钢板桩围堰在小清河羊桥泵站中的应用

2021-01-18 01:34强,李
山东水利 2021年11期
关键词:小清河土石围堰

迟 强,李 玲

(潍坊市水利事业发展中心,山东 潍坊261000)

羊桥泵站工程属于小清河防洪综合治理工程(潍坊段)重要组成之一,工程位于小清河设计桩号213+790处右岸,寿光市羊口镇,爬垃沟入小清河口处,主要功能是区域除涝、挡潮、通航、防洪。小清河防洪综合治理工程整体开工较晚,其中羊桥泵站工程由于前期设计方案与当地文旅项目结合存在难度,导致建设进度相对落后,成为省、市、县各级高度关注的节点性工程。由于羊桥泵站位于小清河和爬拉沟交汇处,上游需要挡来水,下游需要挡潮水顶托,建设施工围堰是工程成败的关键性因素。

1 围堰方案的论证

小清河防洪综合治理工程(潍坊段)能否按照省水利厅工作要求按时完成主体工程,羊桥泵站工程是最大的制约因素。潍坊市多次组织专家对围堰建设方案进行论证,最终对土石围堰和钢板桩围堰两种围堰方式进行了各方面的比较论证。

1)施工工艺方面。羊桥泵站由于工期短、任务重,采取普通的土石围堰由于土方量较大,且爬拉沟河口处场地狭窄,需要外调土方填筑,设备进出只能在西侧码头通行,大量设备频繁进出非常拥堵,施工时间会相应延长,且围堰所需材料收集存在困难;而采用钢板桩围堰施工速度快,仅一台打桩机即可施工,工艺简单,相对土石围堰可加快工期约5 d,更加合理高效。

2)作业场地要求方面。常规的土石围堰放坡后底宽将达到30 m以上,羊桥泵站所处位置紧邻小清河主河槽,围堰不能占压主河槽,否则影响航道通航,往南填筑将占压泵站部分工作面导致无法施工。钢板桩围堰不需放坡,垂直打设,不占压小清河主河槽及泵站工作面。同时,由于羊桥泵站施工作业面相对较小,又是深基坑施工,对于基坑边坡要求较高,泵站东侧边坡坡比较大,对基坑施工安全存在隐患,根据相关专家意见,在基坑边缘加设一排钢板桩,可以提高基坑施工安全系数,同时可以有更好的防渗效果,减少基坑排水作业。

3)抗水流冲刷、抗风浪冲击能力方面。小清河下游入海,每天经历2次涨落潮,水位高低差约2 m,普通土石围堰的土方或建筑垃圾极易被水流冲走,且若有风暴潮,存在溃堰危险;而钢板桩施工将风浪爬高计算在内,高度满足要求,抗风浪冲击能力强。

4)围堰建设拆除的难易程度方面。由于工程临小清河一侧跨度较大,土石围堰所需土石方量较大,施工结束后土石围堰拆除时间长,水下清理难度大;而钢板桩围堰在全部主体工程施工完成后按次序拔出即可,更加便捷高效。

5)环保卫生方面。环保部门在羊桥泵站下游设有监测点,数据实时上传省监测平台,大量土石水下填筑易对周边水质造成影响,可能导致工程进行困难甚至有停工风险;钢板桩围堰对周边水域不造成水质影响。

6)施工成本方面。土石围堰施工材料均需外调购买,需要大量机械同时施工,围堰拆除还需要长臂挖掘机进行水下作业,成本较高;钢板桩围堰仅需租赁钢板桩和打桩机即可,成本相对土石围堰稍低。钢板桩施工速度快,施工工艺相对简单,对周边水域不造成水质影响。

经过方案比选,最终确定羊桥泵站采用钢板桩围堰。

2 施工中出现的问题

1)由于小清河和爬拉沟交汇处常年淤积,导致有较厚的淤泥层,先期采用的12 m钢板桩,地下深度虽然达到8 m左右,但是在围堰填筑土石过程中拉筋受压力过大导致断裂,造成南侧钢板桩向南倾倒,无法发挥正常作用。后期经过研究,在围堰外侧加设了一排18 m的钢板桩,加强围堰强度,无形中造成了工期的拖延和成本的增加。

2)钢板桩围堰由于桩间无密封措施,靠钢板桩钢圈咬合起到的阻水作用有限,加之钢板桩间填筑的土石料压实度不高,当外侧潮水位过高时会出现渗漏现象,对围堰安全存在隐患因素,同时给基坑排水带来一定的难度。

3)施工围堰成本计算过于苛刻,钢板桩围堰的建设距泵站一侧太近,导致侵占下游防冲槽位置,无法按时进行防冲槽施工,造成了工期拖延。

3 意见建议

根据实际地质情况精确计算钢板桩长度,在临潮面采用长钢板桩结合工作桥下土方填筑加固围堰。在临潮一侧钢板桩外加设一层土工膜,加强围堰防渗作用,同时围堰顶部加设一排沙袋,防止浪头冲刷。合理计算钢板桩建设位置和长度,确保不影响整体施工进度,同时压缩成本投入,做到高性价比建设。

钢板桩围堰在羊桥泵站施工过程中起到了关键作用,加快了工程建设进度,提高了工程施工安全系数,提升了施工效率,确保建设单位能够按时完成目标任务。

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