流程见图１。 ３．４钢板桩施工 ３．４．１施工准备 将钢板桩运到工地后，钢板桩在拼装组合前必 须对其进行检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口 用一块同型号长２—３ Ｉｎ的短桩作通过试验，以２～３ 人拉动通过为宜。或采用卷扬机拖拉。锁口通不过 或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯及热敲 表１ 红黏土工况计算结果 收稿日期：２０１３—０５—１３ 作者简介：陈￣（１９７９一），男，河南西平人，工程师，硕士，主要从事水利水电工程管理、经济评价监测。 ６０・ 第５期 陈宁：浅析钢板桩围堰施工 第４９卷 注：由于钢板桩在耕植土中可成桩长度大于最小入土深度，因此，不需支撑。 一最小入土深度；厂一最小锚固深度； Ｉ 一沿钢板桩围 堰轴向方向每米钢板桩需要加钢丝绳斜拉施加支撑拉力。 施工准备 钢板桩的关键设备，在打拔前一定要进行专门的检 查，确保线路畅通，功能正常。且功率达到４０ ｋＷ以 测量定位 上．而夹板牙齿磨损不宜太多。 ３．４．２钢板桩搬运与存放 按顺序插打钢板桩 钢板桩搬运途中特别注意保护锁口。现场吊运 时。吊点位置按正负弯矩相等原则确定。堆放时，每层 支点亦按正负弯矩相等原则布置，钢板桩布 一期围堰闭合 都要垫平，置不少于２支点，叠高层数不大于５，两层之间加垫木。 Ｈ 耀 围堰抽水、堵漏 钢板桩拆除、转运 ３．４．３钢板桩打设 蝉 晒 至下一施工围堰段 由于施工区域位于渠道水中，履带打桩机停放 踩 醢 ｛１ 渠道清理、衬砌 在渠道一侧的堤顶上，定位稳定后，提起震桩锤，利 一＜ 用震桩锤打设钢板桩。施工时受水流影响，施工时 婢 ｌ 耆ｊ混凝土待强 辨 ｝ 一定要注意插打的顺序。打设的顺序是：采用先顺后 圃 两侧横向钢板桩拆除 §环利用纵向钢板桩 横的原则，先打设顺水流方向的一排钢板桩，然后插 １ 打水流上游的横向钢板桩（即堵头），最后插打水流 第二次循环 下游的横向钢板桩至合拢。钢板桩打设之前，设置 图１钢板桩围堰施工流程 导向装置。在插打钢板桩前需设定位桩及定位横梁。 定位桩采用［２Ｏ槽钢，每１０ ｍ设置一个定位桩，定 （温度不超过８００－１ ０００℃），焊补、铆补、割除、接长 位横梁采用４，２５螺纹钢筋设置２道焊接固定在定 等方法加以整修。 位桩上面．定位横梁的位置遵照设定的标高布置分 插打钢板桩之前须检查振动锤。振动锤是打拔 别见图２、图３）。 一 一 、Ｊ ＿ 萤曰 萤日 酋 ｉ＇ｒｌ＇。。‘。三 ｌ耋 。 ’‘三 ；｝菌 。 霉 游 …一 …一 薰．。点 滴圈潜ｉ甫煎蛊 ；１萋 。 螫目 萤曰 图２钢板桩平面布置 ・６１ ・ ２０１３年第５期 甘肃水利水电技术 第４９卷 运河渠道 ／中心线 一Ｒ塥Ｔ 箭程 ／钢板 堤顶施 道路 ／ ／ Ａ加大水位３ ５００ ／ 一 Ｃ施丁水位２ ５００ 一顺水 方 钢 匾桩 ／ ／ ＼ ＼＼ 河床面 ８ ／。 ／ 图３钢板桩围堰侧面 ３．４．４围堰抽水及堵漏 围堰合拢后的基坑排水采用水泵抽排方式．基 变形较大的钢板桩需调直，完整的钢板桩要及时运 出工地，堆置在平整的场地上；将钢板桩用振动锤再 复打一次，可克服土的黏附力；按与打板桩顺序相反 坑排水为控制降水速率采用２５ ｋＷ柴油抽水机抽 排至堤脚外，水泵布置在围堰顶边，水管考虑埋入地 下，确保堤顶施工便道畅通，出水管口加防冲保护。 ３．４．５钢板桩拆除及注意事项 渠道衬砌混凝土等强后方可进行钢板桩的拔 除，拔出钢板桩，修整后重复使用。拔除前要注意钢 板桩的拔除顺序、时间及桩孔处理方法。拔除钢板 桩采用振动锤与起重机共同拔除．后者用于振动锤 拔不出的钢板桩，在钢板桩上设吊架，起重机在振动 锤振拔的同时向上引拔。 