围堰建设施工技术方案详解

围堰建设施工技术方案详解一、引言围堰作为水利、桥梁、港口等工程建设中临时挡水、挡土的关键结构，其核心作用是在水下或水边营造相对干燥的施工空间，为基础开挖、混凝土浇筑等工序创造条件。合理的围堰技术方案不仅能保障施工安全，还能有效控制成本、缩短工期。本文将从围堰类型选择、施工准备、工艺要点、质量安全管理等方面，对围堰建设施工技术进行系统解析，为工程实践提供参考。二、围堰类型及适用场景（一）土石围堰适用场景：适用于水深≤3m、流速较小（≤1.5m/s）、地质条件较好（无深厚软土层）的平原或山区河道、基坑工程。结构特点：以土、砂、石等散体材料为主，结构简单、取材方便、造价低廉，但防渗性能需通过黏土心墙、防渗膜等措施强化。（二）钢板桩围堰适用场景：水深3~15m、流速较大（≤4m/s）、地质为砂性土或黏性土的桥梁基础、码头工程。结构特点：采用热轧或冷弯钢板桩，通过锁口咬合形成连续挡水墙，刚度大、防渗性较好，可重复利用，但对地质硬度（如含大孤石）适应性弱。（三）双壁钢围堰适用场景：大型桥梁承台（如深水高桩承台）、港口码头等超深、超大基坑工程，水深可达20m以上。结构特点：由内外钢壁及中间填芯组成，兼具浮力与刚度，可通过浮运就位、注水下沉，封底后形成永久或临时承重结构。（四）草土围堰适用场景：临时抢险、浅水环境（水深≤2m）、工期短（≤6个月）的农田水利、小型河道整治工程。结构特点：以草捆（稻草、芦苇）与土分层叠筑，利用草的柔韧性和土的抗渗性结合，取材极易、施工快速，但耐久性差。三、施工前期准备（一）工程勘察与设计优化1.地质水文勘察：通过钻探、物探明确土层分布（软土厚度、岩石埋深）、地下水位、流速流向、冲刷深度，为围堰选型提供依据。2.设计参数确定：根据工程荷载（水压力、土压力）、施工周期，计算围堰高度（需考虑壅水、浪高）、边坡坡度、防渗层厚度，优化结构形式（如土石围堰的黏土心墙位置、钢板桩的入土深度）。（二）材料与设备准备1.材料选型：土石围堰：黏土（塑性指数≥17）、砂砾石（最大粒径≤30cm）、防渗膜（HDPE膜，厚度≥1.5mm）；钢板桩：拉森Ⅲ型、Ⅳ型（根据水深选择，锁口需做防腐处理）；双壁钢围堰：Q355B钢板（壁板厚度8~12mm）、止水橡胶条；草土围堰：干稻草（草捆直径30~50cm）、黏性土（含水率18%~22%）。2.设备配置：挖掘机（1.2~2.0m³）、振动打桩机（激振力≥600kN）、抽水机（扬程≥围堰高度+5m）、全站仪（精度1mm+1ppm）、泥浆泵（用于水下清淤）。（三）场地处理与测量放线1.场地平整：清除施工区域植被、淤泥，压实基底（压实度≥90%），若为水下施工，需先水下清淤（深度≥0.5m）。2.测量定位：利用全站仪测设围堰轴线、内外边线、高程控制点，设置醒目标志（如浮标、钢桩），误差控制在±5cm内。四、施工工艺详解（一）土石围堰施工1.清基与防渗处理：陆上清基：挖除表层腐殖土、软土，换填砂砾石（厚度≥0.5m），压实度≥93%；水下清基：采用泥浆泵抽吸淤泥，范围超出围堰外边缘1~2m，深度至原状土。防渗心墙施工：黏土心墙应与基础同步填筑，分层厚度≤30cm，采用羊足碾碾压（压实度≥96%），接头处留台阶（宽度≥1m）。2.土石填筑：分层填筑：砂砾石垫层（厚度50cm）→土石混合料（分层30~50cm）→黏土防渗层（分层20~30cm），每层碾压遍数≥6次（振动碾）。边坡防护：迎水面铺土工格栅（间距1m）+浆砌石护坡（厚度30cm），背水面铺碎石反滤层（厚度50cm）。（二）钢板桩围堰施工1.桩体加工与检验：钢板桩矫正：采用氧乙炔焰加热调直，锁口用样板检查（间隙≤1mm），桩长偏差≤±5cm。锁口处理：涂黄油+缠棉絮（厚2~3cm），增强防渗性。2.打桩施工：导向架安装：采用H型钢（间距2~3m），垂直度偏差≤1/200，顶面高程偏差≤±5cm。打桩顺序：从上游向下游、从中间向两侧，采用“屏风法”（成组打设，每组5~8根），振动锤频率20~30Hz，入土深度按计算值（需预留20%富余量）。3.支撑体系：内支撑：第一层支撑距桩顶≤1.5m，采用Φ609钢管（间距3~5m），与桩体焊接（加劲肋加固）；拉锚：水深>10m时，采用Φ32精轧螺纹钢，锚碇距围堰≥1.5倍水深，拉力由千斤顶预紧（预拉力为设计值的1.1倍）。