赵建宇

(黑龙江省引嫩工程管理处，黑龙江 大庆 161300)



钢板桩技术在嫩江干流堤防应急工程中的应用分析

赵建宇

(黑龙江省引嫩工程管理处，黑龙江 大庆 161300)

摘要：嫩江是东北地区的主要河流，具有重要的地理位置，但历史上频繁出现洪水灾害对嫩江流域的整个经济发展产生严重影响。当地政府部门在嫩江干流建立了堤防应急工程，以抵御洪涝灾害的侵袭，并在堤防工程中，运用了钢板桩技术得到了良好的效果。文章简要分析了钢板桩技术在嫩江干流堤防工程中的主要技术及具体应用。

关键词：嫩江；洪水灾害；钢板桩技术；堤防应急工程；应用分析

嫩江主河道全长137 km，流域经过面积为29.85 万 km2，是松花江的北源头，占松花江整个流域面积的50%左右。嫩江流经区域物产资源丰富，土地肥沃，是中国主要的商品粮基地。但是，嫩江洪涝灾害频繁发生，对沿江流域的经济发展和人民生活有严重的危害。因此，当地对嫩江的堤防工作给予高度重视，并运用先进的钢板桩技术对嫩江干流堤防进行加固，以防洪灾带来严重损失[1]。

1嫩江洪水灾害概况

根据历史资料的显示及当地水文部门的监测，自从1794年以来，嫩江的干流地区就曾经发生过多次洪涝灾害，严重洪水灾害的主要年份有1794年、1886年、1908年、1932年、1955年、1956年、1991年、2013年等。

嫩江干流地区的洪水灾害主要有3个特点：①洪水出现的主要时间比较集中，主要在7月份和8月份；②由于嫩江的主河道比较平缓，所以，洪灾的传播速度相对来说较慢；③嫩江干流地区的洪水灾害整个历时时间相对较长，一般约为40～60 d。

以2013年嫩江流域发生的特大洪水灾害为例作具体说明。在2013年的汛期，8月份嫩江发生了50 a一遇的特大型洪水灾害，沿江流域的农作物直接受害面积达到了78.72 万 m2，造成的直接经济损失高达161亿元人民币。在洪水的侵袭下，嫩江流域的嫩江县有多处乡镇受到直接影响，具体受灾人口达到了13 000人，50户房屋出现垮塌，直接的经济损失达9 000万元。由此可以看出，嫩江流域的洪涝灾害异常严重，给沿江经济造成毁灭性的打击。在这样的状况下，干流的堤防应急工程建设就变得尤为重要。

嫩江干流堤防应急工程建设的险工主要是滑坡、渗漏等方面，嫩江流域的水文部门对于2013年发生的特大洪灾也进行了相关统计见表1，可以方便相关堤防工程更好地建设，减小洪水带来的经济损失[2]。

表1　2013年嫩江干流区域洪水险情统计表

2钢板桩技术在嫩江干流堤防应急工程中的应用

嫩江干流堤防应急工程主要的重点在于对堤基的保护，防止堤基被洪水渗透及破坏，修建地下的防渗墙可有助于加固堤基。防渗墙的具体建造方法有拉槽法、射水法等，与这些旧有的方法相比，钢板桩防渗技术更加先进与科学，能对堤基起到更好的保护。

2.1钢板桩的概况及主要设备

钢板桩，主要指的是一种热轧型钢，这种热轧型钢带有锁口，是利用锁口的自身咬合来形成封闭性相对较好的钢板桩墙，可以用于水下防渗。钢板桩的主要形状有一字形、Z字形、T字形、U字形等，嫩江干流堤防应急工程所使用的主要为U字形钢板桩。这种形状的钢板桩钢度较高，有很强的抗弯型，可以插入水底深达20 m。钢板桩的主要特点有：接合较为紧密、强度很高、不易发生渗漏，可以适用于地下水较为丰富的地区和地表软弱区。此外，钢板桩的自身带有锁口，这种锁口咬合后紧密结实，不像其它施工技术在接合处容易出现开叉。

