钢板桩技术在排水方涵中的应用

火电工程总公司二五年十二月2005年度科技进步奖评审及发布会钢钢板板桩桩技技术术在排水方涵中在排水方涵中的的应应用用报告人钢板桩技术在排水方涵中的应用内容摘要火电分公司从2004年4月进厂后，在排水方涵图纸未到的情况下，为了电厂安全文明施工的需要，首先施工完善了厂区的临时及永久道路运输系统，为确保道路不受旁边方涵施工时土方开挖而损坏，增加了方涵的施工难度。为此，根据地质条件，分公司制定了多种方案，并从中选优，最终确定了利用小型钢板桩进行边坡防护，及专用集水井排地下水的方法，既确保了已存在道路的安全，又节约了成本。关键词钢板桩排水方涵应用1概要发电厂一期工程安装4台600MW国产燃煤机组，二期拟建4台1000MW国产燃煤机组，被列为2003年省十项重点工程。发电厂厂址位于市东南25KM的白沙湖畔、属经济开发区。厂址南有等几个自然村、距镇3KM；西北距村约1KM；西边为山丘地带。厂址东北面临湖、东南方靠近海域。场地位于山丘、浅海滩涂上。电厂一期1、2号机组厂区室外雨水排水采用独立的重力自流式排水系统，雨水分片分别排入南海海域（排水系统Y）、白沙湖海域（排水系统Y、Y），本工程厂区雨水排水干线采用预制钢筋混凝土排水圆管（规格3001600，总长约7424米）和现浇钢筋混凝土方涵（规格1800150024002000，总长约1392米）结构。排水干线基本上沿着规划道路的一侧进行设置，其中心线距离规划道路的道路边缘约4米，其中排水方涵位于整个排水系统地尾部，连接排水口，方涵底标高平均在100M左右（0000相当于黄海高程4800M），平均开挖深度在5M左右。一般的施工顺序是先施工排水系统，后施工道路系统。火电分公司从2004年4月进厂后，电厂于2004年4月18日开工建设，在排水方涵图纸未到的情况下，为了电厂安全文明施工的需要，首先完善了厂区的临时道路运输系统，施工了B765道路（A5701130段宽8M的道路），B1020道路（A5701130段宽12M的道路），而B765道路离B7582排水方涵边只有2M的距离，B1020道路离B101182排水方涵边也只有2M，为确保道路不受方涵施工时土方开挖而损坏，增加了方涵的施工难度。为此，分公司制定了多种方案，并从中选优，最终确定了利用小型钢板桩进行边坡防护的方法，既确保了已存在道路的安全，又节约了成本。2方法或方案规划一套临时排水系统，避开正式排水系统和临时道路，临时排水和临时道路同时施工，互不影响。在施工临时道路的过程中将位于规划道路路面以下的排水支管敷设完成，待临时排水和临时道路施工完毕后，再施工正式的主排水管涵和方涵系统。由于正式的排水系统主排水方涵均位于“永临结合”的临时道路一侧，其中心线距离道路边缘不足4米，且开挖深度在5米以上，所以在施工正式的排水系统的主排水方涵时采用挖掘机打小型槽型钢板桩进行边坡防护，确保边坡稳定，以保证已修建的临时道路不被破坏。临时道路和临时排水为了赢得工期，采取分区域同时施工，分段流水作业的方法组织施工，而正式的主排水管涵和方涵则可以按照正常的资源情况考虑合理的工期组织施工。从2005年3月开始施工，在没有下雨的情况下，每个星期可以完成方涵60米，能在雨季来之前完成厂区排水方涵工程。小型钢板桩支护。具体实施过程如下施工单位在排水方涵施工前，安排详细的施工计划和相应应急措施，根据地质情况和结合实地勘察，研究出施工步骤确定地下水位设置降水井（外围）挖除土方打槽型钢板桩（正反搭接）基坑开挖设置降水井（基坑内）土工布堵塞流砂垫层底板钢筋模板安装底板混凝土涵身钢筋模板加固涵身混凝土回填拔桩首先对厂内的排水方涵基底的地质情况进行勘察，用挖掘机逐段挖坑察看渗水层位置并进行高程测量，然后绘出渗水层的曲线图，给开挖基坑提供依据。施工步骤在排水方涵外开挖降水井100，集中降低地下水位井，井底标高在基地标高下15M，采用钢制护筒，外包土工布，四周用碎石填密实，防止细砂随水被抽出（如图示）。钢制护筒级配碎石土工布207080混凝土预制井圈方涵外降水井断面图单位毫米方涵内降水井断面图单位毫米施工地段基高程平均在0002M1436M之间，开挖平局均深度约在600M，最深达7M多，为了减轻侧压力及保证施工安全，在施工地段左边留2米的工作平台。根据地质资料显示，在高程20M左右以下为淤泥、流砂，因受施工场地限制，基坑不能采用一般的开挖，为防止因流砂造成塌方，选用沉拔振动桩锤（MS10HFB型）打槽型钢板桩（30），长度6M，打入基础底约2M，为了保证钢板桩的整体支撑性，用12米槽钢连成整体，并加横支撑，防止钢板桩受到侧压力而位移，确保施工安全。