桥梁工程筑岛围堰施工方案

桥梁工程筑岛围堰施工：关键技术与实践要点桥梁基础施工，尤其是水中墩台基础，往往面临复杂的水文地质条件。筑岛围堰作为一种临时性挡水结构，其作用是在水中构筑一个相对干燥的施工环境，为后续的桩基、承台及下部结构施工创造条件。一个科学、合理的筑岛围堰施工方案，是确保桥梁基础工程质量、安全与经济性的关键。本文将结合工程实践，从方案设计、施工工艺、质量控制及安全保障等方面，系统阐述桥梁工程筑岛围堰施工的核心要点。一、工程概况与地质水文条件分析在方案制定之初，全面细致的工程概况梳理与地质水文条件分析是首要环节。需明确桥位所处的具体位置、河道特征、桥梁跨径及基础形式。对于地质条件，应重点探明桥位处河床覆盖层厚度、土层分布、各层土的物理力学性质（如天然含水率、孔隙比、内摩擦角、粘聚力等）、有无孤石、障碍物或不良地质现象（如流砂、淤泥质土）等。水文条件方面，则需掌握施工期内的水位变化规律（最高水位、最低水位、常水位）、水流速度、流量、潮汐影响（若有）、冲刷深度以及水温、含沙量等参数。这些基础数据是选择筑岛形式、围堰类型、确定结构尺寸及制定施工措施的根本依据。例如，在流速较大或冲刷严重的河道，筑岛围堰的稳定性和防冲刷措施就需特别加强。二、筑岛围堰方案的选择与设计要点筑岛与围堰是两个相辅相成的部分，通常统称为筑岛围堰。方案选择需综合考虑地质水文、材料来源、施工设备、工期要求及环保因素，并进行多方案比选。1.筑岛方案选择：*材料选择：筑岛材料宜选用透水性好、易于压实的土石料，如砂、砾石、卵石、块石等。在缺乏砂石料的地区，也可采用粘性土，但需做好排水措施，防止雨水浸泡后泥泞。严禁使用淤泥、泥炭土等软弱材料。*筑岛形式：常用的有堆土筑岛、袋装砂筑岛等。堆土筑岛工艺简单、成本较低，但在水深流急处稳定性较差，且易污染水体。袋装砂筑岛则整体性较好，抗冲刷能力强，对水质影响较小，但成本相对较高，施工效率也需考虑。筑岛的平面尺寸应满足基础施工的需要，一般要比基础外围扩大一定距离，以提供操作空间和设置排水沟、集水井的位置。筑岛顶面标高应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）至少0.5至1.0米，以确保施工安全。2.围堰方案选择与设计：*类型选择：根据水深、地质、荷载及防渗要求，可选择土围堰、土石围堰、钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、双壁钢围堰等。土围堰和土石围堰适用于水深较浅（一般小于3米）、流速较小的情况，构造简单，成本低廉。钢板桩围堰则适用于水深较大、土质较好的情况，具有强度高、止水性好、可重复使用等优点，是目前桥梁水中基础施工中应用较广泛的一种。*结构设计：围堰的设计需计算其稳定性（抗滑、抗倾覆、防渗）、强度（尤其是支撑结构）及入土深度。对于钢板桩围堰，需确定桩型（拉森桩、槽型桩等）、桩长、桩尖入土深度、平面布置形式（矩形、圆形等）以及内支撑体系的设置。防渗设计是关键，可采用钢板桩自身防渗、帷幕注浆、铺设防渗膜等措施。三、施工准备工作“凡事预则立，不预则废”。充分的施工准备是保证筑岛围堰顺利实施的前提。*技术准备：组织图纸会审，编制详细的施工组织设计和专项施工方案，并进行技术交底和安全交底。进行施工测量放样，精确放出筑岛围堰的轴线、边界线、高程控制点等。*现场准备：清除施工区域内的障碍物，平整场地，修建临时便道、便桥，接通水电。根据设计要求，组织筑岛材料、围堰结构材料（如钢板桩、型钢）、施工机械设备（如挖掘机、装载机、打桩机、碾压机、抽水设备等）进场，并进行检查验收。*安全与环保准备：设置明显的安全警示标志，配备必要的安全防护用品。制定水上作业安全措施、防溺水、防坍塌等应急预案。考虑施工对周边水环境的影响，制定相应的环境保护措施，如设置沉淀池、防止筑岛材料散落污染水体等。四、筑岛施工工艺与关键技术措施筑岛施工应遵循“由外向内、分层填筑、分层压实”的原则，确保岛体密实稳定。1.清淤与场地平整：若河床表层有淤泥或软弱土层，需先进行清淤处理，可采用挖掘机、抓斗船等设备。清淤完成后，对基底进行必要的平整或碾压。2.填料填筑与碾压：根据选用的筑岛材料，采用合适的填筑方法。对于土石料，可采用自卸汽车运输，推土机或挖掘机摊铺，振动压路机分层碾压。每层填筑厚度和碾压遍数需通过试验确定，确保达到设计压实度。在水深较深或水流影响较大时，可采用抛投片石或袋装砂的方式进行筑岛，从上游开始，逐步向下游推进，以减少水流冲刷。