本发明涉及围堰施工技术领域，尤其是涉及一种钢板桩围堰施工方法。
背景技术：
围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除，围堰高度高于施工期内可能出现的最高水位。
在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩(单层或双层)围堰，以及很多会双层薄壁钢围堰，围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。
常见深水基础围堰主要有钢板桩围堰、锁扣钢管桩围堰、双壁钢围堰等。钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰，其强度高，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，因此，其用途广泛。
但是这一技术在施工的过程中，存在围堰变形、周期长、风险大等问题，并且难以消除涨落潮对围堰施工的影响。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种钢板桩围堰施工方法，其优点是提高了施工效率，降低了围堰在施工过程中出现变形的可能性和施工风险，解决了涨落潮对围堰施工的影响。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钢板桩围堰施工方法，包括以下施工步骤：
s1：施工前的准备工作；
s2：定位测量，根据围堰的设计尺寸，对围堰的四个角点准确测量，通过打桩作为基准，并在四根桩的外侧围设柔性标线；
s3：导向架施工，根据施工图纸安装钢护筒，安装过程中保证钢护筒的垂直度，在钢护筒的外壁上焊接一体式牛腿作为支撑，通过横梁将导向架焊接固定在牛腿上，导向架上的双层围囹的径向宽度大于钢板桩插入宽度的8-10mm；
s4：钢板桩施工，通过吊装设备和液压震动锤分两流水段对钢板桩进行插打，异形板桩合拢，形成由若干钢板桩组成的矩形围堰，施工过程中，通过多次测垂的方式保证钢板桩的垂直度，在围堰侧壁上安装连通阀，其采用预制，保证涨落潮时围堰内外的水压一致；
s5：拆除导向架，为后续施工提供空间；
s6：内支撑施工，在钢板桩内侧的凹槽处焊接铰接式牛腿作为支持平台，在支撑平台上吊装内支撑，然后通过吊挂系统分别将三组内支撑由上至下依次整体吊放安装至设计标高，吊放的过程中，打开铰接式牛腿，使其嵌入钢板桩内侧的凹槽内；
s7：抽水吸泥、开挖基坑；
s8：水下封底施工；
s9：围堰拆除。
通过上述技术方案，本发明采用先支撑后开挖的方式，减小了开挖时围堰由于受力不均而出现变形的可能性，同时，三道内支撑的设置，大大提高了围堰的稳定性和受力能力，降低了开挖难度，由于内支撑水下整体下放，因此，大大缩短了开挖周期，提高了施工效率；而连通阀的设置，保证了围堰内外水位一致，有效的解决了涨落潮时围堰由于内外压力差而影响施工的问题。
本发明进一步设置为：所述s1中包括以下施工步骤：
a1：根据水位和地质条件确定钢板桩的结构参数，根据承台的尺寸和所需操作的空间确定钢板桩围堰的整体尺寸，并预留出足够的钢板桩；
a2：预制钢板桩，采用同类型钢板桩先通过坡口焊进行接长，然后再在两钢板桩的连接处焊接加固板进行加固；
a3：检查作业，对钢板桩进行变形检查、表面检查、分类和编号，检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm；
a4：清理河床，排除前期施工过程中掉入河内的铁件，避免给后期钢板桩围堰带来的困难。
通过上述技术方案，预制钢板桩中，加固板的设置，大大提高了两钢板桩之间连接处的连接强度；通过对钢板桩进行检查作业，降低了钢板桩在实际使用过程中出现次品的可能；通过清理河床，保证了后期施工的顺利进行。
本发明进一步设置为：所述a3中还包括对两侧锁口用一块同型号长2-3m的短桩作通过试验，以2-3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉，最大牵引力≤kn，若锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯缺陷时，采用冷弯，热敲（温度不超过800~1000℃），焊补、铆补、割除或接长的方法加以整修。
通过上述技术方案，施工前，先通过试验来剔除或修正不符合要求的钢板桩，保证施工要求。
本发明进一步设置为：所述s4中包括以下施工步骤：
b1：在每块钢板桩的锁口处涂刷黄油，减少插打时的摩擦力；
