莫開生

摘 ?要：北海市合浦縣總江水閘除險加固工程施工圍堰軸線長，受海潮的影響大，采用膜袋充砂結(jié)合鋼板樁施工技術(shù)后，取得了良好的工效，提高了進度，緩解了施工壓力，保證了閘基礎(chǔ)底板的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：膜袋充砂;鋼板樁;圍堰

中圖分類號：TV551.3 ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）20-0145-02

Abstract： The construction cofferdam axis of the danger elimination and reinforcement project of Zongjiang Sluice in Hepu County， Beihai City is very long， so it is greatly affected by sea tide. After the construction technology of film bag sand filling and steel sheet pile is adopted， high work efficiency is obtained， good progress is improved， construction pressure is relieved， and， as a result， the construction quality of the sluice foundation floor is guaranteed.

Keywords： sand filling of film bag; steel sheet pile; cofferdam

前言

膜袋充砂圍堰整體性強、自身穩(wěn)定性好，對地基要求不高，抗水壓強及沖刷好，同時抗滑及抗傾復(fù)穩(wěn)定性突出，對不均勻沉降影響較小，能有效解決施工圍堰在復(fù)雜的水下地質(zhì)條件施工的難題，施工時不受天氣影響，取砂容易，施工技術(shù)簡單，成本低，在水利等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用;鋼板樁防滲體邊坡垂直，斷面小，堰頂過水時影響小，安裝及拆除可以高強度的機械化施工，鋼板樁的回收率可達到70%以上，施工進度快，便于質(zhì)量控制及拆除，因此鋼板樁圍堰在國內(nèi)、國外均得到使用。

由于膜袋充砂圍堰在膜袋鋪設(shè)時擺放精度的誤差，二個膜袋水平之間、上下層之間的縫隙搭接不密實，或搭接長度不夠。圍堰原地面以下透水層透水率大，導(dǎo)致膜袋充砂圍堰漏水有時嚴(yán)重，影響水下建筑物的施工，因此，本文以工程實例全過程探討膜袋充砂圍堰結(jié)合鋼板樁防滲體施工技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用。

1 工程概況

廣西南流江北海市合浦縣總江水閘位于合浦廉州鎮(zhèn)總江村，離縣城約5km，是南流江出?？诘目刂崎l，是以供水、灌溉、防洪擋潮、交通綜合利用的工程，工程所在地海砂儲藏豐富，施工時受潮水影響較大?？偨l50年一遇分洪流量5200m3/s，工程等別為Ⅰ等、大（1）型水閘，主要建筑物為1級，次要建筑物為3級，上游約5km有同規(guī)模的洪潮江水閘一起聯(lián)合防洪、分流。

合浦縣總江水閘于2017年3月10日開工，計劃于2019年9月10日完工。

合浦縣總江水閘利用上游的洪潮江水閘分流，故采用全斷面圍堰。上游圍堰軸線長250m，下游圍堰軸線長260m，采用膜袋充砂圍堰，防滲部分采用鋼板樁。鋼板樁單根長12m、6m，寬0.4m，厚25mm。

本工程施工臨時圍堰采用膜袋充砂結(jié)合鋼板樁防滲全斷面圍堰結(jié)構(gòu)，圍堰穩(wěn)定、滲漏量少。在保證質(zhì)量的同時節(jié)約成本，縮短工期。

2 技術(shù)原理

該技術(shù)具有穿越透水砂層、水下施工等特點，通過在圍堰中心線上游處設(shè)置鋼板樁防滲、就地取材逐層充裝膜袋砂形成一個整體圍堰。

（1）通過鋼板樁打入水下弱透水層，達到基礎(chǔ)止水防滲。鋼板樁采用打樁機植入，保證了鋼板樁壓入垂直度、深度、樁頂高程達到設(shè)計要求，提高了施工效率。

（2）通過分層施工膜袋充砂，控制充砂進度、剖面尺寸符合要求，確保了膜袋充砂密實、材料符合要求，保證圍堰整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠。

（3）充砂膜袋與鋼板樁形成一個防滲性能穩(wěn)定的整體圍堰，為水下基坑施工創(chuàng)造了施工條件。

3 圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計

該圍堰設(shè)計使用二個枯水期，第一個枯水期施工水閘水下部分，第二個枯水期施工水閘水上部份，由上游洪潮江水閘導(dǎo)流，上游圍堰采用洪潮江水閘施工時的結(jié)構(gòu)設(shè)計，本次只考慮下游圍堰的設(shè)計。

下游圍堰處以淤泥、粉土、粉細砂、砂礫層為主，第一枯水期施工時可以淹沒基坑，經(jīng)濟損失較小，因此考慮過水土石圍堰。

由于圍堰采用的膜袋，整體性強，抗傾、抗滑、抗剪能力較強，不考穩(wěn)定計算。

圍堰軸線采用直線。

3.1 圍堰設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

該圍堰以上庫容由洪潮江水閘調(diào)節(jié)，庫容約0.067億m3，同時使用二個枯水期，使用年限小于1.5年，因此圍堰規(guī)模按5級進行設(shè)計。

洪水標(biāo)準(zhǔn)采用10年重現(xiàn)期。經(jīng)水文計算，10年重現(xiàn)期的下游圍堰處水位是3.44m。

3.2 堰體結(jié)構(gòu)

（1）堰頂寬度

為了方便施工及防汛搶險，同時也為了滿足鋼板樁施工機械的布置，堰頂寬度定為6m。

（2）堰頂高程

合浦縣總江水閘二岸均已按標(biāo)準(zhǔn)化海堤達標(biāo)工程施工完畢，因此考慮5m高時最大風(fēng)速為18m/s。

W10=KzWz

W10-水面上空10m處10min的平均風(fēng)速

Kz-風(fēng)速修正系數(shù)，設(shè)計取值為1.10

Wz-距水面上空5m高度處10min的平均風(fēng)速

由上公式計算W10=19.8m/s

按風(fēng)向水域，在風(fēng)向主射線二旁分別取22.5°，45°，67.5°，89°，8條射線，8個方位角進行等效風(fēng)區(qū)長度計算，計算De=257.99m。