3.岛体排水：筑岛顶面应设置一定的排水坡度，并在适当位置设置排水沟和集水井，及时排除雨水和地表水，防止岛面积水。4.岛面处理：筑岛完成后，其顶面应平整坚实，满足后续围堰施工和基础施工机械设备通行及作业的要求。必要时，可在岛面铺设一层碎石或级配砂石垫层。五、围堰施工工艺与关键技术措施围堰施工是在筑岛形成的作业面上或直接在水中进行，其工艺因围堰类型而异。以常用的钢板桩围堰为例：1.钢板桩准备：钢板桩进场后，需进行外观检查、长度测量、材质检验，并对锁口进行检查和润滑。对变形或锁口损坏的钢板桩应进行矫正或修补。2.导架安装：为保证钢板桩插打的精度和垂直度，需设置导架（或称导向架）。导架由导梁和围檩桩组成，通常采用型钢制作，其位置和标高应精确控制。3.钢板桩插打：可采用锤击式、振动式或液压式打桩机进行插打。插打顺序通常从上游开始，在下游合龙，以利防水。插打过程中，需随时监测钢板桩的垂直度和位置，发现偏差及时纠正。对于坚硬土层，可采用射水辅助下沉，但需注意防止冲刷过大影响周边稳定。4.围堰合龙：钢板桩插打到设计深度后，进行合龙段施工。合龙时应根据实际测量的尺寸，对最后几根钢板桩进行适当切割或调整。5.内支撑安装：根据设计要求，在钢板桩围堰内部设置支撑体系，以承受水压力和土压力。支撑一般采用型钢或钢管，安装时应确保其位置准确、连接牢固，并按设计要求施加预紧力。支撑安装应遵循“由下至上、随挖随撑”的原则。6.围堰内排水与清淤：支撑安装完成后，即可进行围堰内抽水。抽水应分层进行，每次抽水量不宜过大，同时密切观察围堰的变形和渗漏水情况。抽水过程中，若发现渗漏，可采用棉絮、黄油等在钢板桩锁口处填塞。水抽干后，清除围堰内的淤泥和残留杂物。7.封底混凝土施工：对于有防渗要求或基坑较深的情况，为防止管涌、流砂，或为基础施工提供更稳定的作业面，常在围堰底部浇筑一层混凝土封底。封底混凝土的厚度和强度需根据计算确定。六、施工过程中的质量控制与安全保障1.质量控制：*原材料控制：严格控制筑岛材料、钢板桩、钢材、水泥、砂石料等原材料的质量，确保符合设计和规范要求。*施工过程控制：对筑岛的压实度、围堰的几何尺寸、钢板桩的垂直度、锁口严密性、支撑安装质量、封底混凝土强度等关键工序进行严格的检查和验收。*监测监控：对筑岛围堰的沉降、位移、渗流量、支撑轴力等进行实时或定期监测，发现异常情况及时分析原因并采取补救措施。2.安全保障：*水上作业安全：作业人员必须穿戴救生衣，设置安全网和防护栏杆。船只作业时，需遵守水上交通规则，设置警示标志。*高处作业安全：对于围堰顶部及支撑安装等高处作业，需搭设操作平台，设置临边防护，并确保作业人员系好安全带。*机械设备安全：施工机械设备需定期检查维护，操作人员需持证上岗。*防坍塌、防渗漏：这是围堰施工安全的重中之重。需确保围堰结构的稳定性，加强对水位变化、渗漏水情况的监测，备好应急物资（如沙袋、水泵等），一旦发生渗漏或坍塌征兆，立即启动应急预案。*用电安全：施工现场临时用电需符合规范要求，设置漏电保护装置。七、施工监测与应急措施筑岛围堰施工期间，应建立完善的施工监测体系。监测内容主要包括：围堰的水平位移、沉降，钢板桩的应力应变，支撑轴力，围堰内外水位差，渗流量，以及筑岛周边河床冲刷情况等。监测频率应根据施工阶段和监测数据变化情况动态调整。当监测数据达到或接近预警值时，应立即停止施工，分析原因，并采取诸如增加支撑、回填土方、放缓抽水速度等应急措施，确保施工安全。八、环境保护与文明施工在筑岛围堰施工过程中，应高度重视环境保护。施工弃渣、废水需按规定处理后排放，避免污染河道水质和周边土壤。筑岛材料的运输和抛投应采取措施，防止散落。施工完成后，应及时对施工区域进行清理和恢复。同时，应加强施工现场管理，做到材料堆放有序，机具停放整齐，标牌齐全规范，实现文明施工。九、筑岛围堰的拆除桥梁基础施工完成后，筑岛围堰作为临时结构应及时拆除。拆除顺序一般与施工顺序相反，即先拆除内支撑，再拔除钢板桩（如需回收利用），最后清除筑岛材料。拆除过程中，需注意对已建结构物的保护，避免产生过大振动或撞击。拆除的材料应尽可能回收利用，减少浪费。对于钢板桩拔除后的桩孔，必要时需进行回填处理，防止对河床稳定性造成不利影响。十、方案优化与经验总结筑岛围堰施工是一项实践性很强的工作。在方案实施过程中，应根据现场实际情况和监测数据，对原设计方案进行必要的动态调整和优化。施工完成后，应及时进行经验总结，分析施工过程中遇到的问题及解决方法