b2：通过高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，并依次插入已就位的钢板桩锁扣中；
b3：以3-5块钢板桩为一组，逐组插打到底，插打的过程中，先插打上游中间位置的钢板桩，然后向两侧插打，最终在下游合拢。
通过上述技术方案，涂刷黄油是用来减小插打时相邻钢板桩之间的摩阻力；通过逐组插打，能够有效提高插打的效率，提高加工进度。
本发明进一步设置为：所述s4中还包括：
b4：在相邻钢板桩的锁扣处粘接止水带，保证钢板桩围堰的不透水性。
通过上述技术方案，止水带的设置，用于提高围堰的密封性，降低河水渗入围堰内的可能性。
本发明进一步设置为：所述s6中包括以下施工步骤：
c1：铰接式牛腿包括上牛腿和下牛腿，两者的其中一端分别通过固定板与钢板桩焊接，另一端通过插销连接，上牛腿和下牛腿与固定板之间为铰接，取下插销后，上牛腿和下牛腿嵌入钢板桩的凹槽内；
c2：内支撑采用预制，通过吊装设备吊装至铰接式牛腿上；
c3：利用钢护筒作为支撑分别安装反力分配梁、千斤顶和吊杆，形成吊挂系统，打开铰接式牛腿并通过千斤顶顶升，使内支撑下放至设计标高；
c4：通过十根圆钢吊挂固定内支撑，圆钢的一端与内支撑一侧的销轴连接，另一端通过钢板焊接固定在钢板桩的凹槽内；
c5：重复上述步骤c1、c2、c3、c4，依次完成河床上方的三道内支撑。
通过上述技术方案，能够提高内支撑安装的效率，由于内支撑采用预制，因此，在安装的过程中，只需将其吊装至水下设计标高即可，操作简单、方便施工。
本发明进一步设置为：所述s6中还包括：
c6：通过潜水员水下测量围堰与内支撑之间每处的空隙宽度，加工超垫块并将其安装至空隙处，保证内支撑与围堰紧贴。
通过上述技术方案，超垫块的设置，用于提高内支撑安装后的稳定性。
本发明进一步设置为：所述s7中包括以下施工步骤：
d1：关闭连通阀；
d2：通过水泵将围堰内的水抽出；
d3：通过吸泥机将围堰底部的泥吸出并进行基坑开挖，直到开挖至第四道内支撑标高并对其进行安装，然后继续抽水吸泥、开挖基坑至设计基底；
d4：向围堰内部回填砂石进行找平并夯实。
通过上述技术方案，回填砂石的设置，用于提高河床的平整度。
本发明进一步设置为：所述s8中包括以下施工步骤：
e1：泵送浇筑封底混凝土；
e2：待封底混凝土强度达到标准后，铺设防水卷材；
e3：在防水卷材上泵送浇筑第二层封底混凝土。
通过上述技术方案，防水卷材的设置，用于提高基底防渗的功能；两层封底混凝土的设置，用于对基底进行加固，提高其施工过程中的承载力。
本发明进一步设置为：所述s9中包括以下施工步骤：
f1：拆除第四道内支撑，进行承台墩身施工；
f2：在承台与钢板桩之间回填碎石，浇筑混凝土与承台面相平，拆除第三道内支撑；
f3：在围堰内注水至第二道内支撑一下50cm处，拆除第二道内支撑；
f4：打开连通阀，在低潮位期间，拆除第一道内支撑并拔出钢板桩。
通过上述技术方案，在低潮位期间拆除第一道内支撑和钢板桩，用于降低拆除风险，提高施工安全。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、本发明采用先支撑后开挖的方式，减小了开挖时围堰由于受力不均而出现变形的可能性，同时，三道内支撑的设置，大大提高了围堰的稳定性和受力能力，降低了开挖难度，由于内支撑水下整体下放，因此，大大缩短了开挖周期，提高了施工效率，而连通阀的设置，保证了围堰内外水位一致，有效的解决了涨落潮时围堰由于内外压力差而影响施工的问题；
2、通过试验的设置，用于剔除或修正不符合要求的钢板桩，保证施工要求；
3、止水带的设置，用于提高围堰的密封性，降低河水渗入围堰内的可能性；
4、防水卷材的设置，用于提高基底防渗的功能；两层封底混凝土的设置，用于对基底进行加固，提高其施工过程中的承载力。
具体实施方式
为本发明公开的一种钢板桩围堰施工方法，包括以下施工步骤：
s1：施工前的准备工作；s2：定位测量；s3：导向架施工；s4：钢板桩施工；s5：拆除导向架；s6：内支撑施工；s7：抽水吸泥、开挖基坑；s8：水下封底施工；s9：围堰拆除。
其中，s1中包括以下具体施工步骤：
a1：根据水位和地质条件确定钢板桩的结构参数，根据承台的尺寸和所需操作的空间确定钢板桩围堰的整体尺寸，并预留出足够的钢板桩；
a2：钢板桩的规格确定后，开始预制钢板桩，预制时，采用同类型钢板桩，先通过坡口焊进行接长，然后再在两钢板桩的连接处焊接加固板进行加固，从而提高钢板桩结构的稳定性和牢靠性保证施工质量；