合浦縣總江水閘地處出?？?，地勢較為平緩，波浪的波高及平均波長用鶴地水庫公式進行計算，計算累積頻率h2%=0.765m，重現(xiàn)期10年的波高h10=0.765/1.64=0.5m。

過水圍堰堰頂高程=10年重現(xiàn)期水位+波浪高度，即：

3.44+0.5=3.94m。

施工時便于施工，為了機械在堰頂行駛時不破壞膜袋，另增加15cm泥結(jié)石路面，故過水圍堰堰頂高程最后取值4.1m。

3.3 坡比

圍堰采用膜袋結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一采用1：2.0的坡比易于施工控制。

3.4 圍堰基礎(chǔ)處理

圍堰基礎(chǔ)淤泥、粉土、粉細砂、砂礫層厚度在5～8m，滲透嚴(yán)重，采用常規(guī)的斜墻、斜墻帶鋪蓋、垂直防滲心墻、注漿帷幕等措施，在上游洪潮江水閘圍堰施工中，效果不明顯，且成本較高，經(jīng)比較后選用鋼板樁防滲。

鋼板樁樁底進入弱透水層50cm，樁頂高地面1m，在鋼板樁頂部至2.6m高程鋪設(shè)防滲土工膜，然后在鋼板樁頂澆筑C25鋼筋有砼，使鋼板樁防滲體與堰基礎(chǔ)、岸坡、形成一個封閉的防滲體。

4 膜袋充砂圍堰施工

4.1 膜袋準(zhǔn)備

膜袋采用抗拉強度不低于30KN/m，單位面積質(zhì)量250g/m2的丙綸土工布，在工廠用縫紉機加工，用尼龍線聯(lián)結(jié)?？p紉前根據(jù)圍堰的實測剖面圖，按圍堰底的實測地面的長度確定膜袋的尺寸，膜袋最大尺寸選為20m×18m×0.8m，膜袋每隔5m設(shè)一充填砂孔，每隔10m設(shè)一排水孔，孔高1m，孔的形狀為衣袖形，與模袋一起縫紉。

4.2 定位

膜袋的底邊用全站儀進行定位，定位樁采用長9m的鋼管，用船只配合實施。

4.3 膜袋充填砂

在枯水期退潮時進行膜袋充填砂施工，膜袋按水流方向鋪，同時從排水孔預(yù)灌水，使膜袋沉到預(yù)定位的位置，然后用砂泵管與預(yù)留的灌砂孔綁結(jié)，用砂泵船抽砂，從中間的灌砂孔充填砂，依次向兩邊的灌砂孔進行充填砂，充填邊孔時用人工配合，使砂充填到膜袋的每個角落。待充填完畢后，將充填及排水孔用尼龍線綁牢。每一水平層下一個膜袋鋪設(shè)時與已完成的膜袋距離20cm，作為膜袋之間的擠壓縫，膜袋充填砂時將二個膜袋擠壓搭接形成一個整體。

膜袋每一水平層施工完成后，在每一層的頂部用砂泵船直接抽砂填平，充實膜袋之間的空隙。

每一水平層的膜袋鋪設(shè)時，上下錯縫，避免形成通縫。

5 鋼板樁防滲體施工

打入式鋼板樁施工工序為：準(zhǔn)備工作→定位→導(dǎo)架安裝→打入鋼板樁。

鋼板樁用鎖口互相扣接的“一字形”鋼板樁拼裝而成。

5.1 準(zhǔn)備

打樁前對鋼板樁進行檢查，外觀不滿足要求、有缺陷的進行修補矯正，保證鎖口兩側(cè)平直，同時將鎖口均勻的涂抹碴油，便于打樁時鎖口接口。

5.2 定位

在圍堰二岸用全站儀設(shè)鋼板樁中心線控制樁，同時在堰趾設(shè)軸線高程控制點，用這些點進行導(dǎo)架垂直和水平度控制。

5.3 導(dǎo)架安裝

沿鋼板樁中心線用1m3反向挖掘機開挖溝槽，導(dǎo)架安裝在溝槽上。

在鋼板樁施工前，先架設(shè)導(dǎo)向支架，導(dǎo)梁用單層雙面的“H”型鋼，圍檁樁直接采用鋼板樁，施工時用二岸的控制點進行校核，確保導(dǎo)架垂直和水平的精確度。

5.4 鋼板樁的打入

用履帶吊把鋼板樁吊到施工樁位，從板樁墻的一個角開始逐塊施工，按實測的剖面，選用鋼板樁的長度，插樁時鎖口對正鎖緊，套上樁帽后輕輕錘打，捶至導(dǎo)架的位置后停止。每捶入1m及時檢測樁的位置、垂直度。待拆除導(dǎo)架后再將鋼板樁打入至設(shè)計高程。局部位置不合適時采用異型鋼板樁進行調(diào)整，如遇孤石則繞開施工，但保證形成一個防滲整體。

6 結(jié)束語

膜袋充砂結(jié)合鋼板樁防滲全斷面圍堰上部采用膜袋裹砂土堆筑、下部采用鋼板樁防滲，對地基適應(yīng)性強，整個圍堰成為一個整體，能抗御水流沖刷，即使汛期來洪水，圍堰淹沒過流后仍能保持完好堰型。同時結(jié)構(gòu)簡單、便于施工，易于保證施工質(zhì)量。

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