混凝土围堰（精选十篇）
混凝土围堰 篇1
锦屏二级水电站厂区枢纽工程尾水出口分四个枯水期施工: 在本工程的第二个枯水期完成枯水期常水位以上开挖及围堰修筑; 第三个枯水期完成尾水基坑开挖及尾水隧洞岩塞段外侧出口洞段开挖与支护; 第四个枯水期完成尾水出口混凝土施工; 第五个枯水期完成尾水围堰拆除及预留岩坎拆除。
围堰位于尾水隧洞出口挡沙坎外侧, 上、下游导流段为圆拱形, 中部为直线型, 全长320. 0 m, 高约6. 8 m。尾水出口围堰型式为土石围堰和混凝土围堰相结合, 左右导墙处增加土石围堰。混凝土围堰断面为直角梯形, 其作用在枯水期围堰挡水, 汛期围堰过水, 利用尾水出口隧洞预留岩塞挡水。
2 地质条件
尾水出口区自然边坡主要为基岩岸坡, 坡高100 ~ 160 m, 工程边坡高21 ~ 28 m, 地形坡度较陡, 多形成陡崖, 上覆少量第四系崩坡积堆积。岸坡基岩岩性为T42Y灰绿色条带状云母大理岩, 层状结构, 岩体主要为弱风化, 局部沿节理面呈强~ 全风化。平行发育的NWW向的卸荷节理 ( 局部张开20 cm以上, 内壁充填泥土) 与岩石陡倾角层面交错发育, 造成岩体坍塌, 失稳, 围岩完整性极差。
尾水围堰段雅砻江流向为S19°W, 水流湍急, 地势较平坦, 自然坡度为5° ~ 10°, 围堰处基岩顶板高程一般为EL. 1332 ~EL. 1335 m, 堰基座落于弱风化T42Y条带状云母大理岩, 质地较坚硬, 强度高, 堰基稳定。堰基范围内顺层裂隙发育, 尤其是云母等矿物顺层理富集, 一般宽约20 ~ 30 cm, 沿夹层风化, 铁锰质渲染较强烈, 且常形成溶蚀风化槽, 但风化夹层及主要结构面均陡倾, 对堰基抗滑稳定影响较小。
据钻孔揭示, 厂址围堰地下水位埋深一般4. 5 ~ 8. 5 m, 围堰区岩体透水性较强, 透水率q > 10 Lu占76. 2% , 透水率5Lu< q≤10 Lu占22. 2% , 透水率q≤5Lu仅占1. 6% 。以中等透水性为主。
根据我项目部围堰防渗灌浆施工的4 个先导孔及后续8个先导孔钻孔取芯情况显示, 实际堆积物一般厚度为10. 6 ~14. 2 m, 实际堆积物与基岩分界线平均高程为EL. 1313. 74。因围堰轴线外移, 地质条件发生了不可预见的变化, 实际覆盖层厚度远超出招标文件提供的厚度, 特别是围堰底部沿沙卵砾石层渗水量较大, 最大达300 L/s。
3 存在的有害效应及可能影响的范围
本次爆破主要的有害效应是爆破飞石及爆破振动效应, 爆破飞石距离计算是合理的, 考虑一定的安全系数, 将爆破安全警戒点定在距离爆区不小于300m是合理且安全的。
爆破振动控制目标主要有: 尾水出口施工期临时围堰与尾水出口其他建筑物距离很近, 围堰下部即为出口拦沙坎, 内侧约距30m处为出口检修闸门井等建筑物, 外侧则为雅砻江。爆破设计最大单段起爆药量为495.6 kg, 爆破振动按下式进行估算:
式中: 按坚硬基岩考虑, K取70, α 取1. 5。
注: 按28D混凝土计算, 其数值在安全许可范围内 ( 小于10 m / s) 。
4 施工方法
4. 1 拆除顺序
尾水围堰拆除由上游向下游, 采用钻爆法, 由下游往上游侧分段爆破拆除, 先进行EL. 1327. 5 m以上混凝土围堰拆除, 再完成预留岩坎开挖。其余部分根据尾水出口其他建筑物的施工情况安排择机分段爆破、拆除。
4. 2 钻爆方法
4. 2. 1 拆除方法
1) 尾水出口施工期临时围堰只需拆除EL. 1327 以上部分, 为干地施工, 该部分为素混凝土, 围堰拆除轴线长度为320 m, 顶部宽度0. 8 m。
2) 为保证尾水处围堰拆除爆破面尽量平整和下部结构不被破坏, 尾水出口围堰进行爆破拆除时采用Y - 26 手风钻进行造孔, 孔斜向下20°左右 ( 光爆孔向下5°, 基本水平) , 光爆孔高程为EL. 1328. 1, 间距0. 5 m, 孔深1. 6 m; 在其上方0. 8 m的第四排孔间距为1. 0 m, 孔深1. 4 m; 第三排孔距第四排孔0. 8 m, 间距1. 0 m, 孔深1. 0 m; 第二排孔距第三排孔0. 8 m, 间距1. 2 m, 孔深0. 6 m, 最上方的第一排孔距顶部0. 7 m, 距第二排孔0. 8 m, 其间距为1. 2 m, 孔深0. 6 m。钻爆孔立面图见图1, 断面图见图2。爆破主要参数见表1。
4. 2. 2 控制措施
调整爆破临空面冲向雅砻江下游方向。
挡沙坎浇筑养护完成后, 在上部回填石渣料, 进行防护。临时石渣料与围堰同时进行挖除。
严格控制围堰拆除每次爆破药量, 分段拆除, 采用孔内、孔外毫秒微差分段起爆。
4. 2. 3 保护措施
1) 爆破前从雅砻江内抽水, 对5# ~ 8#尾水出口基坑充水, 使爆破始终处于“平压”状态下进行。
2) 爆破前逐孔测量孔深进行验收, 防止药包中心偏外侧导致爆破时只发生抬动, 达不到此次将围堰向江心爆破的目的。
3) 由于现场围堰呈不规则状, 施工时可根据围堰混凝土厚度调整孔深及装药量, 本次施工目的为在保证周边构筑物安全的前提下, 将5# ~ 8#新增围堰尽量向江中炸碎。
4) 在钻孔过程中, 由爆破专业人员跟班作业, 作好钻孔记录, 记录孔口高程、孔底高程, 根据爆破效果及时调整爆破设计。另外, 施工时将加强加密对围堰爆破时的临时监测工作, 通过爆破振动分析, 及时调整爆破参数, 完善爆破设计。
4. 3 对既有建筑物的防护
尾水出口施工期, 临时围堰与尾水出口其他建筑物距离很近, 为防止爆破飞石直接冲击, 必须进行有效的安全防护。在拦沙坎顶部拐角处水平悬挑两排竹跳板, 将竹跳板串在拦沙坎顶部拐角处设置的插筋上, 为保证竹跳板的稳定, 可适当在拦沙坎顶部竹跳板上加块石盖重。同时在尾水出口底板上通铺两层竹跳板或废旧轮胎, 以保护底板不受爆破飞石影响。
4. 4 出渣
采用1. 2 m3液压反铲配20 t自卸车, 由上游向下游正向开挖。围堰爆破拆除石渣经新围堰外侧施工道路至尾水出口下游检修通道再由大楠公路运至渣场。
5 结语
双壁钢接混凝土围堰设计与施工 篇2
双壁钢接混凝土围堰设计与施工
结合某沿海地区市政工程大桥实际,为了方便潮汐深水条件下的桩基承台施工,将双壁钢围堰与沉井技术有机结合,形成双壁钢接混凝土围堰.详细介绍了双壁钢接混凝土围堰的设计、制作和施工工艺,以供设计与施工参考.实践证明,双壁钢接混凝土围堰技术减少了钢材用量和降低了围堰加工难度,能够缩短工期、确保施工安全,具有较高的推广价值.
