在河堤改造工程中,擋水墻切割是拆除舊墻體、調(diào)整結(jié)構(gòu)布局或進(jìn)行加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于擋水墻直接關(guān)系到防洪安全,且常處于臨水或地下水位高的環(huán)境,施工需兼顧結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、防水性及環(huán)保要求。以下從技術(shù)方案、施工流程到安全管控進(jìn)行詳細(xì)梳理:
一、工程背景與應(yīng)用場(chǎng)景
常見施工需求
墻體拆除重建:對(duì)老舊破損、防洪標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)的擋水墻進(jìn)行整體或局部拆除(如漿砌石墻裂縫寬度>10mm、混凝土墻露筋面積>1㎡)。
結(jié)構(gòu)改造:切割墻體增設(shè)排水孔、檢修通道,或?yàn)樾路篮樵O(shè)施(如閘門、防洪閘)預(yù)留安裝空間。
加固銜接:拆除部分墻體以植入錨桿、注漿加固,或與新建擋水墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。
核心規(guī)范依據(jù)
《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286):明確擋水墻拆除后臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求(安全系數(shù)≥1.3)。
《水利水電工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程》(SL 398):臨水作業(yè)需設(shè)置救生設(shè)備(如救生圈、救生衣),水深>2m 時(shí)配備潛水員監(jiān)測(cè)。
《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201):切割后新建擋水墻的防洪能力需滿足流域防洪規(guī)劃要求。
二、擋水墻結(jié)構(gòu)特性與施工難點(diǎn)
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
材料多樣性:常見混凝土(厚度 0.8-2m)、漿砌石(塊石粒徑≥300mm)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),部分墻體含防滲筋(如橡膠止水帶、鋼板止水片)。
復(fù)雜受力環(huán)境:承受水壓力、土壓力及滲透力,切割時(shí)易因應(yīng)力失衡引發(fā)坍塌(如臨水側(cè)墻體失穩(wěn))。
水下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn):若擋水墻底部位于河床以下,需處理滲水、流沙或淤泥層,增加施工難度。
關(guān)鍵挑戰(zhàn)
防水防塌:切割過程中需防止河水倒灌或墻體垮塌,危及施工人員及周邊堤岸安全。
環(huán)保要求:避免切割碎屑、泥漿污染水體(如河道懸浮物濃度超標(biāo)),需嚴(yán)格控制廢棄物排放。
臨時(shí)支撐設(shè)計(jì):拆除部分墻體后,需確保剩余結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(如采用鋼板樁、鋼管支撐臨時(shí)支護(hù))。
三、施工技術(shù)要點(diǎn)
1. 前期準(zhǔn)備與方案設(shè)計(jì)
地質(zhì)與結(jié)構(gòu)勘查
通過地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)墻體內(nèi)部空洞、裂縫,用超聲波檢測(cè)儀確定混凝土強(qiáng)度分布;對(duì)漿砌石墻需檢查灰縫飽滿度(<80% 時(shí)需加固)。
測(cè)量墻體臨水側(cè)水位變化,制定 “低水位施工” 方案(如利用枯水期作業(yè),或通過圍堰、排水泵降低水位)。
切割方案制定
設(shè)備選型:
混凝土 / 鋼筋混凝土墻(厚度>1m):優(yōu)先采用金剛石繩鋸(切割深度不受限),搭配液壓泵站(壓力≥40MPa)。
漿砌石墻:用液壓破碎鉗(破碎力≥1500kN)或鏈鋸(切割效率高),輔以人工鑿除松動(dòng)石塊。
支撐與排水設(shè)計(jì):
切割前在墻體兩側(cè)設(shè)置鋼板樁圍堰(入土深度≥2m),并安裝輕型井點(diǎn)降水設(shè)備(水位降至切割面以下 0.5m)。