的次序。 ４钢板桩施工中遇到的问题及处理 由于河床地质结构复杂，钢板桩打拔施工中常 遇到一些难题，常采用如下几点办法解决： （１）桩过程中有时遇上大的块石或其他不明障 碍物，导致钢板桩打入深度不够。采用转角桩或弧形 桩绕过障碍物： （２）钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等 侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以 振动锤产生强迫振动，破坏板桩与周围土体间 的黏结力，依靠附加的起吊力克服拔桩阻力将桩拔 出。拔桩时。先用振动锤将锁口振活以减小与土的 黏结。然后边振边拔。较难拔的桩．可选用柴油锤先 振打，然后再与振动锤交替进行振打和振拔。为及 下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔 １．０～２．０ ｍ，再往下锤进。如此上下往复振拔数次，可 使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位 置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度； （３）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，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，异形桩可根据据实际倾斜度进行 时回填桩孑Ｌ，当将钢板桩拔至河床面以下５０ ｅｍ时． 暂停引拔．用振动锤振动几分钟让土孑Ｌ填实。 （１）拔桩选用振动拔桩机，吊车配合。拔桩前用 拔桩机卡头卡紧桩头．使起拔线与桩中心线重合：拔 桩开始略松吊钩，当振动机振１～１．５ ｍｉｎ后．随振幅 焊接加工；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）在基础较软处，有时发生施工时将邻桩带 加大拉紧吊钩，并缓慢提升；钢板桩起到可用吊车直 接吊起时，停振。钢板桩同时振起几根时，用落锤打 散：振出的钢桩及时吊出。起吊点必须在桩长ｌ／３以 人现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起。 并且在施打桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少 阻力。 ５变形观测 在钢板桩围堰挡水期间，定期对钢板桩顶的位 移进行观测，如果发现桩顶向基坑内的偏移量稳定 在２ １０ ｃｍ之间，说明堰体是稳定的。 ６结语 上部位；拔桩过程中，随时观察吊机尾部翘起情况， 防止倾覆；钢板桩逐根试拔，易拔桩先拔出。起拔时 用落锤向下振动少许，待锁口松动后再起拔。 （２）拔桩中，拔桩机振幅达到最大负荷、振动 ３０ ｍｉｎ时仍不能拔起时，停止振动，采取其他措施。 （３）拔出的钢板桩应及时清除土砂，涂以油脂， ・根据以往经验，施工实际效果表明，钢板桩围堰 ６２・ 第５期 陈宁：浅析钢板桩围堰施工 第４９卷 与填土围堰相比，具有施工进度快、更安全、占地空 ［２］邱训兵．大型钢板桩围堰施工设计的思考［Ｊ］．铁道建筑， ２００５，３３（９）：１３—１７． 间小等优点。对于城市内较窄河涌堤岸整治工程、水 深较大、流急、淤泥或粉细砂等软基上等不适宜用填 土围堰的工程使用较为适用，但应做好水力计算，为 保证钢板桩安全应采取相应加固措施。 参考文献： ［１］王君堂，郜满珍．钢板桩围堰的设计与施工［Ｊ］．山西建 筑，２００７，３３（４）：１２９—１３０． ［３］张正伟，袁俊英．单层钢板桩围堰在深水基础施工中的应 用［Ｊ］．