作 者：赵克东 Zhao Kedong 作者单位：中铁十四局集团有限公司,山东,济南,250014刊 名：国防交通工程与技术英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE年，卷(期)：8(3)分类号：U443.162关键词：潮汐深水 双壁钢接混凝土围堰 承台施工
钢板桩围堰施工方法 篇3
【关键字】钢板桩围堰 施工方法
【中图分类号】TV551.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0269-02
钢板桩围堰适用于水深4m以上，河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性粘土，风化岩层等基础工程。钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等。钢板桩有直形、zN、槽形、工字形等，可作成单层与双层围堰。在一般桥梁工程基坑施工中，浅基多用矩形及木导框，较深基坑多用圆形及型钢。因其防水性能好，多用单层围堰。如用双层围堰时，在双层围堰的夹层中间一般填粘土，特殊情况下，在夹层下部灌注水下砼提高防渗能力，在钢板桩围堰的施工中，多用槽形钢板桩。在施工钢板桩围堰时，围堰顶面比施工期间可能出现的最高水位高出0.5m以上。围堰内侧工作面的大小，要满足基坑顶边缘之间要保留不小于1.0m的距离。当基础较深，坑壁土质不良，渗水量大，边坡（坑壁）容易坍塌，则围堰内侧坡脚至基坑顶边缘的距离，适当增大，确保安全。同时，钢板桩的入土深度及是否使用支撑，要通过检算进行确定。
1、施工方法：
1.1 施工准备：将新旧钢板桩运到工地后，详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m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，最大牵引力≤KN，有条件时，采用检查小车进行（如图1），锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。在采用组桩插打时，每隔4～5m设有一道夹板，夹木在板桩起吊前夹好，插打时，逐付拆除，周转使用。组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。
1.2 导框安装与插打方法
在进行安装导框时，先进行定位测量。水中导框距岸边或已成墩（或施工便桥）较远者，用前方交会法定位。导框的安装，一般是先打定位桩或作临时施工平台。导框采用在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上。当不设定位桩时，直接悬挂在浮台上，待插打入少量钢板桩后，逐渐将导框固定到钢板桩上。
1.3 钢板桩的吊运插打与合拢
钢板桩检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm。
安插钢板桩使用高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，然后运用两个吊钩的吊起和放下，使钢板桩成垂直状态，脱出小钩，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。
起吊前，锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧度卡箍，待插入锁口时逐个解除。
钢板桩逐块（组）插打到底或全围堰（矩形围堰可为一边），先插合拢后，再逐块（组）打入，矩形围堰一般先插上游边，在下游合拢，圆形钢板桩围堰，插打顺序有以下三种，如下图：
从图中看出，a与b较c少一个合拢点，b点累计误差大于c，ab都可能在合拢前遭受回流影响而使桩脚外移，造成合拢困难，c受回流影响较小，在流速较大处，用c式插打。
在a式插打方式中，由两侧对称向下游按顺序加插，到下游合拢，两侧增插数大致相等，最多允许相差8组。在钢板桩的垂直度较好时，一次将桩打到要求深度；垂直度较差时，分两次施打，即先将所有的桩打人约一半深度后，再第二次打到要求深度。
1.4 抽水堵漏
钢板桩插打完，即可抽水开挖。设计有支撑的围堰，先支撑再抽水，并检查各节点是否顶紧，板桩与导框间木楔是否敲紧，防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处，采用以下3种办法，或采用砼封底等措施。
1.5 拔桩
钢板桩拔桩前，先将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并陆续灌水至高出围堰外水位1～1.5m，使内外水压平衡，使板桩挤压力消失，并与部分砼脱离（指有水下砼封底部份）。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高1～2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1～2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割。
2、施工工艺流程
3、机械设备配置
在岸边或浅水处，用简易脚手架或直接用打桩机或吊机、扒杆等机械打桩，在较深水中打桩时，要根据工地使用机械及水上作业的设备要求安排。打钢板桩时选用较轻型桩架，一般锤重宜大于桩重、锤击能要适当。下表是复打汽锤打单根钢板桩所需的锤击能，用组合桩时，可按桩数加倍机械设备配置数量表。
4、质量控制
4.1 在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。
4.2 对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。
4.3 为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于围堰支撑上的导向木，顺导向木下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰，同时为了使围堰周边能为钢板桩数所均分，事先在围堰导梁上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置，使宽度误差分散，并在插桩时，据此调整钢板桩的平面位置，使误差不大于+15mm，当仍有困难时，将合龙口两边各几组钢板桩不插到河床，在悬挂状态下进行调整。在无法顺利合拢时，则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢如图。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。
4.4 在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。
4.5 在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。
4.6 打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏（如图为三组组合桩的桩帽图）切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。
4.7 钢板桩围堰在使用过程中，防止围堰内水位高于围堰外水位。在低水位处设置连通管，到围堰内抽水时，再予封闭，在围堰内抽水时，钢板桩锁口漏水，在围堰外撒大量细煤渣、木屑、谷糠等细物，借漏水的吸力附于锁口内堵水，或者在围堰内用板条、棉絮等楔入锁口内嵌缝，撒煤渣等物堵漏时，要考虑水流方向并尽量接近漏缝，漏缝较深时，用袋装下放到漏缝附近处徐徐倒撒，同时当围堰内抽水至各层支撑导梁处，逐层将导梁与钢板桩之间的缝隙用木楔楔紧，使导梁受力均匀。
4.8 围堰使用完毕，拔除钢板桩时，首先将钢板桩与导梁木板焊接物切除，然后在围堰内灌水至高出围堰外水位1～1.5m，平衡内外的水压力使其与封底砼脱离，再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动后拔高1～2m，然后挨次将所有钢板均拔高1～2m，使都松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除。
5、安全措施
为确保施工中的安全，在进行钢板桩围堰施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主。
