海河防潮闸除险加固工程导流围堰设计

海河防潮闸除险加固工程导流围堰设计

摘要：针对海河防潮闸施工时挡水水位较高的特点，结合现场条件和规范要求,

经过方案比选和围堰设计，推荐采用钢板桩作为上、下游挡水围堰。

关键词：防潮闸；除险加固；导流；围堰

1 工程概况

海河防潮闸位于天津市塘沽区海河干流的入海口，始建于1958年，为1级

永久性水工建筑物，施工导流采取围堰一次拦断河床，河床外临时泄水建筑物泄

洪导流，总工期30个月，围堰高度小于15 ，根据《水利水电工程施工组织设计

规范》，确定施工导流建筑物级别为4级，导流建筑物设计洪水标准10年一遇

洪水，经计算对应水位2.03 ，施工导流上游水位按2.03 控制，下游水位主要受

潮位影响，下游围堰设计水位选取10年一遇设计潮位2.81 。

2围堰比选

施工围堰包含土石围堰、木板桩围堰、钢板桩围堰和混凝土围堰等。

2.1土石围堰

土石围堰基础适应性强，施工工艺简单，但断面较大需要大量土石建材，海

河防潮闸附近没有可利用的土料场，需要外购。

2.2木板桩围堰

木板桩围堰一般适用深度不大，通常不超过6～7 ，海河防潮闸围堰高度

11.7～13 ，该工程不适用。

2.3混凝土围堰

混凝土围堰一般作为永久结构的一部分，或者建成后仍需长期保留时才使用

的一种围堰。

2.4钢板桩围堰

钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰，是带有锁口的一种型钢，其截面有直

板形、槽形及Z形，各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。其优点是强度高，容易打入坚硬土层，可在深水中施工，必要时加斜支撑成

为一个围笼，防水性能好，能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用。

与填土围堰相比，具有施工进度快、更安全、占地空间小环境污染小等优点，其

缺点是钢材用量大，施工技术要求较高。

本工程结合现场实际情况选用钢板桩围堰，在海河防潮闸上、下游各布置一

道双排钢板桩围堰作为除险加固的施工围堰。

3 围堰设计

3.1堰顶高程的确定

上游围堰设计水位2.03 ，风浪爬高加超高取0.97 ，围堰顶高程为3.00 。

下游围堰主要防止潮水涌入基坑，设计潮位2.81 ，风浪爬高加超高取1.49 ，下游围堰顶高程4.30 。

3.2围堰布置

3.2.1上游围堰

上游围堰长372.0 ，堰前最高水位2.03 ，堰顶高程取3.0 ，围堰高11.7 。初

步设计上游围堰桩长25.5 ，双排钢板桩型号拉森OZ29A。双排钢板桩间距14.0 ，内设一道拉杆，间距1.35 ，间隔15.0 布置一道钢板桩隔墙，隔墙为拉森OZ16，

设计桩长16.0 。双排钢板桩中间首先清除部分淤泥，然后填中粗砂至桩顶标高，

整平压实作为施工车辆通道，背水侧河床基础采取编织袋土加戗，高度4 ，顶宽

20 ，边坡1：1.5。

3.2.2下游围堰

下游围堰长254.0 ，外侧最高潮水水位2.81 ，堰顶高程4.30 ，围堰高13 。

初步设计下游围堰桩长28.0 ，双排钢板桩型号拉森OZ29A，双排钢板桩间距

14.0 ，内设一道杆，间距1.35 ，间隔15.0 布置一道钢板桩隔墙，隔墙为拉森

OZ16，设计桩长20.0 。双排钢板桩中间首先清除部分淤泥，然后填中粗砂至桩顶标高。背水侧河床基础采取编织袋土加戗，戗堤高度4 ，顶宽20 ，边坡1：1.5。

3.3钢板桩围堰稳定验算

3.3.1填土剪切变形验算

4 施工方法及工艺流程

4.1施工准备

先清除表层垃圾及障碍物，挖除基坑范围内的护岸砌体。打桩处开挖宽1m 、深0.5m，直至达到原状土沟，沟底若有障碍物，必须清除干净。用素土（最好使

用含水量低的粘土）将河岸边坡填平，回填过程中应分层压实。

4.2设备选择

板桩采用振动打桩机下沉，振动打桩施工速度较快；拔桩时效果更好；相对

冲击打桩机施工的噪声小，不易损坏桩顶，操作简单，无柴油或蒸汽锤施工所产

生的烟雾。振动打桩机的原理是将机器产生的垂直振动传给桩体，减少钢板桩周

围的阻力，利于桩的贯入。

4.3施工工艺流程

钢板桩打入时采用振动打桩法，拔桩采用50t履带吊配合震动锤。钢板桩的

施工步骤按以下顺序进行：

设置导桩框架→清理钢板桩→插打钢板桩→设置内支撑→回填砂土→整平压

实作为施工车辆通道→主体完工后→清理砂土→拔除钢板桩顺序进行5结语

（1）拉森钢板桩作为一种新型建材,在施工导流中越来越得到广泛应用，导

流围堰采用拉森钢板桩能适应较为复杂的施工环境,具有很好的防水功能。

（2）拉森钢板桩施工简便,工序简单,质量容易控制,工期短,且现场整洁。另外，钢板桩可以重复使用,节省投资。

（3）通过对压力的精确计算和施工过程质量控制,有效地保证围堰的安全。

参考文献

[1] 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），中国建筑工业出版

社,2012。

[2] 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012），中国建筑工业出版社,2013。

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[6] 《深基坑支护工程实例》，中国建筑工业出版社, 1996。

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