對(duì)需保留的墻體部分,用型鋼支架(間距≤1.5m)進(jìn)行臨時(shí)支撐,支架頂部與墻體間墊橡膠板減震。
2. 施工流程(以混凝土擋水墻拆除為例)
安全防護(hù)與導(dǎo)流
在作業(yè)區(qū)域上下游 50m 設(shè)置警示浮標(biāo)及防護(hù)網(wǎng),配備救生艇及應(yīng)急照明(夜間照度≥150lux)。
若需導(dǎo)流,開挖臨時(shí)排水溝(斷面尺寸≥1m×1m),安裝排水泵(排水量≥50m3/h)。
切割與破碎
繩鋸切割:
沿切割線鉆 Φ50mm 導(dǎo)向孔(間距 300mm),穿入金剛石繩鋸,以 0.3-0.5m/min 速度切割,冷卻水流量≥20L/min。
對(duì)含止水帶的墻體,先人工鑿除止水帶兩側(cè)混凝土,暴露止水帶后用氧乙炔切割分離。
破碎清運(yùn):
切割塊體用液壓破碎錘破碎至≤0.5m3,裝載機(jī)配合自卸車運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)(距河道≥200m)。
破碎過程中噴灑抑塵劑(水霧粒徑≤80μm),防止粉塵污染。
基礎(chǔ)處理與銜接
清理切割面松散混凝土,露出新鮮骨料,用高壓水槍沖洗(壓力≥15MPa)。
若新建擋水墻需與舊墻連接,在切割面植入鋼筋(植筋深度≥15d,d 為鋼筋直徑),涂抹環(huán)氧樹脂膠(粘結(jié)強(qiáng)度≥30MPa)。
3. 特殊場(chǎng)景處理
水下墻體切割
采用遙控式金剛石繩鋸機(jī),潛水員配合定位(潛水深度≤10m),切割時(shí)通過水面監(jiān)控設(shè)備(如水下攝像機(jī))實(shí)時(shí)觀測(cè),切割塊體用浮吊船吊運(yùn)。
抗震加固切割
對(duì)需加固的擋水墻,切割前進(jìn)行錨桿預(yù)張拉(預(yù)應(yīng)力≥設(shè)計(jì)值的 80%),切割時(shí)避免損傷錨桿,切割后立即澆筑微膨脹混凝土(強(qiáng)度等級(jí)≥C35)。
四、安全與質(zhì)量管控
結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)
切割過程中用全站儀監(jiān)測(cè)墻體位移(每日變化量>3mm 時(shí)立即停工),在支撐結(jié)構(gòu)上安裝應(yīng)力傳感器(超限報(bào)警值為設(shè)計(jì)承載力的 80%)。
拆除部分墻體后,對(duì)剩余墻體進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算(抗傾覆安全系數(shù)≥1.2)。
防水與環(huán)保措施
在切割區(qū)域下游設(shè)置沉淀池(容積≥50m3),泥漿經(jīng)絮凝沉淀處理(添加聚丙烯酰胺)后達(dá)標(biāo)排放(懸浮物≤50mg/L)。
切割碎屑分類處理:混凝土塊破碎后用作堤頂?shù)缆坊鶎庸橇?,金屬材料回收(回收率?0%)。
質(zhì)量驗(yàn)收
切割面平整度誤差≤10mm/m,垂直度偏差≤2°,接縫處無松動(dòng)石塊或蜂窩麻面。
新建擋水墻與舊墻連接部位進(jìn)行滲水試驗(yàn)(24 小時(shí)滲漏量≤0.05L/㎡)。
五、效率與應(yīng)急方案
快速施工技術(shù):采用 “分段跳切” 法(每段長(zhǎng) 3-5m,間隔作業(yè)),搭配多臺(tái)繩鋸機(jī)同時(shí)施工,日拆除量可達(dá) 30-50m3。
應(yīng)急預(yù)案:
洪水預(yù)警:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位,超過警戒水位 1m 時(shí)立即撤離設(shè)備,用沙袋臨時(shí)封堵切割缺口。
支撐失穩(wěn):配備備用鋼支撐(數(shù)量≥總用量 20%),發(fā)生傾斜時(shí)迅速加固或回填砂土反壓。
河堤改造擋水墻切割工程需以 “防洪安全” 為核心,通過精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)評(píng)估、可靠的臨時(shí)支撐及環(huán)保施工技術(shù),確保施工期間河道安全與生態(tài)保護(hù)。建議采用 “動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) + 信息化管理” 模式,實(shí)時(shí)反饋施工數(shù)據(jù),及時(shí)調(diào)整方案,最終實(shí)現(xiàn)高效、安全、環(huán)保的改造目標(biāo)