5.1 对操作人员进行安全思想教育，提高安全意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。
5.2 用高架索道进行水平和垂直运输时，对两端的地垅埋设要牢固，同时对索道的起重能力进行实测，保证在运输时，索道有足够的承受能力。
5.3 设专人负责日常检查和养护工作，在使用索道时设专人给信号，避免人多时乱指挥，出现安全事故。
5.4 对打桩机主塔架，设浪风绳固定，防止风大时，桩架摇晃严重发现意外事故。
5.5 打桩机在轨道上的轮子要经常检查不能有悬空的，如有时应调整轮子或塞垫等办法，使轮子压在轨道上。
5.6 当人爬上打桩机塔架和走在临水的导向环上时，应戴好安全帽，系好安全带。
5.7 拔桩时要先震动1～2分钟，再慢慢启动卷扬机拔桩。在有松动后再边震边拔，防止蛮干。
5.8 对所有滑轮和钢丝绳每天进行检查，特别是要注意滑轮的轴和钢丝绳摩损情况，危及安全的要及时维修、更换。
大体积混凝土承台围堰施工技术方案 篇4
辽宁省滨海公路辽河特大桥主桥采用跨径为 (62.3+152.7+436+152.7+62.3) m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥, 38#墩是辽河特大桥主桥的南主塔墩, 南主塔墩承台为长六边形, 平面尺寸为59.08×27.78m, 承台顶面标高+3.5m, 底面标高-2.5m, 厚6.0m, 采用C40防腐抗冻高性能混凝土, 承台混凝土量8511.6m3。
2 围堰施工
承台施工基坑开挖在筑岛面上进行, 根据实际地质情况及基坑开挖深度, 38#墩承台施工基坑开挖采用钢板桩围堰方案, 即以钢板桩作为承台基坑开挖的支护及挡水结构, 开挖承台基坑并封底, 在基坑内进行承台钢筋、混凝土施工。
38#墩承台钢板桩围堰平面按照承台长六边形设计, 围堰各边沿承台边外侧1.2m线性布置。钢板桩选用桩长11.8m、宽度0.75m的AU20型钢板桩, 其主要技术参数为:I=44440cm4/m, W=2000cm3/m, Q=96.9kg/m。钢板桩围堰桩顶、底高程分别为+2.5m、-9.3m。围堰设单层内支撑, 内支撑由2HM588×300型钢圈梁及Φ800×8的钢管支撑组成。安装高程为+1.0m。
2.1 钢板桩整理
钢板桩运到工地后, 进行检查、分类、编号及登记。整修后板桩符合下列技术要求:
每组钢板桩的宽度允许偏差为±30mm;锁口内外光洁、并呈一直线;锁口在拼装处的高低偏差均不大于2mm;锁口拼接处尽量紧密, 间隙不大于3mm;全长不得有焊瘤、钢板或其他突出物, 保持平滑, 两端均切割整齐, 上端按拔桩需要开圆孔 (千斤绳眼) , 并焊钢板加固圆孔;每组长度误差相对中间一块长度在2mm以内;钢板桩的扭曲及弯曲符合施工规范要求。
2.2 钢板桩组拼
选择、整修钢板桩, 将长度相同的每三块钢板桩套连成组, 同时将黄油、沥青混合物嵌入锁口内;
焊接钢板桩, 检查钢板桩两边锁口用弧形夹箍, 将钢板桩夹成与内导环相符的弧度;
钢板桩组锁口缝用棉絮和桐油灰嵌缝, 嵌缝方法用竹杆塞棉絮, 外面再涂一道桐油灰或防水油膏。
2.3 导向装置设置
为使在搬运和插打过程中, 不致弄错钢板桩的顺序, 根据锁口套插情况, 将钢板桩编组, 用红线标出。
在插钢板桩前, 除在锁口内涂以润滑油以减少锁口的磨阻力外, 同时在未插套的锁口下端打入铁楔或硬木楔, 防止沉入时泥砂堵塞锁口。
2.4 钢板桩插打
考虑到起吊设备和振动设备等因素, 钢板桩围堰采用逐片插打。钢板桩插打机械选用DZ60震动打桩锤并配专用夹具, 起吊机械利用50t履带吊机, 在钢板桩竖直、稳定的条件下利用50t履带吊机吊住震动打桩锤进行吊打。
开始打设的第一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确, 以便起到样板导向作用, 所以在插打第一、二块钢板桩时, 增设导向轨、导向卡等新型导向结构。导向轨安装长度不少于3m, 其安装垂直度偏差控制在1/1000以内。第一、二片钢板桩每打入1m应测量一次, 插打至设计标高后应立即用钢筋或钢板与导环焊接固定。其余各钢板桩, 则以已插好的钢板桩为准, 起吊后人工扶持插入前一片钢板桩锁口, 然后用振动锤振动下沉。插打过程中, 须遵守“插桩正直, 分散即纠, 调整合拢”的施工要点。
2.5 钢板桩围堰合拢
在合拢前剩最后5～7片钢板桩未插打时, 开始测量并计算钢板桩底部的直线距离, 再根据钢板桩的宽度, 计算出所需钢板桩的片数。
2.6 围堰内开挖、内支撑安装
钢板桩合拢后, 割除导向框架, 利用挖掘机取土开挖围堰内土层至+0.0m处, 在+1.0m标高处安装内支撑型钢圈梁, 并同步沿钢板桩内外侧设置降水井, 进行井点降水。然后由下游侧向上游侧边安装内支撑钢管边取土开挖。逐段开挖方法一直开挖至围堰下游侧。内支撑安装时应在支撑中间设置竖向支撑, 防止钢管支撑挠曲, 竖向支撑在开挖过程中固定在钢护筒上, 并在护筒割除时及时转换。内支撑钢管端部与圈梁连接处节点要求焊接饱满, 并设置加劲板加强, 防止局部变形失稳。
2.7 围堰拆除
承台浇筑完毕后, 将钢板桩围堰与承台之间回填土, 使之成为有效的被动土体, 然后拆除内支撑, 拔除钢板桩。先用打拔桩振动锤夹住钢板桩头部振动1～2min, 使钢板桩周围的土松动, 产生“液化”, 减少土对桩的摩阻力, 然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况, 发现上拔困难或拔不上来时, 应停止拔桩, 可先行往下施打少许, 再往上拨, 如此反复可将桩拔出来。钢板桩围堰拆除工作与围堰施工程序应相反进行。钢板桩拔除先行由上游方向开始, 对称施工至下游方向, 采用振拔锤配履带吊进行施工。拆除过程必须时刻注意施工安全。
摘要：钢板桩围堰在大型桥梁墩台基础施工中得到广泛的应用。从钢板桩围堰的设计、施工及拆除等几个方面来论述钢板桩围堰在大体积混凝土承台施工上的应用。
围堰专项方案 篇5
工程Ⅱ标段 新杨木碶河桥
围 堰 施 工 专 项 方 案
宁波市市政设施建设开发有限公司
二0一一年四月
围堰施工专项方案
一、工程概况
本标段新杨木碶河桥为三跨简支梁桥，跨径组合为8m+10m+10m+8m，规划河道宽约25米。
围堰工程位于桥梁南北两侧，离开桥梁边线约20m处，拟采用双排圆木桩，后铺彩条布，堤心填筑粘土，顶部铺筑道渣作为临时道路面层的结构形式。（围堰平面布置详见下图）
桥梁区域围堰区域围堰区域
围堰平面布置图
二、施工方案
根据河道现场实际情况及相关规范要求，拟定施工采用桩长8m，稍径为16cm的松木桩支护围堰的施工方案。松木桩纵向间距为0.5m，横向间距为3m，打入河底实土长度≥3.5m，顶端必须高出常水位100cm，并且在距圆木桩顶端35cm处用Φ12mm钢丝绳拉结，纵向在圆木桩顶35cm处用Φ14的木条通长拉结。然后内侧采用毛竹脚手片捆绑贴护及彩条布围挡，接着缓慢填入黏土，填土时分层用机械夯实，如此直到填筑到水位标高1米以上。（围堰结构详见下图）
φ14通长横杆φ16圆木桩φ12钢丝绳彩条布通长横杆φ14圆木桩φ16圆木桩桩长8m彩条布、脚手片
围堰平面图
围堰立面图
（一）测量放样施打控制桩
根据工程特点及实际情况，确定围堰位置，初步确定在桥梁边线南侧、北侧20m左右的位置。
（二）施打松木桩
根据控制桩布置靠近河岸部分采用挖机施打，配合人员必须穿着救生衣，带好安全帽，系好安全带，小船可用长绳固定在另外的松木桩上，避免游走；河中心松木桩采用钢板打入船施工，施工要求同挖机施打。
（三）绑扎连接松木桩
距离桩顶35cm处设置通长横杆，采用扒钉或钢丝绳同立桩固定。然后Φ12mm钢丝绳及卡头固定横杆，使松木桩连成井架结构整体，仔细检查钢丝绳接头，确保连接牢靠。
（四）松木桩内布置
紧贴松木桩放置通长竹片，用扎丝固定竹片，基本保证竹片处于同一平面，避免刺破彩条布。彩条布上端用扎丝固定在松木桩顶，下端用编织袋装土压牢。
（五）围堰堰体施工
选用含水量少的粘土要作为堰体内填土，保证围堰的抗滲效果。采用小型碰碰车将粘土运到围堰处，分层从河岸向中心填筑，每次夯填厚度控制在30cm以
内，保证密实。
（六）堰体内抽水
围堰施工完成，检验堰体可靠性对堰体内进行抽水，抽水必须严格控制方式方法，严禁一次性抽完，绝不允许给围堰带来不稳定因素。抽水分三阶段进行，同时进行观测，控制围堰的水平及沉降位移，保证安全第一。如果出现滲漏，及时查找原因进行堵漏。
（七）围堰拆除
待墩柱施工完成后，拆除南北方向围堰，拆除前使围堰充水，保持水位等高河流水位。首先利用人工、手推车从围堰中心挖除填土，挖深30～40cm，漏出钢丝绳，靠近河岸处可以采用小型挖机进行。挖除上层填土后，按照铰接顺序剥除钢丝绳。