（三）双壁钢围堰施工1.工厂制作与拼装：分节制作：每节高度6~8m，壁板焊接采用CO₂气体保护焊，焊缝探伤（UT）合格率100%，拼装后做气密性试验（气压0.2MPa，保压1h无泄漏）。现场拼装：浮运至墩位，利用起重船吊装，节间采用法兰连接（螺栓拧紧力矩≥300N·m），止水条压实。2.浮运与下沉：浮运定位：采用拖轮牵引，GPS定位（偏差≤±10cm），下沉前向隔舱注水（每次注水量≤总容量的1/3），控制下沉速度≤0.5m/h。纠偏调整：若倾斜>1/500，采用单侧抽水（隔舱）或配重（沙袋），必要时水下切割（局部）重新焊接。3.水下封底：清基换填：水下吸泥至设计高程（偏差≤±10cm），抛填碎石（厚度50cm），振捣密实。混凝土浇筑：采用导管法（导管间距≤3m），混凝土强度等级C30（抗渗等级P8），坍落度20~22cm，首批混凝土方量≥2m³（保证埋管深度≥1m），浇筑速度≥2m/h，连续施工。（四）草土围堰施工1.草捆铺设：草捆制作：稻草扎成直径30cm、长1.5m的捆，草头向外、草尾向内，顺水流方向叠放（层间错缝≥20cm）。分层填筑：草捆层（厚度50cm）→黏土层（厚度30cm，压实度≥90%），共3~5层，总高度≤5m。2.防渗加固：迎水面覆盖黏土（厚度20cm），拍实；背水面铺芦苇席（间距50cm），防止土料流失。汛期加固：增设草捆压顶（厚度30cm），外侧抛石（粒径10~20cm）护脚。五、质量控制与安全管理（一）质量控制要点1.材料检验：土石：黏土塑性指数检测（≥17）、砂砾石含泥量（≤5%）；钢板桩：材质报告（抗拉强度≥400MPa）、锁口探伤（MT）；混凝土：配合比试验（抗渗等级≥P8）、坍落度检测（每车1次）。2.过程检测：土石围堰：分层压实度（环刀法，每100m²1点）、边坡坡度（坡度尺，偏差≤1%）；钢板桩：垂直度（全站仪，偏差≤1/300）、锁口渗漏（注水试验，渗漏量≤5L/(m·h)）；双壁围堰：下沉偏差（全站仪，平面≤±5cm，高程≤±10cm）、封底混凝土强度（钻芯取样，≥设计值的95%）。（二）安全管理措施1.机械操作：打桩机：履带接地比压≥0.15MPa，作业半径内严禁站人，起重钢丝绳定期检查（断丝率≤5%）。水上作业：作业人员穿救生衣，船舶配备锚机、救生艇，台风预警时停止施工（风力≥6级）。2.基坑监测：水位监测：设置水位标尺（每2h记录），超警戒水位时启动抽水（抽水速率≤0.5m/h，防止管涌）；边坡监测：采用测斜仪（深度≥10m）、位移计（间距10m），位移速率≥5mm/d时预警，停止施工并回填反压。六、常见问题及解决措施（一）土石围堰渗漏现象：迎水面或背水面出现渗水、管涌。原因：防渗心墙接头未处理、砂砾石垫层含泥量高。措施：渗漏点填塞黏土（配合麻丝），表面覆盖防渗膜；管涌处抛填碎石+沙袋反压，背水面设反滤层（砂+土工布）。（二）钢板桩锁口漏水现象：锁口处水流渗漏，基坑积水。原因：锁口变形、黄油填塞不密实。措施：内侧用棉絮+黄油填塞（深度≥30cm），外侧注浆（水泥-水玻璃双液浆，压力0.5~1.0MPa）；严重变形桩采用“骑缝桩”（在锁口间插入小钢板桩）。（三）双壁围堰下沉倾斜现象：围堰轴线偏离设计，倾斜度>1/500。原因：隔舱注水不均、河床面不平。措施：调整隔舱注水量（低侧多注、高侧少注），同步测量；水下开挖高侧河床（深度≤0.5m），或低侧抛填碎石（厚度≤0.5m）。七、工程案例分析（一）工程概况某长江大桥承台施工，水深18m，覆盖层为砂卵石（厚度12m），基岩为中风化砂岩。采用双壁钢围堰（外径25m，内径23m，高度22m），分4节制作（每节5.5m），浮运就位后注水下沉。（二）施工难点与解决1.下沉倾斜：首次下沉至10m时，倾斜度达1/300。解决：停止注水，在高侧隔舱抽水（抽水量5m³），低侧隔舱补注（注水量8m³），同步用全站仪监测，24h内纠偏至1/1000以内。2.封底混凝土离析：河床砂卵石层透水性强，首批混凝土扩散不均。解决：调整导管间距（由3m改为2.5m），增加首批混凝土方量（由2.5m³改为3.0m³），采用缓凝型混凝土（初凝时间≥10h），最终封底厚度2.5m，强度达标。（三）效果评价围堰施工历时45天，基坑抽水后渗漏量<2L/m