钢板桩采用正反搭接，尽量减少钢板桩与钢板桩之间的间隙，如有空隙，用土工布塞缝，防止砂随水流出。施工工艺要点（1）板桩的打桩方式采用单桩打入法。打桩机械采用挖掘机。因挖掘机无法进行拉森桩工序的打拔大型槽钢桩施工，只有增加一台振动沉拔桩机（400KN）。（2）板桩施工前，应检查槽钢。锁口锈蚀严重的，应整修矫正，弯曲变形的，可用千斤顶顶压或火烘矫正。（3）为保正板桩垂直打入和墙面平直，应支设单面支架。（4）打设时，先将板桩吊至打桩点，在插桩时锁口对准，每插入一块，随即套上桩帽轻轻锤击。为保证垂直度，应从互相垂直的2个方向吊线加以控制。在桩行进方向的钢板桩锁口设卡板，不让桩位移。当钢板桩打入预定深度时，立即用钢筋或钢板焊接固定。（5）钢板桩打入时如出现倾斜或锁口结合部分有空隙，或宽度大于或小于标准宽度的异形板桩来矫正，当加工困难时可修正轴线的方法纠正。排水方涵总长139196M。按伸缩缝每20米一条流水线，采用先中间、再向上、下水头延伸的施工方法，每60米（三个流水段）为一个降水工作段，在基坑中间开挖一个集水井，比槽底开挖面低10米，在抽水时为了不使砂被抽走，集水井采用反滤做法，即在窜孔铁井周围填筑碎石层，外用土工布包封，日夜不间断抽水，并慢速从集水井正反方向挖沟槽（按设计标高开挖），先施工降水前后施工段，后施工降水井段（施工次序见附图）。可调脚手架横撑直径30CM圆木横撑槽型钢板桩槽型钢板桩降水井断面图单位毫米施工段划分平面图单位毫米202020202020202020第三降水段第二降水段第三施工段第三施工段第五施工段第四施工段第三施工段第二施工段第一施工段第一降水段9786钢制护筒级配碎石土工布70803154箱涵中心线380B765道路206B槽钢桩原地面4511603525080开挖槽底标高方涵基坑断面图单位毫米20在开挖集水井段过程中如发现有流砂、塌方现象，采用土工布或木板塞缝，如还无法阻止流砂、塌方再用砂包围护在土工布后面，当在完成降水段前后施工段在施工降水段方涵时，将有部分基槽开挖不到，只能采用人工开挖。基坑开挖完毕，认真复查轴线位置，做好轴线控制点。集水坑的内要先用砂回填，地梁位置、标高复测准确，按程序验收完毕，进入垫层施工。垫层施工主要是控制平整度，该面积较小，采用水平木桩布点控制，间距约10米，可按轴线布设。摊铺时按轴线安装槽钢模板，采用小型摊铺梁摊铺整平，接缝处随时填塞。从2004年12月10日开始开挖。当开挖到方涵基础底时，因地下水位较高及打钢板桩的方法不正确，出现流沙及道路垫层的下沉。经公司领导和施工单位研究后。对现有的施工方案进行改进。通过现场的观察及研究后。在原有的方案基础上，排水方涵施工方案II增加如下两条打钢板桩，采用正反相扣的方法，当有缝隙时，采用石棉布堵住缝隙。不让流砂流出来。增加钢板桩为了加快形成厂区内的排水系统，加快施工进度，分公司和施工单位又各自增加了50吨钢板桩，能一次施工120米。3实施效果从2005年2月18日到4月3日，提前27天完成B75820方涵，4月15日，YII主系统形成排水能力。出水口为白砂湖，缓解了厂区临时排水的压力。且施工单位已熟练掌握该施工方法，对下一阶段B101182方涵施工，具备了技术上的条件。B101182方涵从4月18日开始施工，按照该方案正常施工，在满足安全和文明施工要求的前提下，增加了安全防护和对道路的文明施工，因该段方涵有地下孤石的影响。B101182在7月5日完成。提前10天完成B101182方涵。YIII主系统形成排水能力出水口为白砂湖，减轻了厂区临时排水的压力。YIII主系统由B101182A2585791排水管、B101182A7911131排水方涵挽回的可能经济损失31保护了B765道路，造价300000元RMB；32保护了B1020道路，造价900000元RMB；33节省了钢管支架及模板支撑的费用，约200000元RMB；34节省开挖的土方量及土方的回填量开挖土方量约25000M3，回填土方量25000M3，费用约300000元RMB；35增加钢板桩的损耗费用一375000元RMB351买钢板桩250吨X4000元/吨1000000元RMB352施工完后钢板桩的价值250吨X2500元/吨625000元RMB36共计挽回损失约3000009000002000003