松木桩拔除采用50吨吊车拔除，拔除松木桩时一定要注意安全，操作人员绑扎好松木桩端头后撤离至安全距离后，方可起吊。
松木桩拔除完成后利用挖泥船或长臂挖机清除河道中渣土至设计清淤标高。
三、确保工程质量措施
（一）建立健全质量管理组织
项目部成立质量管理领导小组，质检科设质量管理小组，项目经理任质量管理领导小组的组长，队、班组设专职质量检查员。质量保证体系建立后，在施工过程中定期召开质量分析大会，及时发现围堰施工中存在的问题，研究制定改进措施，虚心听取建设、设计、监理工程师的意见并及时改正，进一步推动和改进工程质量管理工作。
（二）加强全员质量意识教育，提高全员质量意识
加强全员质量意识教育，树立“质量是企业的生命”的思想，提高全员质量意识。施工队伍进场后，将分工序实施专项质量意识教育，做到人人明白质量要求，个个清楚质量标准和目标要求。
（三）抓好施工技术管理，确保工程施工质量
1、做好施工前的技术交底工作，对参与施工的人员，要进行施工步骤、操作方法、设备使用、人员配置、后勤保障等各方面的技术交底，做到施工时人人心中有数，各个环节紧密配合，秩序井然，以便优质高效地完成施工任务。
2、配备完善的施工测量仪器和精干的测量技术人员、熟练技术工人，定期对业主提供的测量控制网点和加密控制网点进行复测校核，在施工过程中保护测量控制点不被破坏。
（四）加强施工工序控制，杜绝施工质量事故的发生
在围堰施工中，严格按照施工技术规范的要求进行施工，从源头上杜绝施工质量事故的发生。
四、度汛安全措施及应急预案
由于地处属亚热带季风气候区，台风、雨季比较多，气候施工环境复杂，汛期、台风等随时可能发生。特成立以项目经理任组长的抗台防汛领导小组，并制定应急预案，以建立完善的应急预案体系，加强应急事件的管理，快速、有序、高效地控制紧急事件的发展，将事故损失减小到最低程度。
（一）实施应急预案的领导机构
为切实做好围堰及基坑防洪抢险组织领导工作，成立围堰防汛抗台领导小组，负责围堰及泄洪发生险情预警及突发性灾害、安全事故的应急救援组织和协调工作，有效处置突发性灾害及安全事故。负责下达围堰抢险、基坑施工人员及设备撤退、基坑预充水等重大指令。围堰及基坑防汛总指挥领导小组组长由项目经理担任。
（二）汛期安全措施
1、汛期安全警戒人员、防汛指挥机构通过联络系统及时进行汛情通报，密切关注上游围堰堰前水位变化情况。避险、抢险领导小组和指挥部开始关注，并责令各预备队进入抢险准备状态。禁止与围堰施工无关的交通车辆、设备和人员进入围堰施工区域。至围堰施工道路禁止停放设备和堆放施工材料，抢险车辆、物资材料和设备立即进行清点和标识，做好围堰内人员、设备、材料撤离的准备。
2、一旦汛期来临过水断面满足不了要求时，让河水自动漫流进入围堰内，待汛期过后再用水泵抽水。
3、项目部安排人员24小时轮流值班，随时接听天气预报，将信息及时反馈到各作业区域。接到预报后，防风、防台领导小组立即展开工作，统一部署，全体人员进入应急状态，现场停止施工，由抢险小组控制现场，使损失减少到最低限度。
（三）应急预案
防洪度汛的重中之重是确保围堰安全运行及围堰基坑的安全施工，同时要确保正常泄洪。对于围堰施工特制定如下二种应急预案。
预案一：汛期来临时水位略有升高，围堰发生集中渗漏和局部塌滑等险情，为保证围堰的安全运行，需对上述险情进行应急处理。
1、当围堰发生集中渗漏情况，首先在围堰迎水侧找出渗流进水口，及时堵塞，截断漏水来源。同时在背水侧加打钢板桩，对渗流出口采用反滤料压填，降低水流流速，降低延缓围堰土料的流失，防止险情扩大。采用盖堵法对围堰渗漏部位进行抢护，即采用大面积的复合土工膜盖堵，也可就地取材用蓬布盖堵，再用土袋或石渣袋压脚，直到完全断流为止，稳定险情。
预案二：根据气象部门预报洪雨水很大时，河中预留的过水断面估计满足不了要求，围堰难以避免过水情况发生时，为防止汛期洪水翻堰造成水中围堰及基坑出现一定的经济损失时，须采取措施对基坑内施工人员、设备、材料等进行紧急撤退。之后立即采取措施对基坑进行预充部分水。确保泄洪安全，待汛期过后，再用水泵抽干围堰内积水后进行施工。
1、一旦发现水位达到1.60时，并呈持续上涨趋势时。基坑内人员和施工设备开始撤离现场。撤离工作由避险、抢险领导小组和项目部统一领导，各部位责任预备队组织实施。
2、人员撤离时，处在同部位相应的易撤离设备和材料由该部位责任单位负责撤离至安全地带，其它设备和材料按领导小组指示精神进行妥善处理。由项目部维持现场秩序实施有序安全撤离，从“开始撤离”指令下达30分钟后不能撤离的设备和材料视为无能为力而放弃，但必须确保人员全部撤离至安全地带。各施工队伍负责人将及时向避险、抢险领导小组和指挥部报告本队安全撤离情况；救助小组和急救车辆将在“开始撤离”指令下达20分钟内到达安全撤离地带，随时实施伤员转移和现场救助。
（四）应急救援预案启动
在接到台风、洪水来临前的险情报告后，由防洪度汛领导小组组长按照其危害程度确定是否启动应急救援预案。当领导小组下达启动应急救援预案命令后，防洪度汛小组应立刻进入抢险位置，随时准备响应防洪度汛领导小组的命令，实施应急救援。
（五）恢复生产程序
1、防洪度汛办公室制定汛期后的现场清除、整理及恢复措施。
水利施工中围堰技术的应用 篇6
【关键词】水利施工；围堰技术；应用
水利施工是我国经济建设中的基础性工程，在推动国民经济发展上发挥着重要的作用。在水利工程的发展过程中，围堰技术是一项重要的技术措施，科学且规范的围堰技术的有效应用，能够促进水利工程的顺利进行，受到了水利工程建筑行业人士的广泛关注，因而加强对水利施工围堰技术的应用情况进行研究和分析，具有重要的现实意义。
1、水利施工中围堰技术概述
相关研究资料显示，在社会发展的大环境下，水利工程施工逐渐演变为一门应用性学科，主要对水利工程的施工方法以及管理方法进行研究。就我国经济建设的总体情况来看，水利工程施工主要是指按照设计要求对工程结构、数量以及工程造价等进行分析和研究，来对水利工程进行修建。水利工程围堰技术的应用，能够防止水和土进入到建筑物的修建位置，以保证基坑开挖施工和建筑物修筑施工的顺利进行。
1.1水利施工中围堰的种类。就总体情况来看，水利工程的差异以及施工条件的不同，围堰技术的实际应用也存在一定差异。依据施工材料的不同，有木板桩围堰、管柱围堰、木籠围堰以及混凝土围堰等多种。现代社会经济和科技的进步，促进了水利施工中围堰技术的发展，围堰的种类也逐渐向多元化发展。
1.2围堰技术的作用。就水利工程的总体情况来看，围堰结构应当具有一定的强度和稳定性，且应当具备良好的防渗性和耐挤压性。围堰技术的有效应用，满足了水利施工的实际要求，有效的避免了局部水流冲撞的现象，且易于维护和拆除。在水利施工过程中，相关施工人员应当注意积极采取适宜的防渗措施，尽可能避免围堰透水情况出现，从而对水利施工质量提供可靠的保证。
2、水利施工中围堰技术的运用原则
2.1水利围堰施工应当遵循因地制宜的原则。也就是说，在水利工程施工过程中，应当对围堰结构的实际稳定性和防渗性进行规范，结合施工的实际特点，对多样化的围堰技术方式进行选取，遵循因地制宜的原则，从而保证水利施工的质量和效率。若是共现场位于深水中，且河床比较坚硬，则应当使用钢板桩来进行围堰施工。若施工现场的地籍土质具有一定特殊性，且实际水流冲击力较大，在此种情况下，应当选取钢板桩进行围堰施工，以切实保证围堰的防水性和安全性。
2.2优化水利工程施工整体布局。在社会经济的不断发展中，关于围堰技术施工方案也应该得到逐步的更新优化。但是值得注意的一点是不仅仅是简单的应用新技术、新设备，还需要优化配置围堰施工技术方案，再辅助以现代化的科学手段，监控整个系统的稳步发展，能够最大限度实现水利工程施工的智能化、网络自动化。
2.3制定总的设计方针。改造和设计水利工程围堰技术施工设备也是绝对不可缺少的重要环节，应该遵循总体设计方案，以具有规范性的规章制度为准则。
3、水利施工中围堰技术的有效应用
3.1水利围堰施工的技术分析。3.1.1土围堰及土袋围堰施工技术。在水利工程施工中，针对水深1.6米以下，水流速度较稳定的水利施工工程中，该项施工技术得到较为广泛的应用。相关施工人员应当注意的是，在对土围堰施工技术进行应用的过程中，应当注意选取标准特性的土质，在没有黏性土的条件下，若选用砂土类进行施工操作，则应当对土围堰的堰身长度和厚度进行调整，从而切实保证土围堰施工的可靠性和规范性。
3.1.2木桩土围堰施工技术。木桩土围堰施工技术在水利工程中也具有良好的适用性，首先应当在河床上修建木桩土围堰，确保实际水深和水流速度满足木桩土围堰施工的实际要求，从而对施工质量进行有效的控制。
3.1.3钢板桩围堰施工技术。钢板桩围堰施工技术具有一定的特殊性，与以上两种土围堰施工技术相比，实际操作性更强，应用范围也更加广泛，适用于水流流速较大且水流较深的河床中，且具有循环利用价值，得到水利工程建设行业人士的广泛关注。