江苏交通科技，２００８，１８（４）：２９—３２． ［４］赵有明，胡永生，杜洪池．珠江黄埔大桥钢板桩围堰支护系 统设计与施ｒｅ［ｊ］．桥梁建设，２００６，３６（７）：２３—２５． ［５］姜中祖，钟敬钧．番禺大桥水上主塔基础钢板桩围堰施工 ［Ｊ］．广东公路交通，１９９７，２３（３）：ｌ１—１５． （上接第５Ｏ页）现状末端续接２０ ｉｎ，延长至４７．４ ｍ。 方案－＇Ｔ程量较小，实施简单，大缩短了工期， 度原则，选取势能较高，流量较低的情况进行。计算 时对流量进行分级，流量级数分得越多，计算精度越 高，精度以满足工程要求为准。 参考文献： ［１］吴跃红，陈震宇．恩平市恩城水闸除险加固工程初步设 计报告［Ｒ］．广州：广东省水利电力勘测设计研究院， ２０１１． 虽然抬高了护坦高程，但是经过计算后，其收缩断面 的费汝德数 仍介于４．５—９．０。属于稳定水跃。因 此。推荐方案二作为水闸消能工的加固方案。 ４结语 恩城水闸是锦江河上的一座大（２）型拦河闸，通 过对水闸消能工的复核计算：底流消能的最不利工 况不是发生在流量最大时，而是在某个总势能较高， 流量较低的工况。底流消能计算，应根据水闸的调 ［２］李炜冰力计算手册［Ｋ］．第２版．北京：中国水利水电出 版社，２００６． ［３］ＳＬ ２６５—２００１，水闸设计规范［ｓ］． （上接第５６页）用水指标，特别是境内水源的开发 建设，以支持陇东能源基地建设，促进地区的跨越式 发展，早日实现“工业强省”目标。 此外，南水北调东线、中线工程在“十二五”期间 也相继建成通水。其受水区的部门省份占有较大的 ｍ，，甘肃省长江流域自产地表水资源量１００．３６亿 入境水资源量３３．６Ｏ亿ｍ 。地表水资源总量为 １３３．９６亿ｍ。，水资源丰富。甘肃省长江流域现状各 行业用水量为２．５Ｏ亿ｍ ，按自产水资源量计算，水 资源开发利用程度仅为２．４９％。水资源利用率较低。 白龙江为境内长江流域最大的支流，多年平均径流 量５１．５１亿ｍ。，水量充沛。从调水地形分析，可从亚 麻寺一立节之间选取调水断面通过自流向平凉市、 庆阳市调水，以解决陇东能源基地未来用水的紧张 局面。 黄河用水指标，可争取黄河流域的用水指标的调整， 能够从黄河干流取水保障陇东能源基地的建设是最 佳供水选择。 ３．５开展甘肃省南水北调水研究。保障能源基地远 期供水 随着２０３０年后陇东能源基地的进一步建设及 参考文献： ［１］甘肃省水利厅．甘肃省水２０１０年资源公报Ｅｒｒ］．兰州：甘 肃省水利厅，２Ｏｌ１． 区域经济社会的快速发展，水资源需求形势更加严 峻，水资源供需矛盾将十分突出。水资源短缺将成为 制约区域社会经济发展和能源基地建设的主导因 素。水资源需求缺口将进一步增大，要保障陇东能 源基地及区域经济社会的可持续发展。解决区域发 展水资源短缺问题，还需开展甘肃省内从长江流域 向陇东地区调水的南水北调方案的研究。此外，天 水市是国务院批准的国家级经济区“关中一天水经 济区”的中心城市，受区域水资源条件制约，水资源 供需矛盾也十分突出。因此。考虑陇东能源基地和 天水经济区的需水要求，与地区战略的重要性，开展 甘肃省内南水北调工程研究是紧迫的和必要的。 ［２］甘肃省鄂尔多斯盆地能源开发利用总体规划编写组．甘 肃省鄂尔多斯盆地能源开发利用总体规划［Ｒ］．兰州：甘 肃省鄂尔多斯盆地能源开发利用总体规划编写组，２００８． ［３］甘肃省水利水电勘测设计研究院．甘肃省鄂尔多斯盆地 水资源开发利用专项规划［Ｒ］．兰州：甘肃省水利水电勘 测设计研究院，２００８． ［４］甘肃省水利厅．甘肃省黄河取水许可总量控制指标细化 方案［Ｒ］．兰州：甘肃省水利厅，２００８． ［５］甘肃省水利水电勘测设计研究院．甘肃省白龙江引水工 程初步规划［ｒｔ］．兰州：甘肃省水利水电勘测设计研究 院，２０１２．