航道工程创新综合型围堰施工

王岩

上海城投航道建设有限公司 上海 200441

1 工程概况

平申线航道（上海段）整治工程（一期）施工中的临时围堰，非标的围堰有圆木桩，槽钢以及1350管桩围堰，这种类型的围堰是无法将水和土体完全隔离，需要在围堰内回填土前先要内衬竹篱笆格栅及土工布来进行挡土挡水补强整体性能。围堰施工完成后在使用过程中因船行波冲刷、水流以及水下暗流等因素影响，很快造成围堰内土体流失造成围堰整体受力不均衡。围堰内外水位高差较大，堰体内产生管涌时，泥水瞬间冲进围堰内所造成的财产损失是小，更严重的风险是造成人员损伤是无法返回。围堰倒塌或施工完毕后拆除都无法确保竹篱笆格栅及土工布完全清理，部分流入河道航道水域中。篱笆格栅会造成水域污染，其中更为严重的是土工布柔性半漂浮物的状态残留在河道航道，过往船舶动力推进器螺旋桨绞入土工布，必会造成船只突然失去动力，船舶一旦失去动力在航道中间漂泊，不仅自身处于危险的境地，同时也对过往船舶的航行安全造成影响（简称非标围堰见图1）。

图1 非标围堰断面图

在2016年下半年接金山区航务管理所（金山区地方海事处）紧急通知，召开航务安全紧急会议内容是：“执法人员在巡查航道动态情况时发现大泖港下游一艘正常航行的船舶突然失去动力（此处为平申线航道项目施工范围以外下游不到一公里处）。经海事执法人员现场排查分析，船只失去动力原因系土工布绞入船只动力螺旋桨后造成航行船只失去动力，因航道水域宽阔、所处弯道、航行方向由北至南弯道外圈，当失去动力后惯性作用向外圈漂泊至岸边搁浅，未影响其它船舶的航行安全。海事在航道巡查近期多次发现土工布在航道中漂浮，望平申线航道项目部施工单位加以重视，优化施工方案杜绝土工布在航道水域使用。

2017年9月份掘石港（朱泾镇区段）综合整治工程正式拉开序幕。该项目2017年3月21日工可批复、2017年8月24日初设批复，2017年7月份完成招投标的工作（该项目属于设计、勘察、施工一体化招标），2017年10月份全线开工。

项目总投资52679.99万元，其中：工程费用23964.58万元，工程建设其他费用2741.68万元，预备费1548.33万元，前期工程费24425.40万元（其中管线搬迁费4260.39万元），掘石港（朱泾镇区段）综合整治工程为提高区域防洪能力，保障地区防汛安全，促进地区环境综合整治，推进经济社会持续发展。主要建设内容为新建堤防5.5km；新建防汛通道及引道6.5km；种植绿化面积2.54万m2；新改建朱泾市河桥、北腰浜河桥、新新河桥、后桥江桥、新风河闸桥等支流河口桥5座；新建后桥江西泵闸、胜利中心河东泵闸、新新河西泵闸、北腰浜节制闸、新风河泵闸等支流河口闸5座(4做泵闸、1座节制闸)；新建民主7组和南腰浜支河涵管2座。

2 施工技术

2.1 措施

(1) 必须使用拉伸钢板桩作为挡土密封材料，所用其它材料需满足相应国家标准。

(2) 钢管的入土深度、布置间距、对拉螺杆的规格型号及布置间距需根据工程所在地的地质、水文以及其它工况条件计算而定。其中钢管直径不小于165mm，壁厚不小于4.5mm；钢管入土深度与原泥面以上的长度之比不小于1.5。

(3) 感潮河段围堰宽度不小于3.0m，闸控河段围堰宽度不小于2.5m。

(4) 围堰顶高程不低于工程所在地防汛标高，围堰内填土需一次到位至防汛标高。围堰顶部应采取必要的措施防止回填土流失[1]。

(5) 拉伸钢板桩入土深度不小于1.0m，拉伸钢板桩严禁出现不联锁现象。

(6) 围堰内侧与结构外边线的水平距离不应小于2.0m。

2.2 方案

(1) 围堰施工前需编制专项施工方案，方案需附有围堰稳定的详细计算数据。方案经施工单位技术负责人审核，总监理工程批准后实施。有评审要求时，施工单位需组织相关专家进行评审。