3.2水利围堰基坑排水。在水利工程建设施工过程中，围堰基坑排水是一项重要内容，包括一次性排水和经常性排水，结合围堰基坑排水的实际情况进行分析和研究，采取有效的措施来促进水利围堰基坑排水操作的顺利进行。针对基坑一次性排水，应当在堰体水下填筑形成后开始进行排水操作。针对基坑经常性排水，应结合围堰地基的实际特性以及水利工程施工情况，对基础渗水、天然降水以及施工弃水进行规范且科学的处理，以保证水利围堰基坑排水的施工质量和效果。
3.3水利围堰联接技术。从宏观层面来看，水利工程围堰防汛墙的联接情况会对河道工程项目的施工进度以及施工质量产生严重的影响，在此种情况下，应当在进行实地考察的基础上，加大力度对水利围堰联接技术进行合理的应用，促进水利围堰防汛墙联接质量的提升。针对围堰接口处除险问题的，应当及时采用沙包或者粘土袋进行填充，以促进施工的顺利进行。
3.4水利围堰拆除技。就水利工程围堰技术应用的总体情况来看，应当做好后期拆除工作，通过水泵向围堰周围区域进行灌注，促使围堰内外的水位处于平衡且一致的状态，与此同时，应当尽可能减少围堰堰体两侧的水流差，确保围堰拆除工序的顺利进行。相关施工人员应当注意的是，要沿着导流洞的轴线方向进行退挖操作，并将正面流经的所有围堰区域的土石进行清理，从而保证围堰拆除工序的标准化和规范化。
4、结束语
围堰技术在水利工程施工中的有效应用，有助于减少施工问题的出现，促进水利事业的稳定快速发展，在推动国民经济增长方面发挥着重要的作用。那么在现代社会发展形势下，国家相关部门应当加大对水利工程的关注力度，对围堰技术进行有效的应用，促进技术的完善和创新，从而切实提高水利工程建设的总体质量，为社会经济的良性运行奠定可靠的基础。
参考文献
[1]卫高丽.水利施工中围堰技术的应用.《企业技术开发月刊》，2014
混凝土围堰 篇7
围堰是水利枢纽工程中重要的临时性建筑物,其安全性关系到整个施工导流过程和主体工程的安全和进度,甚至涉及到下游的施工安全[1]。在深厚覆盖层上修建高土石围堰,其防渗体系的安全性是围堰体整体安全的根本保障,因此有必要采用数值模拟计算分析各种运行条件下防渗墙的应力变形状态。本文以某水电站工程为研究背景,研究深水高土石围堰在施工运行过程中的应力变形以及多种方案下的塑性混凝土防渗墙应力变形规律。
某水电站导流工程规模巨大,使用年限长达3年,河床覆盖层平均厚度达70 m,覆盖层大致划分为3个大层,从下至上依次为覆盖层Ⅰ、覆盖层Ⅱ、覆盖层Ⅲ,由于要求围堰必须在一个枯水期内完成,所以该水电站围堰是直接在覆盖层上进行填筑的。该围堰上游堰顶高程为875.5 m,挡水位为873.4 m,围堰典型断面材料分区布置如图1所示。高程833 m以上为干地碾压填筑而成,迎水面坡比1∶2.0,背水面坡比1∶1.75,高程833 m以下为水下填筑,迎水面和背水面的坡比都为1∶1.5。防渗体系采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜,防渗墙最大深度为91 m,厚度为1.2 m,另外,在围堰下游侧约55 m处进行边坡开挖,覆盖层Ⅲ的开挖坡比为1∶2,覆盖层Ⅱ和Ⅰ的开挖坡比为1∶2.5。该工程的特点与三峡二期围堰不同,具有深覆盖层、高水头、高围堰体3个特点,围堰的应力变形是设计成败的关键[2]。
2 计算方法与本构模型
本文主要采用非线性有限元法进行分析,模拟围堰的填筑、蓄水、抽水以及下游侧的基坑开挖。对基岩采用线弹性模型,对围堰体与防渗墙的接触面采用损伤模型,对堰体填筑料、塑性混凝土防渗墙以及覆盖层采用邓肯·张E-μ模型,该模型的弹性常数公式如下:
弹性模量:
回弹模量:
泊松比:
其中SL表示土体的应力水平,。
各个模型的主要参数如表1。
3 计算方案与参数选取
为了掌握围堰体及防渗墙在正常运行条件下的应力及变形情况,以及了解不同影响因素对堰体尤其是防渗墙的安全影响,进行了如表2所示的计算分析。考虑的主要影响因素有:不同的运行水位,不同的接触面特性,以及湿化变形的影响。其中方案1作为基本方案与各影响因素进行比较和分析,尤其是对防渗墙变形及应力的比较和分析。
各方案的计算参数如表3-5所示。
注:其他材料参数与基本方案(方案1)相同。
注:其他材料参数与基本方案(方案1)相同。
4 堰体和防渗墙的应力变形规律
4.1 基本方案围堰体及防渗墙的应力变形
根据方案1的计算结果,堰体的竖向沉降在堰体1/2坝高处最大,达到了53.41 cm,水平位移向下游最大值发生在防渗墙顶部,大小为28.19 cm,由于水压力的作用,堰体向上游的水平位移较小。同时,由于围堰体下游基坑的开挖,致使在开挖面上形成了竖向向上的位移和向下游的水平位移,竖向位移达到了8.91 cm(Y轴正向),指向下游的水平位移最大达到了10.3 cm。堰体第1主应力的最大值达到了2.61 MPa,第3主应力值最大值达到了1.31 MPa,位于堰体的中底部。由此可见,围堰的应力变形分布规律跟一般的土石坝规律相近,堰体的应力与变形值不大,堰体绝大部分单元应力水平小于1,整个堰体处于安全状态。
防渗墙的应力、变形以及应力水平的分布图如图2-4所示,由于塑性混凝土具有较低的弹性模量和较低的模强比,与土料有相似的应力应变关系和破坏型式,所以塑性混凝土防渗墙与周围堰体填筑料变形相一致。防渗墙的水平位移主要受水荷载的影响,最大值达到了23.01 cm,竖向位移主要受施工荷载以及堰体的自重影响,最大值达到了26.64 cm,水平位移和竖向位移都发生在833 m高程处,第1主应力最大值为6.66MPa,第3主应力最大值为1.81 MPa,发生在防渗墙底部,由于水荷载作用局部存在较小的拉应力。防渗墙的应力水平最大值达到了0.61,表明防渗墙体具备相当的安全裕度。
4.2 不同影响因素方案比较
各方案的计算成果列入表6中,主要比较堰体的变形及防渗墙的应力位移。
(1)不同运行水位的比较。从3种工况下的计算结果来看,不同运行水位下,防渗墙的最大水平位移发生在方案1,达到了23.01 cm,此时上游水位达到设计水位,而下游已经抽完水并且基坑开挖完毕,方案2由于其下游运行水位较高,水平位移最小,只有17.68 cm。第1主应力发生在方案2,达到了7.56 MPa,第3主应力发生在方案1,达到了1.81 MPa,并且在方案1时,防渗墙底部产生了0.28 MPa的拉应力,应力水平最小值发生在方案2,大小为0.58。从3种运行水位的比较下发现,随着下游基坑抽水和开挖降水,防渗墙水平位移逐渐增大,第1和第3主应力逐渐减小,应力水平也逐渐减大。这表明随着下游运行水位的降低,防渗墙承受的水头逐渐增大,防渗墙的安全裕度有减小的趋势,因此要加强抽水期内对防渗墙应力及变形的监测。
(2)考虑湿化变形以及接触面不同特性。该工程的使用年限长达3年,围堰在运行期间由于长期受到水的浸泡,在分析它的应力变形时,应该跟一些土石坝一样考虑湿化变形,从计算结果可以看到,考虑湿化变形后,防渗墙向下游的水平位移和竖向沉降均有所增加,防渗墙最大水平位移达到26.19 cm,竖向位移达到了32.04 cm。这是由于浸水后的土石料颗粒受到水的润滑作用,在自重作用下相互滑移或破碎,从而将重新调整其位置,改变原来的结构,使土体压缩下沉,并且从对参数影响来看,致使砂砾石料及覆盖层的弹性模量基数K1有所减小。从防渗墙应力来看,考虑湿化变形后第一、第三主应力及应力水平均有所增加,应力水平最大达到了0.67。
接触面的特性反映的是防渗墙与堰体材料之间的相互作用,接触面特性的变化直接影响防渗墙的应力状态,方案5与方案1相比,围堰填料和覆盖层参数不变,只是接触面参数降低。接触面参数降低后,防渗墙的水平位移和竖向位移均有所减少,第一主应力有所减少,第三主应力有所增加,应力水平有所减少。
5 结论和建议
(1)本文以某水电站围堰为例,分析了深水高土石围堰塑性混凝土防渗墙应力变形,通过对基本方案的分析可知,围堰及防渗体系都处于安全状态,设计方案可行。
(2)通过对不同的运行水位的分析,基坑在抽水开挖时,对围堰以及防渗墙的位移和应力都有一定的影响,随着下游水位的降低,防渗墙承受的水头不断增大,安全裕度有减小的趋势,应该加强抽水开挖期的监测工作。
(3)考虑湿化变形后,由于浸水后的土颗粒之间受水的润滑在自重作用下将重新调整其间位置,改变原来结构,使土体压缩下沉,致使防渗墙向下游的水平位移和竖向沉降均有所增加,并且主应力和应力水平均有所增加。
(4)在防渗墙施工过程中,应该尽量夯实防渗墙两边的填筑料,使防渗墙附近的填筑料密实,有利于提高防渗墙的接触面特性,改善防渗墙的应力状态。
参考文献
[1]郑守仁,王世华,夏仲平,等.导流截流及围堰工程(下册)[M].北京:中国水利出版社,2005.
