橫穿大型泥漿池公路工程中圍堰結構施工技術

張興祥

(浙江鼎盛交通建設有限公司，浙江紹興 312000)

傳統的防滲墻形式的圍堰主要應用在在水利工程中。高仲璞[1]、黃健[2]、王強[3]介紹了水口圍堰防滲墻的設計情況及配合比、各種物理力學指標、施工工藝。田明安[4]通過膜袋圍堰的運用施工水中橋梁基礎，改變了使用棧橋平臺投資大，使用草袋圍堰施工慢、安全性差等缺點。在公路工程中，圍堰結構并不多見，由于地質及水文條件的影響，需要在施工前期做好臨時圍堰結構。這種結構起初是由水利圍堰結構發展而來，采用土石等重力式承載防滲墻阻斷水流、隔離不良的地質影響，而后發展為鋼結構、土石結構等材料的單一或組合式應用[6,7]。潘艷顏等[7]提出用常規腳手架鋼管設計無土圍堰結構，根據桿塔基礎開挖的方形凈空間和不同水深的情形，建立了正方形無土圍堰結構的設計方法。羅天洋等[8]以輸電線路工程某塔位的鋼管式無土圍堰結構為研究背景，對該類圍堰結構的選型與設計方法進行了系統的介紹，同時對該圍堰結構的應力狀態進行了有限元法分析和現場監測。

在公路工程中，橫穿深厚泥漿池開展建設較為罕見，在施工前需對兩側泥漿做圍擋處理，以保證施工場地的穩定。本文主要針對泥漿池圍堰施工過程中存在的問題，提供了樁網式松木樁加固、鋼管腳手架模架體系、限位框板限位、膜袋輕質芯體以及預制板壓頂等一些可以有效解決這些問題的施工方法。

1 工程概況

本文依托錢清至濱海工業區公路工程，項目實施過程中，相繼發現了三處大型泥漿池，為紹興市水利圍墾綜合開發場為柯橋區建設的建筑泥漿堆放場(圖1)，泥漿堆放場由低洼塘地帶進一步深挖改造而成，泥漿池段在定測階段仍處于封閉狀態，現狀為積水水塘。在路基建設前，需要結合泥漿池現有圍堰，在路基另一側作新圍堰，圍堰施工時將圍堰內涌出淤泥吹填至圍堰外側，圍堰形成后對圍堰內排水，然后進行就地固化。

圖1 泥漿池位置

2 圍堰結構

本文主要針對泥漿池圍堰施工過程中存在的問題，提供了樁網式松木樁加固、鋼管腳手架模架體系、限位框板限位、膜袋輕質芯體以及預制板壓頂等一些可以有效解決這些問題的施工方法。如圖2所示，該泥漿池圍堰主要由松木樁與鋼管腳手架搭接而成，具體包括鋼絲加筋網、定網松木樁、加固松木樁、連桿架、連架松木樁、鋼管腳手架立桿、鋼管腳手架橫桿、管袋限位框板、鋼管斜撐、坡面控制腳手架網架、充泥管袋、固化土、混凝土膜袋、氣泡混凝土、抗浮網架、氣泡混凝土、氣泡混凝土、預制板和擋水管袋側堰。

圖2 泥漿池圍堰立面

如圖2～圖4所示，鋼管斜撐一端通過螺栓安裝在鋼管腳手架立桿上，鋼管斜撐另一端通過撐桿連板統一連接，在每一根鋼管斜撐與撐桿連板連接處設置防滑槽固定，將撐桿連板通過頂托以及固定鋼釘連接在固撐松木樁上；管袋限位框板通過固定螺栓固定于連桿架上，管袋限位框板上平鋪混凝土膜袋，抗浮網架通過螺栓固定于鋼管腳手架立桿上，預制板兩側與鋼管腳手架立桿連接進行壓頂，圍堰頂部兩側堆放擋水管袋圍堰。