(2) 综合型围堰平面、断面设计原则需按图2和图3进行。

图2 综合型围堰设计平面图

图3 综合型围堰设计段面图

(3) 临时围堰应严格按照已批准的专项施工方案进行施工。

(4) 结构施工过程中，施工单位需委派专人定期对临时围堰进行巡视检查。临时围堰上应悬挂必要的安全警示标语。

(5) 围堰拆除时应将所有材料全部清理上岸，严禁随意将材料、构配件遗留在航道以内。

2.3 方案优化创新

此项目采用了2km标准化围堰，还是一句老话项目施工是一个不断的学习和优化，也同时是不断发现缺陷和错误的过程，在过程中总结出经验和教训。在标准化围堰的基础上继续不断地探索、发现以及创新，优化原有方案再次创新综合型围堰。

在此时项目实施已进入尾声，但我指挥部也未轻视此事件，同时组织了设计单位、监理单位以及参建各施工总承包单位对此事件的分析及优化，提出合理化建议及可行性的施工优化方案。经指挥部牵头、设计单位的支撑及各施工参建单位的配合，历经三个多月的时间，我指挥部对市场材料供应、设备的选型以及施工成本等多元化的调研实地考察，多次进行方案修正、反复调整、科学模拟并经过设计单位演算拟定了以下初稿（全U型拉森钢板桩临时围堰）：标准化围堰断面设计原则需按图4进行。

图4 标准化围堰设计平面图

(1) 必须使用拉伸钢板桩作为挡土密封材料，所用其它材料需满足相应国家标准。

(2) 钢管的布置间距、型钢的规格型号及布置间距需根据工程所在地的地质、水文以及其它工况条件计算而定。其中钢管直径不小于165mm，壁厚不小于4.5mm。

(3) 感潮河段围堰宽度不大于10m，闸控河段围堰宽度不大于15m。

(4) 综合型围堰顶高程不低于工程所在地防汛标高，围堰内挖土需要分层进行开挖至坑底标高。围堰顶部支撑体系必须紧密贴敷连接，为避免围堰施工过程中产生虚接以及在基坑使用过程中变形造成隐患，需要在关键部位布置监控。

(5) 综合型围堰拉伸钢板桩严禁出现不联锁现象。(6) 围堰内侧与结构边线的水平距离不应小于2.0m。

2.4 主要适用的工程范围包括以下内容：

(1) 根据设计代表船型，计算平申线航道底宽为50m和60m，底标高均为-2.0m，为了满足驳岸稳定性要求，实施护岸新建工程，根据现有航道的实际情况，在顺直段采用A型低桩承台结构，在冲刷段及弯道凹岸段采用B型钢板桩无锚板桩结构；

(2) 为满足航道管理和临时停靠的需要，在部分航段设置临时候泊区和靠船墙，主要布置在朱泾检查站上下游附近；

(3) 前面所述护岸工程主要采用了三类桩型（A、B）和靠船墙结构，设计最低通航水位标高为1.78m，设计最高通航水位标高为3.80m，A类桩型及靠船墙属于低桩承台，承台低标高为0.00m，需要设置临时围堰方可进行桩基础施工以及承台施工，B类桩型因前排钢板桩成桩后的顶标高为3.80m，可以不用设置临时围堰方可进行钢板桩成桩和桩基础施工以及承台施工。

表1 主要护岸结构对比表

A型、B型低桩承台属于传统结构：

综合型围堰施工前需编制专项施工方案，方案需附有围堰稳定的详细计算数据。方案经施工单位技术负责人审核，总监理工程批准后实施。有评审要求时，施工单位需组织相关专家进行评审。综合型围堰应严格按照已批准的专项施工方案进行施工。 结构施工过程中，施工单位需委派专人定期对临时围堰进行巡视检查。综合型围堰上应悬挂必要的安全警示标语。综合型围堰拆除时应将所有材料全部清理上岸，严禁随意将材料、构配件遗留在基坑内[3]。

3 模拟拼装及应用

图5 模拟拼装及实际应用

4 结语

戛然而止平申线航道（上海段）整治工程（一期）项目主体工程已经全线完工。综上所述总结了该项目在建设过程中的经验和不足，为后续项目建设管理奠定坚实基础。

航道项目施工是一个不断的学习和优化，也同时是不断发现缺陷和错误的过程，在过程中总结出经验和教训，为以后的管理工作搭建一个更加稳健的平台。