[2]汪明元,陈敬虞,孙常青,等.高水头下深厚覆盖层高土石围堰应力变形分析[C]∥第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论文会论文集,2006.
[3]王清友,孙万功,熊欢.塑性混凝土防渗墙[M].北京:中国水利水电出版社,2008.
[4]杨广华,李广信,介玉新.土的本构模型的广义位势理论及其应用[M].北京:中国水利水电出版社,2007.
[5]戴会超,曹广晶,包承纲,等.三峡工程导截流及深水高土石围堰研究[M].北京:科学出版社,2006.
[6]孙开畅,田斌,蒋中明.高水头作用下围堰堰体及防渗墙变形特性研究[J].人民长江,2011,42(5):74-77.
[7]胡黎明,濮家骝.施工及运行期三峡二期围堰防渗墙有限元分析[J].水利水电技术,1999,30(5):64-66.
[8]李青云,程展林.三峡工程二期围堰运行后的性状分析[J].岩土工程学报,2005,27(4):410-413.
混凝土围堰 篇8
关键词：导流围堰,混凝土防渗墙,施工
0工程概述
某取水枢纽导流围堰堰顶长度418m,顶宽7m,顶高程552.5m,内外坡比均为542m高程以下1:1.5、542m高程以上1:1.8,平均高度16.5m。围堰堰体为土石围堰,围堰迎水面采用1m厚钢筋笼块石护坡,顶冲段加厚为3m。为保证围堰堰体的稳定性,544m高程以下采用0.6m厚高压旋喷混凝土防渗墙截渗。
本工程旋喷防渗墙施工采用三重管工艺、分三序完成高压灌浆。先施工Ⅰ序孔,再施工Ⅱ序孔,最后施工Ⅲ序孔。围堰上各个旋喷桩按桩号依次编号,1、5、9……孔为Ⅰ序孔,3、7、11……孔为Ⅱ序孔,2、4、6……孔为Ⅲ序孔。
1 混凝土防渗墙施工
1.1 施工工艺流程
定位→成孔→制浆→喷射提升→回灌成桩→结束。
1.2 施工方法
(1)定位:根据桩位及施工图纸放出高压喷射注浆孔位置,钻机就位。
(2)成孔:采用液压全功能钻机HTYM808套管(外径146mm)护壁法钻进成孔,孔径150mm,深度确保进入基岩1m。在起拔套管前向孔内下入直径110mm PVC管,防止塌孔,然后用液压拔管机拔出钢套管,用30m钢尺测量孔深,用测斜仪测量成孔孔斜。施工前在地面做高压射流破坏PVC花管的试验,合格后使用。
(3)制浆:使用42.5号普通硅酸盐水泥,采用ZJ~800型高速搅拌机制浆,搅拌时间不少于30秒。水泥浆自制备至用完的时间不超过4h,浆液过筛后使用,定时检测其密度。浆液制备采用合格水源,确保浆液质量。
(4)喷射提升:采用高喷台车作业,TTB180/10A(55)曲轴变量注浆泵压浆,HPB-90EX高压注浆泵压水,20m3/min空压机送风。带有单喷嘴的旋喷三重管下至设计深度、开始送入符合要求的水、气、浆,待注入浆液冒出孔口后,按设计的提升、旋转、搅动速度,自下而上边转动喷射边提升,直至设计终喷高程停喷。
喷射过程中,施工技术人员随时检查各环节的运行情况,并根据具体情况采取下列措施:
(1)接、卸、换管要快,防止塌孔和堵嘴。
(2)喷射因故障中断应酌情处理,因机械故障要尽力缩短中断时间,及早恢复喷射灌浆,如中断时间超过一小时,要采取补救措施,恢复喷射时,喷灌要多下0.5~1.2m,保证凝结体的连续性。
(5)回灌:高喷注浆完成后,由于浆液的析水作用,一般固结体均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现下沉现象,故应在完成注浆之后,停滞一段时间,根据浆液回落情况及时回灌,直至浆面不再下沉为止,回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆自流充填。
2 施工要点
2.1 钻机按设计桩位准确定位,并必须作水平、垂直校正,钻杆头对准桩位,其偏差不应大于5cm。
2.2 成孔偏斜率不大于1%。
2.3 成孔后,先将PVC管置入成好的孔中,拔出钢套管后,再将旋喷台车中的旋喷三重管插入孔底,及时按分组拟定的水灰比制备好水泥浆液,并应按以下步骤进行操作:
(1)按设计转速原地旋转旋喷管。
(2)按设计旋喷方法,输入水、压缩空气、水泥浆液,待泵压、风压和浆压升至设计规定值。
(3)按设计的提升速度提升旋喷管,进行由下而上的旋喷注浆施工。
2.4 水泥浆液经过严格过滤,按喷嘴直径设置两道过滤装置。在制备水泥浆液搅拌罐和泥浆泵吸浆搅拌罐之间设一道过滤网,在泥浆泵吸浆管尾部设一过滤器。
2.5 在旋喷施工过程中,定时测试水泥浆液比重,当浆液比重与规定值的误差超过0.1时,立即停止旋喷施工,并重新调整浆液水灰比。水泥浆液随配随用,在旋喷施工过程中连续不停地搅拌。
2.6 旋喷注浆过程中,按拟定参数检查调整水压、风压、浆压、浆液流量、空压机风量、钻机旋转和提升速度以及实际的浆液水泥耗用量。
2.7 旋喷注浆试验过程中,当地层中有较大空隙引起不冒浆时,在浆液中掺加适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定的土层范围内凝固,也可在空隙地段增大注浆量,填满空隙后再继续旋喷;或向孔中加入粘土、砂、锯沫等堵漏材料。
2.8 当冒浆量过大时,通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径,或加快旋转和提升速度,减少冒浆量。
2.9 当旋喷管提升接近桩顶时,从桩顶以下1.0m开始,慢速提升旋喷至桩顶,旋喷数秒,再向上慢速提升一段桩体。
2.1 0 旋喷作业完成后,不间断地将冒出地面的浆液回灌到桩孔内,直到桩孔内的浆液面不再下沉为止。
3 特殊情况处理
3.1 漏浆处理
发生漏浆现象,说明围堰基础存在一定的集中渗流区,对基坑的施工安全十分不利。因此在发生漏浆时,视严重程度采取停止提升或放慢提升速度的办法,让漏浆地层充分灌满水泥浆,从而达到充分固结的目的。
3.2 孤石处理
围堰基础以砂砾石为主,若遇到个别大的孤石。在高压旋喷过程中,根据钻孔记录,在喷至孤石深度时,采取上、下50cm加大旋转速度、放慢提升速度的办法,充分将孤石用水泥浆包住,从而使柱体连续完整。
3.3 事故停喷
在高喷过程中发生停电、停喷事故时,均采取重新扫孔、复喷的办法,扫孔底至停喷段以下1.2m,解决因停喷造成的柱体连续性问题。
4 质量检查及参数确定
旋喷试验结束7天后,在旋喷连续防渗桩体一侧用反铲开挖3m深一道窄槽,检查成桩质量及桩体搭接情况,同时在各区段内按规范规定钻孔取芯,对芯样进行渗透和力学实验,根据成桩质量、桩体搭接情况及试验成果优选确定施工工艺参数。
全部施工结束7天后,选择一处采用围井常水头试验进行质量检测,评价高压旋喷灌浆效果。
5 结语
混凝土围堰 篇9
某跨海大桥工程引桥下部结构为钻孔灌注桩、矩形承台、倒花瓶式桥墩, 绝大部分承台在水上作业, 承台顶标高+2.50m, 承台厚3.0m, 采用10.65 m×10.65 m的矩形承台, 桩基为4根Φ2.5m钻孔灌注桩。
1.1 地质条件
该工程桥址处海床基本无覆盖层, 表层大多为8～12m厚的全风化、强风化千枚岩 (fa0=240～500kPa) , 表层以下桩长范围内均为中风化千枚岩 (fa0=1800kPa) , 地质单一, 岩层强度较高。地层结构分述如下:
(1) 素填土:
黄褐色, 稍湿, 稍密, 由粉土、砂土、碎石等组成, 为人工填土。
(2) 卵石:
灰黑色, 饱和, 稍密, 磨圆较好, 粒径一般在40～80mm之间, 母岩成分为千枚岩, 充填物为淤泥、砂土, 少量贝类碎屑。[fa0]=350kPa, qik=120kPa。