圖3 頂托安裝

圖4 鋼絲加筋網上松木樁布置

3 施工流程

在該圍堰結構施工過程中，首先施工松木樁形成結構雛形，再用鋼管腳手架搭接在上部，形成完整的結構體系，最后用混凝土膜袋、預制板壓頂等進行充填與加固，形成穩定的圍堰結構，具體的施工流程包括以下步驟：

(1)樁頂托板安裝與固定：將加固松木樁、定網松木樁以及連架松木樁上均安裝樁頂托板，并將其用U型固定釘固定在各松木樁上。

(2)鋼絲加筋網安放：將定位整理好的鋼絲加筋網下放到指定位置，在其四周打設定網松木樁對其進行固定。

(3)加固松木樁打設：在鍍塑鋼筋網中間位置打設提前準備的加固松木樁。

(4)樁頂框架式連桿架與其相連松木樁同步沉放：連桿架安裝完成后與連價松木樁連接固定，固定好后將兩者同步沉放下到指定位置。

(5)豎向鋼管和水平鋼管的安裝：通過吊車吊運豎向鋼管并安裝，之后安裝水平鋼管用來加固豎向鋼管。

(6)鋼管腳手架立桿與鋼管腳手架橫桿的安裝：安裝鋼管腳手架立桿和鋼管腳手架橫桿，并通過鉸軸固定于連桿架上。

(7)管袋限位框板安裝：按規定規格將管袋限位框板安裝在指定位置并固定。

(8)鋼管斜撐安裝：將鋼管斜撐安裝在鋼管腳手架立桿上，斜撐另一端通過撐板連桿統一連接，在每一根斜桿處在連桿上設置連扳搭接防滑槽，將連桿通過頂托以及固定鋼釘連接在固撐松木樁上，最后一同沉放。

(9)坡面控制腳手架網架安裝：以預先搭設在建筑物腳手架上作為搭設平臺，進行坡面控制腳手架網架安裝。

(10)充泥管袋布放以及管袋充填施工：將充泥的管袋布設到已經安裝好的管袋框架限位板中，未填滿區域充填固化土。

(11)混凝土膜袋安裝：將設計好的膜袋進行整平，場地進行測量并整平后進行膜袋鋪設安裝。

(12)灌注氣泡混凝土：在鋪設好的混凝土膜袋中灌注氣泡混凝土。

(13)安放抗浮網架：為防止混凝土膜袋上浮，在其上安裝抗浮網架。

(14)氣泡混凝土養護：氣泡混凝土澆筑完畢后在其上鋪設麻袋，定時灑水對其進行養護。

(15)重復進行(11)和(12)。

(16)安放預制板壓頂：提前將預制板制作好，并在其底面安裝防滑嵌合肋，將其安放在圍堰頂進行壓頂。

(17)擋水管袋側堰施工：在圍堰頂部兩側用擋水管袋作為側堰進行擋水施工。

4 優勢及特點

本文依托公路工程中并不常見的橫穿深厚大型泥漿池的工程建設，借鑒了水利工程中的圍堰建設，開發了獨特的泥漿池場地的圍堰結構，利用松木樁與鋼管腳手架搭接成圍堰體系，再應用膜袋輕質芯體填筑，形成了良好的擋水效果，具有以下優勢及特點：

(1)通過采用網狀式松木樁加固，能夠有效對鋼絲加筋網進行加固，可以有效確保施工質量安全。

(2)該方法通過限位鋼板限位可以將管袋進行準確布設，便于管袋充填施工，可以有效提高施工效率，便于施工。

(3)通過膜袋輕質芯體以及預制板壓頂可以有效的實現擋水的目的，確保施工順利進行。

5 結束語

本文借鑒水利工程中鋼管腳手架與土石結構組合形式的 圍堰，針對泥漿池圍堰施工過程中存在的問題，創新性地應用于橫穿大型泥漿池公路工程的圍堰結構中，提出了因地制宜的樁網式松木樁加固、鋼管腳手架模架體系、限位框板限位、膜袋輕質芯體以及預制板壓頂等一些可以有效解決這些問題的施工方法，具備良好的擋水效果，保證了施工場地的安全，具有良好的技術效益和工程實踐意義。