a3：检查作业，对钢板桩进行变形检查、表面检查、分类和编号，检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm，同时在施工前，对两侧锁口用一块同型号长2-3m的短桩作通过试验，以2-3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉，最大牵引力≤kn，若锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯缺陷时，采用冷弯，热敲（温度不超过800~1000℃），焊补、铆补、割除或接长的方法加以整修；
a4：清理河床，排除前期施工过程中掉入河内的铁件，避免给后期钢板桩围堰带来的困难，从而提高后期的施工进度。
在步骤s2中，根据围堰的设计尺寸，对围堰的四个角点准确测量，通过打桩作为基准，并在四根桩的外侧围设柔性标线，以便工作人员能够根据标线准确施工，降低了施工难度。
在步骤s3中，根据施工图纸安装钢护筒，安装的过程中需保证钢护筒的垂直度，安装完毕后，在钢护筒的外壁上焊接一体式牛腿作为支撑，通过横梁或三角板将导向架焊接固定在一体式牛腿上，导向架采用预制或现场拼装，导向架上的双层围囹的径向宽度大于钢板桩插入宽度的8-10mm，以便工作人员能够准确的将钢板桩插入。
s4中包括以下具体施工步骤：
b1：在每块钢板桩的锁口处涂刷黄油，减少插打时的摩擦力，从而提高安装精度和施工效率；
b2：通过高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，并依次插入已就位的钢板桩锁扣中；
b3：以3-5块钢板桩为一组，通过吊装设备和液压震动锤分两流水段逐组插打到底，插打的过程中，先插打上游中间位置的钢板桩，然后向两侧插打，最终在下游合拢，形成由若干钢板桩组成的矩形围堰，施工过程中，通过多次测垂的方式保证钢板桩的垂直度；围堰安装完毕后，在围堰侧壁上安装连通阀，其可采用预制，用于保证涨落潮时围堰内外的水压一致，从而降低围堰由于受力不均而出现变形的可能性；
b4：在相邻钢板桩的锁扣处粘接止水带，用于保证钢板桩围堰的不透水性，提高了施工的安全性。
在步骤s5中，为了给后续的施工提供操作空间，拆除导向架，拆除的顺序与安装的顺序相反。
s6中包括以下具体施工步骤：
c1：安装铰接式牛腿，其包括上牛腿和下牛腿，两者的一端分别通过固定板与钢板桩焊接，另一端通过插销相互连接，上牛腿、下牛腿与固定板之间为铰接，取下插销后，上牛腿和下牛腿可嵌入钢板桩的凹槽内；
c2：内支撑采用预制，通过吊装设备吊装至铰接式牛腿上；
c3：利用钢护筒作为支撑分别安装反力分配梁、千斤顶和吊杆，形成吊挂系统，打开铰接式牛腿并通过千斤顶顶升，使内支撑下放至设计标高；
c4：通过十根圆钢吊挂固定内支撑，圆钢的一端与内支撑一侧的销轴连接，另一端通过钢板焊接固定在钢板桩的凹槽内；
c5：重复上述步骤c1、c2、c3、c4，依次完成河床上方的三道内支撑。
c6：通过潜水员水下测量围堰与内支撑之间每处的空隙宽度，加工超垫块并将其安装至空隙处，保证内支撑与围堰紧贴，提高内支撑安装后的稳定性。
s7中包括以下具体施工步骤：
d1：关闭连通阀，使围堰内与外界断开；
d2：通过水泵将围堰内的水抽出；
d3：通过吸泥机将围堰底部的泥吸出并进行基坑开挖，直到开挖至第四道内支撑标高并对其进行安装，然后继续抽水吸泥、开挖基坑至设计基底；
d4：向围堰内部回填砂石进行找平并夯实，用于提高河床的平整度。
s8中包括以下具体施工步骤：
e1：泵送浇筑封底混凝土；
e2：待封底混凝土强度达到标准后，铺设防水卷材；
e3：在防水卷材上泵送浇筑第二层封底混凝土，进行二次加固和加厚，提高基底的稳定性和承载能力。
s9中包括以下具体施工步骤：
f1：基底作业完成后，拆除第四道内支撑，进行承台墩身施工；
f2：在承台与钢板桩之间回填碎石，并浇筑混凝土与承台面相平，然后拆除第三道内支撑；
f3：在围堰内注水至第二道内支撑一下50cm处，拆除第二道内支撑；
f4：打开连通阀，在低潮位期间，拆除第一道内支撑并拔出钢板桩，回收至指定区域，完成施工。
本发明采用先支撑后开挖的方式，减小了开挖时围堰由于受力不均而出现变形的可能性，同时，三道内支撑的设置，大大提高了围堰的稳定性和受力能力，降低了开挖难度，由于内支撑水下整体下放，因此，大大缩短了开挖周期，提高了施工效率，而连通阀的设置，保证了围堰内外水位一致，有效的解决了涨落潮时围堰由于内外压力差而影响施工的问题。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。