(3) 全风化千枚岩:
黄褐色, 原岩结构构造已全部蚀变, 岩芯呈砂土状。[fa0]=240kPa, qik=60kPa。
(4) 强风化千枚岩:
黄褐色, 原岩结构构造部分风化蚀变, 岩芯呈碎块状, 锤击易碎, 钻进速度3.5m/h。[fa0]=500kPa, qik=120kPa。
(5) 中风化千枚岩:
灰绿色, 变晶结构, 千枚状构造, 节理裂隙较发育, 主要矿物成分为绢云母、绿泥石等, 岩芯呈碎块状, 短柱状, 柱长一般在80～120mm之间, 最长柱长约为160mm, 钻进速度约为2.5～3.0m/s, 锤击不易碎。[fa0]=1800kPa。
(6) 中风化石英岩:
灰白色, 变晶结构, 块状构造, 节理裂隙较发育, 矿物成分主要为石英, 岩芯呈短柱状, 碎块状, 钻进困难, 锤击不易碎, 钻进速度1.2m/h。[fa0]=2000kPa。
1.2 气象条件
该工程桥址处属暖温带半湿润季风气候, 四季明显, 冬暖夏凉, 夏季多雨, 温差较小;春秋多风, 且风向多变。
(1) 气温:
多年平均气温9.7℃;最热月出现在8月, 月平均气温为23.8℃, 极端最高气温33.4℃;最冷月出现在1月, 月平均气温为-4.9℃, 极端最低气温-21.1℃。
(2) 降水和降雪:
降雨集中在七、八月份, 降雪期在十月至次年四月之间, 最深积雪为33cm。
(3) 风况:
夏季多为南风和西南风, 冬季多为北风和西北风, 最大风速30.7m/s。台风 (或热带风暴) 平均每年影响一次。
(4) 雾:
是我国沿海相对多雾区, 能见度<1.0km (≥3级雾) 的雾日多年平均为51.6d/年, 雾日最多的是6～7月份, 占全年雾日的51%。
1.3 水文条件
(1) 根据当地海洋水文站已有多年的观测资料, 该海域基本属于正规半日潮性质, 推算的潮位特征值为:设计高水位+1.98m, 设计低水位-2.03m, 极端高水位+3.08m, 极端低水位-3.63m, 施工水位+0.07m。
(2) 该工程桥址处每年1～3月有海冰出现, 多分布于岛北部浅水岸边, 基本不封冻, 冰厚5～20cm, 流冰速度多在20～30cm/s, 方向与最大潮流方向一致, 流冰尺寸很小, 基本不影响通航。
2 施工方法和工艺流程
根据该工程地质及水文资料, 结合工程实际, 水上承台采用装配式混凝土底板钢吊箱围堰方法进行施工。
工艺流程:装配式混凝土底板预制→钢护筒拼装牛腿→装配式混凝土底板拼装→装配式混凝土底板调整、固定、湿接缝施工→钢围堰侧板、内支撑安装→钢围堰下放→钢围堰调整、护筒周围堵漏→围堰封底→等待封底混凝土达到设计强度→割护筒、凿桩头、清基→后续承台钢筋、混凝土等施工。现场施工情况见图1。
3 钢吊箱围堰吊挂系统、导向装置安装
(1) 在钢护筒上画出标高+4.9m的切割线, 割除多余钢护筒。
(2) 在钢护筒上测量放点, 以4根桩基中心为基准, 拉出4条“井”字型弦线, 以此为标准安装护筒顶扁担梁及导向结构, 并在设计标高位置安装牛腿、下放导向、底板吊挂扁担梁。
(3) 安装完成后对牛腿及分配梁标高、位置进行复核, 允许偏差:牛腿标高偏差≤5mm, 导向与侧板间隙偏差≤50mm。
(4) 钢吊箱围堰吊挂系统及导向装置安装布置图见图2。
4 装配式混凝土底板安装
(1) 装配式混凝土底板尺寸为10.65m×10.65m, 厚40cm, 由四块5.225m的混凝土预制板组合而成, 板与板拼接处为20cm的混凝土湿接缝。装配式混凝土底板混凝土标号为C30, 承台施工完毕后, 底板不进行拆除, 作为封底混凝土的一部分为永久性结构。
(2) 装配式混凝土底板在生产区进行预制, 预制完毕后用平板车运输至码头, 50t浮吊作为吊装设备, 用驳船运输至施工墩位处。
(3) 低潮位时 (水位标高低于+1m) , 利用50t浮吊拼装混凝土底板, 使4根钢护筒分别穿入底板预留孔中, 缓慢下放底板至护筒牛腿上, 将事先安装好的吊挂吊杆与围堰锚固点连接, 将围堰底板吊挂在扁担梁上, 调整底板平面位置及水平度后将底板与护筒、扁担梁的间隙采用木块抄紧, 防止底板晃动。
(4) 调整4块底板的标高与水平方位, 使其高差不大于5mm, 焊接底板预埋件, 对四块底板进行连接, 将4块底板连接成整体。
(5) 浇注4块混凝土底板湿接缝混凝土。
(6) 装配式混凝土底板结构见图3。
5 钢吊箱围堰侧板、内支撑安装
(1) 装配式混凝土底板拼装完成后, 在底板牛腿上安装侧板及内支撑。侧板与底板之间采用销轴连接, 背带对准铰座, 安装就位后, 将其临时固定。侧板间拼缝及侧板与底板间拼缝均垫设防漏胶皮并压紧, 侧板与底板间连接竖向利用长拉杆拉紧, 并在外侧拼缝位置压注发泡材料及砂浆止水;水平向利用U型槽限位, 抵抗水压力及混凝土侧压力。侧板间靠连接螺栓拧紧, 并将侧板的圈梁用拼接板等强连接。侧板安装完成后, 安装钢吊箱围堰内支撑。
(2) 围堰侧板安装工艺标准见表1。
6 围堰下放、固定
(1) 待围堰底板、侧板、内支撑及吊挂系统安装且调平后, 进行围堰的下放。
(2) 利用底板吊挂系统, 整体抬升底板5cm, 拆除钢护筒上的牛腿, 并设置围堰下放导向装置, 通过吊挂系统缓慢下放围堰, 围堰每下放5cm, 需调平一次。钢吊箱围堰下放至设计标高并将吊箱底板与钢护筒临时限位, 低水位焊接吊杆与护筒之间连接板 (即支撑牛腿) , 并拆除吊挂系统进行体系转换, 体系转换后割除多余钢护筒及撑杆。
7 护筒周围堵漏及围堰封底混凝土浇注
(1) 根据钢护筒周围空隙情况, 准备相应的布袋装干砂拌水泥进行人工水下堵漏, 如局部位置空隙较大 (10～15cm之间) , 则先由潜水工利用合适大小钢筋网带或薄钢板放入喇叭口底。选择低潮位时将布袋沿着喇叭口周围铺设, 顺着护筒喇叭口下端与护筒间空隙塞入, 进行水下初步堵漏。在需封堵的喇叭口四周布置水下混凝土灌注用Φ120mm小导管, 每个喇叭口位置设4个灌注点, 每点连续灌注一次完成, 对喇叭口逐个进行混凝土灌注。
(2) 喇叭口堵缝混凝土为水下C20标号, 要求具有良好的流动性和水下不离析等性能, 满足堵缝的要求。
(3) 围堰封底前需检查连通孔是否打开及畅通。封底混凝土采用C20水下混凝土, 封底混凝土厚度1.1m (含不拆式混凝土底板厚0.4m) , 封底混凝土底标高-1.6m。
(4) 封底混凝土灌注顺序是根据导管的布置依次进行, 并且应对称、交错地依次拔球、灌注。封底混凝土灌注方法与钻孔桩混凝土灌注类似, 整个混凝土灌注过程中, 须避免混凝土的任何一个接头面出现初凝现象, 以确保混凝土的整体性。混凝土灌注过程中, 应加强测量工作, 以确保整个围堰内的封底混凝土标高满足施工设计要求 (允许误差-10cm) 。
(5) 须合理选择封底混凝土浇注时间, 以确保封底结束时混凝土顶面能够露出水面, 然后人工对混凝土面进行振捣、找平, 尤其钢护筒周围的封底混凝土必须振捣密实, 围堰侧板四周混凝土必须确保平整。
(6) 待封底混凝土强度达到设计要求后, 在低潮位时封堵通水孔, 然后将围堰内的水抽干, 割除多余钢护筒, 凿除桩头, 清基, 进行后续承台钢筋和混凝土施工。
8 小结
通过工程实践证明, 装配式混凝土底板钢吊箱围堰组合在水上承台施工中使用, 可以提高生产效率、实现工厂化预制拼装, 能够更好地保证工程质量, 应用在跨海大桥承台施工中是成功的。
摘要：介绍了装配式混凝土底板钢吊箱围堰施工工艺, 结合工程实践证明, 装配式混凝土底板钢吊箱围堰在跨海大桥水上承台施工中组合应用是成功的。
混凝土围堰 篇10
1.1 工程简介
