各种围堰施工方法

各种围堰施工方法在水利水电工程、桥梁基础施工、港口码头建设以及市政给排水工程中，当需要在有水环境下进行构筑物施工时，围堰便成为不可或缺的临时挡水结构。其作用在于创造一个相对干燥的施工空间，保障基坑开挖、基础施工等作业的安全与顺利进行。选择合适的围堰类型并掌握其施工要点，直接关系到工程的进度、成本与安全。本文将系统阐述各类围堰的特点、适用条件及关键施工工艺，为工程实践提供参考。一、围堰选型的核心考量因素在确定围堰方案之前，需进行全面的现场勘察与综合评估，主要考虑以下因素：*水文条件：施工期内的水位变化、流速、冲刷情况、波浪影响以及是否存在流冰等，直接决定了围堰的高度、强度和防渗要求。*地质条件：地基土层的性质，如土壤类型、承载力、透水性等，影响围堰的基础处理方式、结构形式选择及稳定性。*工程规模与性质：构筑物的类型、尺寸、埋深，以及施工工期要求，将影响围堰的规模和采用的施工技术。*材料供应与经济性：结合当地材料的可获得性，在满足安全和技术要求的前提下，选择成本合理的围堰形式。*环保要求：施工过程中需考虑对周边水体、生态环境的影响，选择对环境扰动较小的方案，并制定相应的环保措施。*拆除便利性：围堰作为临时结构，其后期拆除的难易程度和对环境的二次影响也应纳入考量。二、常见围堰类型及施工工艺（一）土石围堰土石围堰是最传统也最常用的围堰形式之一，主要由土、石等当地材料填筑而成。*特点与适用条件：结构简单，施工便捷，取材容易，成本相对较低。适用于水深较浅（通常不宜超过一定范围）、流速不大的河流或静水环境，且基础为不透水或透水性较小的土层。根据断面形式可分为均质土围堰、土石混合围堰等。*施工要点：1.清基：清除堰底河床的杂物、淤泥及软弱土层，确保堰体与地基的良好结合。2.填筑：采用分层填筑、分层压实的方法。土料应选用透水性小的黏性土，石料则要求强度高、抗风化。若采用土石混合填筑，需注意不同材料的分区布置，通常迎水面采用防渗性能好的土料，背水面可采用透水性较大的石料以利排水。3.防渗处理：为减少渗漏，可在堰体迎水面设置防渗斜墙（如黏土、土工膜等），或在堰底设置防渗铺盖、打入防渗帷幕（如水泥土搅拌桩、高压喷射注浆等）。4.边坡与排水：堰体边坡应根据所用材料的内摩擦角和稳定要求确定，必要时设置边坡防护（如干砌石、浆砌石）。堰身和基坑内需设置排水系统，及时排除渗水和雨水。（二）钢板桩围堰钢板桩围堰是一种采用特制型钢（钢板桩）通过锁口连接形成的连续挡水结构。*特点与适用条件：强度高，整体性好，挡水防渗性能较强，施工速度快，可重复使用。适用于水深较大（可达一定深度）、流速较大的河流，以及软土地基。常用的钢板桩类型有U型、Z型、直腹板式（拉森桩）等。*施工要点：1.导架设置：为保证钢板桩的打入精度和垂直度，需先设置导向架（围檩）。2.钢板桩打设：根据地质条件和桩型选择合适的打桩机械，如振动锤、柴油锤、液压静力压桩机等。打设方式有单独打入法、屏风式打入法等。施工时需注意控制桩的垂直度，确保锁口紧密。3.支撑体系：当围堰深度较大或水头较高时，需在钢板桩内侧设置内支撑或拉锚体系，以承受水压力和土压力，防止钢板桩变形。支撑材料可采用型钢、钢管等，需进行强度和稳定性验算。4.防渗与排水：钢板桩锁口处通常会有少量渗漏，可采用黄油、棉絮等进行嵌缝处理，或在围堰内侧设置轻型井点降水。5.