狭窄工作面工况下大水深河道单层拉森桩围堰施工工法.docVIP

狭窄工作面工况下大水深河道单层拉森桩围堰施工工法 1.前言 随着我国水利行业现代化建设的推进及城市化脚步的加快,对于水利建设施工工艺要求越来越高，尤其是水利工程施工环境相对复杂，受地下水、不良地质条件、周边环境影响较大，故在施工过程中需要经常探究在恶劣环境下的施工方案。目前，我国已建成的一部分水利项目处于病险工程状态或亟需增容增效而面临更新改造，这些项目的更新改造施工，原有需保留的构筑物往往制约着新建项目的正常实施，本施工工法就是在这种施工环境下衍生出来的。 华建水利水电建设集团有限公司承建的小站新家园滦河下游节点改造工程滦河终点排水泵站改造工程，处于滦河同西部排污河交汇处，建成后泵站将滦河水位提升后排放至西部排污河。而在泵站新建出水口及西部排水河侧护坡的同时，须保留原有构筑物：一个混凝土六孔箱涵（上部三孔、下部三孔）。此箱涵上部三孔跨越西部排污河将滦河水排放至鸭淀水库，下部三孔连通滦河与西部排水河。新建下游护坡距离原有箱涵仅4m距离，不具备土石方围堰、双层钢桩围堰施工条件，且西部排水河最大水深达到5.5m，河道不允许断流，这些条件对于该施工围堰的搭设提出了严苛的工艺要求。经过分析研判，决定采用单层拉森桩围堰施工工艺。本工法的实施既成功保留了六孔箱涵，又为泵站出水口及河道护坡的施工提供了良好的干场作业施工条件，可供今后类似工程施工借鉴。 2.工法特点 2.0.1防渗效果理想：拉森IV型钢板桩配合外层防水布，围堰防水效果良好。 2.0.2大水深围护结构：比较于其他单层桩体围堰结构，本围堰挡水深度可达到6m（采用15m拉森桩时，可以达到7.5m）。 2.0.3保证工期：避免拆除原有构筑物，避免大量土方工程，节约工期。 2.0.4节约成本：比较于传统的土石方围堰、双层黏土夹心钢桩围堰成本节省1/3以上。 3.适用范围 适用于河道基坑范围临近区域存在需保护的其他构筑物、不具备河道土石方作业条件、水深较大的围堰防护施工。 4.工艺原理 在围堰施工前，对西部排水河河道进行细致排查，确保无地下不利条件影响拉森桩打设。随后根据具体施工条件分析拉森桩围堰整体受力情况，计算拉森桩、转角、钢管桩、双合横撑、斜撑、沙袋及防水布的用量及具体布置形式。在考虑安全性能以及经济参数的条件下，围堰主体采用400×170型（拉森IV型）钢板桩以及长12m直径800mm的钢管桩。 组织人员进行围堰位置测量放线工作，填筑工作平台，组织分包队伍现场拼装浮船、打拔器上船试运行。 施工准备工作完成后，开始进行围堰主体施工。严格按照施工方案自原有箱涵一侧开始打设拉森桩直至同岸坡闭合，拉森在顶高程位于最高水位以上0.5m，圆管桩在搭设拉森桩的同时穿插进行。随后进行围堰内侧横撑、斜撑、钢管桩拉结施工，最后与围堰外侧铺设防水布并沉沙袋进行固脚。 在围堰施工完成后，组织施工队伍进行降排水，采用6台6”排污泵作业，严格控制降水速度每天不超过100cm，并设专人24小时值守，观察围堰整体安全状况。围堰顶部布置有8个安全监测点，项目部每日2次对该监测点的水平位移和高程变化进行测量记录。 图4.1围堰平面布置示意图 图4.2 围堰剖面结构示意图 5.施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工准备→测量定位→打入拉森桩（同时搭设钢管桩）→围堰顶部焊接支架→固定焊接横撑→固定架设对拉支撑→外侧铺设防水布→抛掷沙袋对防水布进行固脚→基坑降水（安全监测）→拉森桩围堰拆除 5.2 操作要点 5.2.1 打设拉森桩、钢管桩 钢板桩采用400×170型（拉森IV型钢板桩），桩长12m，打设后桩顶标高为3.50m。钢管桩800mm直径，桩长12m，打设后桩顶标高为4.0m，在打设拉森桩过程中同步进行，打设方法相同。 拉森钢板桩采用履带式液压挖掘机带液压振锤的锤机，于西部排水河乘用船只施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，放出准确的桩位中线。 钢板桩采用单根打入法，逐根打设。钢板桩打设允许误差：桩顶标高为±100mm；钢板桩沿轴线偏差为±10mm，垂直轴线方向偏差为±10mm；钢板桩垂直度偏差在0.2%以内。 （1）拉森钢板桩施工的一般要求 对全部钢板桩外观进行检查，符合国家标准《热轧U型钢板桩》GB/T20933-2007的要求，对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。对使用过的有割孔、断面缺损的钢板桩予以补强，以防施工中钢板桩出现渗漏现象。 钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于后序施工。 钢板桩的平面布置形状尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用。 各周边尺寸尽量符合板桩模数。 各构件连接采用周边围焊，未注明的焊缝均为满焊，焊缝厚10mm，焊缝质量等级为二级。采用E43系列焊条焊接。 钢板桩采用锁扣式防水构造，沉桩前在锁口内嵌填黄油、沥青或其他密