本工程位于芙蓉区圭塘河与浏阳河入河口, 南北位于荷晏路与人民东路之间, 通道北起现状长善路, 南至在建川河路。本项目为穿越圭塘河, 连接南北的一条主要通道。
1.2 水文资料
此处为圭塘河汇入浏阳河河口位置, 浏阳河的水文对施工影响更大, 在此以浏阳河的水文情况作为施工条件。
围堰结构施工时水位按照30.08 m (多年平均水位) 设计, 围堰工作过程中最高水位为35.82 m (十年一遇水位) 。
1.3 地形地质情况
河床两侧河堤各10 m, 河堤之间距离145 m左右。本项目位于河口, 枯水期河床水深6 m左右, 洪水期河床水深超过12 m, 隧道底部标高位于河床线以下9.5 m左右。河床底从上而下分别是粉质粘土 (5 m) , 以下为砂砾石层 (5 m) , 其下为全风化岩或者强风化岩层, 透水性强。
2 方案研究
2.1 施工方案
现场隧道出入口距离较近, 地层透水性较强, 因此方案宜采用围堰结构止水的明挖法施工该段隧道。
考虑施工工期和圭塘河排洪要求, 围堰施工时采用半幅河道封闭施工围堰, 半幅河道拓宽维持排水功能的方法。
2.2 方案对比
常用的围堰结构有钢板桩围堰 (钢管桩围堰) , 钢筋混凝土围堰, 钢套箱围堰以及钢—混凝土组合结构围堰, 每种围堰都有自己的特点和适用条件。
钢板桩 (钢管桩) 围堰施工快捷简单、成本较低, 但是针对本项目其局限性和不足之处颇多, 第一, 由于是拼装式结构, 整体刚度小, 水深较深时, 需要设置强而密的内支撑, 给后续施工带来很大困难。第二, 钢板桩对河床地质情况要求较高, 不宜在透水性强, 承载力弱的河床面使用。因此钢板桩 (钢管桩) 围堰不适合本项目。
相比钢围堰和双壁钢筋混凝土围堰, 重力式钢筋混凝土围堰更适合本项目。由于河床位置土质侧面摩擦力系数较高, 如采用前2种方案, 在下沉过程中会遇到很多困难, 而重力式钢筋混凝土围堰自身重量大, 更加符合本项目的需求, 并且施工工艺简单, 成本低。
3 围堰结构设计
3.1 整体方案
在具体设计中, 明挖段共设计4座围堰, 分为2个施工阶段, 先后施工。施工过程中, 一侧相邻的2座围堰同步下沉, 既能保证施工工期, 又解决了超大尺寸围堰结构在下沉过程中容易发生意外的问题, 使得整个结构更加安全可靠 (见图1) 。
围堰从上至下分为5节, 围堰根据深度分别采用不同的壁厚, 并在围堰外部设置台阶, 这样能在满足受力要求的情况下节省成本, 又能方便施工, 有利于结构下沉。
3.2 接缝处止水结构
围堰之间存在接缝, 因此在施工该段时须施工隔水结构进行处理。同侧2座围堰下沉就位后, 在围堰之间施工喷混凝土咬合桩, 钻孔灌注钢筋混凝土防护桩、注浆加固等措施做好止水固土工作, 再根据设计打通端部混凝土壁板, 将2座围堰连接成一个整体 (见图2) 。
3.3 封底混凝土
底部封底混凝土约为3.0 m, 封底混凝土顶部正好位于隧道底部。根据地质水文情况, 围堰能够满足抗浮要求和结构受力要求。
3.4 施工步骤
考虑施工工期和圭塘河排洪要求, 围堰施工时采用半幅河道封闭施工围堰, 半幅河道拓宽维持排水功能的方法。具体施工方案如下:
1) 在枯水期进行筑岛施工, 半幅河道拓宽形成新的排水通道。
2) 在人工筑岛上进行围堰施工。围堰Ⅰ、围堰Ⅱ同时施工, 逐节浇筑, 逐节下沉至设计位置。横跨围堰架设2座行走式龙门吊配合挖掘机完成竖向取土工作。
3) 围堰下沉达到设计标高后水下浇筑封底混凝土, 待封底混凝土强度满足要求后进行围堰内抽水, 在围堰内分段进行隧道施工工作。
4) 围堰接缝处外侧施工钻孔防护桩, 施工止水帷幕并对周围土体注浆加固。按照设计要求施工中间段隧道, 实现围堰Ⅰ、围堰Ⅱ内隧道全贯通。
5) 在围堰Ⅰ、围堰Ⅱ内按照设计要求回填土, 拆除部分围堰结构, 形成新的过水通道。
6) 在另外半幅河道上筑岛, 施工围堰Ⅲ、围堰Ⅳ, 如是循环施工。
7) 完成整条隧道的施工工作后, 按照设计要求, 恢复河道。
4 围堰结构分析
4.1 工况分析
根据规范和施工要求, 选取最不利工况, 进行围堰施工过程分析, 隧道施工状态下围堰结构分析等。
1) 荷载及边界条件分析。
加载外力主要有结构自重和外侧水压力, 外侧土压力。主体自重:容重γ=25 k N/m3。水压力:按照施工时水位加载水压力, γ=10 k N/m3。土压力:由于水位较高, 对土压力按照水土分离的计算模型分别加载水压力和浮重土压力, 土压力加载时采用分层加载, 根据不同的地层取不同的参数。边界条件:对封底混凝土部分相交围堰侧壁的节点施加3个方向位移约束。
2) 荷载工况。
在进行计算时, 分别取围堰施工过程, 隧道施工过程中可能出现的不利情况进行计算, 使得各项指标能够满足规范要求与施工要求。
4.2 建筑材料
结构主体采用C30混凝土, 封底混凝土采用C20混凝土。
主要受力钢筋采用HRB400钢筋。
4.3 计算参数
相关地质参数如表1所示。
4.4 施工过程及工作状态受力分析
根据规范要求, 应验算围堰结构施工过程中的下沉系数、抗浮系数。分析围堰结构井壁受力情况, 封底混凝土受力情况。
根据已有资料, 对结构的下沉系数和抗浮系数进行初步验算。
全围堰结构下沉系数K=59 672/52 588=1.13。
下沉系数基本能够满足下沉需求, 但是在实际施工过程中, 下沉过程如有下沉困难, 可以适度配重或压注触变泥浆, 压注触变泥浆能够大大降低围堰侧壁与土摩擦力, 使得围堰下沉就位。
4.5 整体结构有限元分析
1) 荷载简图。在各种受力状态中, 最危险状态应该出现在围堰结构封底混凝土施工完成后, 围堰内水抽空之后。在此主要分析围堰结构此种情况下的受力情况, 计算内容主要为井壁受力分析。此种工况计算荷载简图如图3所示, 围堰离散模型见图4。
2) 围堰整体结构分析。利用midas软件对单座围堰结构建立有限元模型。
在此种工况下, 围堰环向为主要受力方向, 最大弯矩出现在围堰的中部位置, 此处无封底混凝土的支撑作用, 最大弯矩位于壁板跨中以及侧壁角部, 此处应加强配筋。
竖向弯矩相对较小, 因此竖向钢筋配筋居于次要位置, 在靠近封底混凝土的侧壁上出现了最大弯矩, 竖向钢筋在此处应该加强设置, 以满足此处受力需求。围堰横竖向弯矩如图5, 图6所示。
4.6 计算结论
根据以上计算分析:该围堰方案的主要指标能够满足规范要求施工需要。
5 结语
1) 分离式钢筋混凝土围堰结构既能保证施工工期, 解决河道排水泄洪问题, 又解决了超大尺寸围堰结构在下沉过程中容易发生意外的问题。
2) 在接缝处采用钻孔钢筋混凝土防护桩、混凝土咬合桩、注浆加固相结合的止水结构, 形成隔水体系保障接缝处隧道施工安全, 能够将分离式围堰形成一个隔水系统。
3) 整体建模分析围堰结构能够清晰的计算出各部分结构的受力情况, 有利于优化结构, 解决问题。
4) 该方案成本低, 技术简单, 安全可靠, 施工进度容易控制, 比较符合本项目的具体要求。
5) 该设计仅用于本项目可研阶段, 需进一步进行研究设计, 但是解决问题的方法能够为其他类似工程提供参考借鉴。
摘要：为解决圭塘河河口处过河隧道的施工问题, 提出了分离式钢筋混凝土围堰结构体系的施工方法, 采用有限元理论建立了围堰结构整体模型并进行了结构分析研究, 最终成果比较符合该项目的具体要求, 能够为其他类似工程提供参考借鉴。
关键词：明挖施工,分离式钢筋混凝土围堰,仿真分析
参考文献
[1]W.马丁, 郭早.围堰的设计标准[J].水利水电快报, 2005 (1) :9-11.
[2]王朝龙.大体积混凝土承台围堰施工技术方案[J].北方交通, 2010 (5) :27.