钢板桩拔除：工程完成后，需将钢板桩拔除。拔除前应先拆除支撑，若拔除困难，可采用振动法或射水法辅助。（三）混凝土围堰混凝土围堰具有强度高、抗渗性好、耐久性强等特点，可分为重力式混凝土围堰和拱型混凝土围堰等。*特点与适用条件：适用于水深较大、水头较高、对围堰结构稳定性和防渗要求严格的工程，也可在一些情况下作为永久结构的一部分。但其施工周期较长，成本较高，拆除也较困难。*施工要点：1.基础处理：根据地质情况对堰基进行处理，如开挖、换填、灌浆等，确保地基承载力满足要求。2.模板工程：采用钢模板或木模板，确保其刚度、强度和稳定性，模板接缝应严密，防止漏浆。3.混凝土浇筑：按设计配合比拌制混凝土，采用分层浇筑、振捣密实的方法。对于大体积混凝土，需采取温控措施，防止产生温度裂缝。4.防渗设施：可在混凝土体内设置止水片、廊道，或在迎水面涂抹防渗涂层、设置防渗墙等。5.养护：混凝土浇筑完成后，应及时进行养护，保证混凝土强度的正常增长。（四）钢套箱围堰与钢吊箱围堰钢套箱和钢吊箱围堰是在桥梁深水基础施工中应用广泛的一种围堰形式，通常用于大型桩基承台的施工。*特点与适用条件：钢套箱围堰一般是在工厂预制或现场组拼，然后浮运至设计位置，通过注水或压载下沉至河床，再进行封底混凝土施工。钢吊箱围堰则是通过悬吊系统将其定位，直接在设计位置浇筑封底混凝土。两者均适用于水深较深、流速较大、覆盖层较薄或基岩裸露的河床。*施工要点：1.钢套箱/吊箱制作与组拼：在工厂或现场平台进行分块制作，然后进行整体组拼，确保其结构尺寸准确、焊接质量可靠、水密性良好。2.浮运与就位：对于钢套箱，需进行浮运稳定性验算，通过拖轮或其他牵引设备将其运至墩位，利用导向设备精确就位。3.下沉与着床：钢套箱通过向舱内注水或加载使其缓慢下沉至河床。钢吊箱则通过调整悬吊系统使之下放至设计标高。4.封底混凝土施工：在围堰就位并清基后，进行水下封底混凝土浇筑，形成不透水的基础。封底混凝土厚度需根据水头和受力情况计算确定。5.抽水与支撑：封底混凝土达到强度后，抽干围堰内积水，根据需要设置内支撑，然后进行承台施工。（五）其他特殊围堰形式除上述主要类型外，还有一些特殊形式的围堰，如：*木笼围堰：由木笼内填充块石组成，适用于流速较大、水深不深的河流，但因木材资源限制，目前已较少使用。*草土围堰：利用当地草料（如稻草、麦秸）和土料分层叠筑而成，成本极低，适用于水深浅、流速小、施工期短的临时性工程。*双壁钢围堰：由双层钢板组成的空腔结构，刚度大，防渗性能好，适用于大型桥梁深水基础，施工工艺较为复杂。三、围堰施工的共性要点与注意事项无论采用何种围堰形式，以下共性要点均需高度重视：*周密的施工组织设计：制定详细的施工方案，包括材料供应、设备配置、进度计划、安全措施等。*严格的质量控制：从材料进场检验到各工序施工质量，均需严格把关，确保围堰结构的强度、稳定性和防渗性能。*实时的安全监测：对围堰的沉降、位移、渗流量等进行监测，及时发现问题并采取措施，防止发生安全事故。*有效的排水措施：围堰内必须设置完善的排水系统，及时排除渗水和雨水，保持干燥的施工环境。*应急预案：针对可能出现的洪水、管涌、围堰失稳等突发情况，制定应急预案，准备必要的物资和设备。*环境保护：施工过程中应尽量减少对水体和周边环境的污染，施工废弃物需妥善处理，完工后及时清理场地。结语围堰施工是一项系统性强、技术要求高的临