嫩江干流堤防工程在钢板桩建设过程中主要采用的是振动法。这种方法的具体沉桩原理为：在振动锤进行运转的过程之中，会产生相应的高频振动，使用液压夹将这种高频振动力应用在钢板桩之上，再让钢板桩将其传导给受接触的地层。地层在这种高频振动力的影响之下，自身结构会发生一定变化。如果地层为砂质，就会出现液化效果；如果地层为黏质，就会使地层的黏合力降低。这样，就会使钢板桩周围的阻力相应减小，钢板桩就会不断向地层下陷，最后达到所设计的深度。

在钢板桩具体的施工中，相应使用的设备主要有振动器、电焊机、挖掘机、发电机、履带吊等，还要利用推土机对场地进行平整。一般来说，履带吊要根据钢板桩的具体长度及吊车自身的起重力来进行选择，在嫩江干流堤防建设中，主要使用的是55t吊车，吊车臂长为约33.6 m，施工半径在8～12 m。振动器的选择一般使用日本生产的CM2—120型号振动器，自身功率为90 kW，振幅在9.0 mm，锤重为6.6 t，振动力是542 kN[3]。

2.2钢板桩主要的施工技术

嫩江干流堤防工程的钢板桩架设技术主要采用的是单根法，主要的环节有以下几点：

2.2.1沟槽挖掘

在进行挖掘沟槽的时候，要根据钢板桩的顶部设计高度来决定，沟槽的沟底处一定要平整，宽度要能够保证钢板桩样架的放置，还要给施工人员留出足够的空间。

2.2.2安装钢板桩样架

在进行钢板桩样架安装的时候，要事先做好定位和相应导向，两根钢板桩之间的间距至少要为2～5 cm。在安装的时候，要在样架的两端位置放置平行的两根导桩，再把样架吊在导桩之上，使用大号链钳进行固定。样架在安装的时候，要比钢板桩的自身顶部低30～50 cm，这样才能保证钢板桩不被振动锤所碰撞。

2.3钢板桩的打入

在对钢板桩进行打入的时候，要用吊锤来观察钢板桩的法向及轴向，以便可以随时调整钢板桩的垂直度。还要控制好振动锤的自身速率，仔细观察电流表有什么变化。一般来说，砂质土层的电流应在220～280 A，黏性土层自身的负荷相对来说较大，电流应当在250至400A左右。在施工的时候，要密切关注钢板桩锁口处的变化情况，要尽量保证锁口的四周位置缝隙相同，这样才能有效减少振动产生的阻力。如果阻力相对较大，就要不时活动钢板桩，以避免钢板桩的锁口处在同一位置振动过久，产生温度上升的现象。

2.4钢板桩的导直

钢板桩的导直要使用吊车进行，用吊车先吊住振动器，再利用振动器将钢板桩夹住，进行导直。在导直的过程中，一定要注意避免斜拉钢板桩，防止钢板桩出现自身扭曲的现象，还要注意锁口处是否完好无损。钢板桩的导直，需要挖掘机预先挖出一个2～3 m的深坑，再将钢板埋住，接着使用振动锤将钢板桩夹住，移放到样架之内，进行导直施打。钢板桩具体的施打位置要严格按照规范进行，一般选择轴线的正中部，再向两边进行延伸，这样能避免钢板桩出现合拢。在导直的过程中，施工人员还应该使用经纬仪，准确测量倾斜度，严格进行导直作业。

3结语

嫩江流域洪灾频繁，给当地的经济发展和日常生活带来严重影响，因此，干流处的堤防应急工程就显得尤为重要。钢板桩技术具有自身的特点和优势，将其应用在嫩江干流应急工程中，可以有效减小洪水发生时带来的危害，保护沿江流域不被洪灾严重影响，进而实现嫩江流域的区域协调发展。

参考文献：

[1]李兴学,贾汀,李云鹤，等.2013年嫩江松花江黑龙江流域防汛抗洪思考[J].中国水利,2014(15)：47-50.

[2]李迎九.钢板桩围堰施工技术[J].桥梁建设,2011(02)：80-83+88.

[3]王宝禄.浅谈嫩江县嫩江干流防洪工程现状及防汛措施[J].水利科技与经济,2011(04)：67-68.

[作者简介]赵建宇(1979-)，男，黑龙江拉哈人，工程师。

[收稿日期]2015-06-28

中图分类号：TV871.3

文献标识码：B

文章编号：1007-7596(2015)11-0041-02