航道工程創新綜合型圍堰施工

王巖

上海城投航道建設有限公司 上海 200441

1 工程概況

平申線航道（上海段）整治工程（一期）施工中的臨時圍堰，非標的圍堰有圓木樁，槽鋼以及1350管樁圍堰，這種類型的圍堰是無法將水和土體完全隔離，需要在圍堰內回填土前先要內襯竹籬笆格柵及土工布來進行擋土擋水補強整體性能。圍堰施工完成后在使用過程中因船行波沖刷、水流以及水下暗流等因素影響，很快造成圍堰內土體流失造成圍堰整體受力不均衡。圍堰內外水位高差較大，堰體內產生管涌時，泥水瞬間沖進圍堰內所造成的財產損失是小，更嚴重的風險是造成人員損傷是無法返回。圍堰倒塌或施工完畢后拆除都無法確保竹籬笆格柵及土工布完全清理，部分流入河道航道水域中。籬笆格柵會造成水域污染，其中更為嚴重的是土工布柔性半漂浮物的狀態殘留在河道航道，過往船舶動力推進器螺旋槳絞入土工布，必會造成船只突然失去動力，船舶一旦失去動力在航道中間漂泊，不僅自身處于危險的境地，同時也對過往船舶的航行安全造成影響（簡稱非標圍堰見圖1）。

圖1 非標圍堰斷面圖

在2016年下半年接金山區航務管理所（金山區地方海事處）緊急通知，召開航務安全緊急會議內容是：“執法人員在巡查航道動態情況時發現大泖港下游一艘正常航行的船舶突然失去動力（此處為平申線航道項目施工范圍以外下游不到一公里處）。經海事執法人員現場排查分析，船只失去動力原因系土工布絞入船只動力螺旋槳后造成航行船只失去動力，因航道水域寬闊、所處彎道、航行方向由北至南彎道外圈，當失去動力后慣性作用向外圈漂泊至岸邊擱淺，未影響其它船舶的航行安全。海事在航道巡查近期多次發現土工布在航道中漂浮，望平申線航道項目部施工單位加以重視，優化施工方案杜絕土工布在航道水域使用。

2017年9月份掘石港（朱涇鎮區段）綜合整治工程正式拉開序幕。該項目2017年3月21日工可批復、2017年8月24日初設批復，2017年7月份完成招投標的工作（該項目屬于設計、勘察、施工一體化招標），2017年10月份全線開工。

項目總投資52679.99萬元，其中：工程費用23964.58萬元，工程建設其他費用2741.68萬元，預備費1548.33萬元，前期工程費24425.40萬元（其中管線搬遷費4260.39萬元），掘石港（朱涇鎮區段）綜合整治工程為提高區域防洪能力，保障地區防汛安全，促進地區環境綜合整治，推進經濟社會持續發展。主要建設內容為新建堤防5.5km；新建防汛通道及引道6.5km；種植綠化面積2.54萬m2；新改建朱涇市河橋、北腰浜河橋、新新河橋、后橋江橋、新風河閘橋等支流河口橋5座；新建后橋江西泵閘、勝利中心河東泵閘、新新河西泵閘、北腰浜節制閘、新風河泵閘等支流河口閘5座(4做泵閘、1座節制閘)；新建民主7組和南腰浜支河涵管2座。

2 施工技術

2.1 措施

(1) 必須使用拉伸鋼板樁作為擋土密封材料，所用其它材料需滿足相應國家標準。

(2) 鋼管的入土深度、布置間距、對拉螺桿的規格型號及布置間距需根據工程所在地的地質、水文以及其它工況條件計算而定。其中鋼管直徑不小于165mm，壁厚不小于4.5mm；鋼管入土深度與原泥面以上的長度之比不小于1.5。

(3) 感潮河段圍堰寬度不小于3.0m，閘控河段圍堰寬度不小于2.5m。

(4) 圍堰頂高程不低于工程所在地防汛標高，圍堰內填土需一次到位至防汛標高。圍堰頂部應采取必要的措施防止回填土流失[1]。

(5) 拉伸鋼板樁入土深度不小于1.0m，拉伸鋼板樁嚴禁出現不聯鎖現象。

(6) 圍堰內側與結構外邊線的水平距離不應小于2.0m。

2.2 方案

(1) 圍堰施工前需編制專項施工方案，方案需附有圍堰穩定的詳細計算數據。方案經施工單位技術負責人審核，總監理工程批準后實施。有評審要求時，施工單位需組織相關專家進行評審。

(2) 綜合型圍堰平面、斷面設計原則需按圖2和圖3進行。

圖2 綜合型圍堰設計平面圖

圖3 綜合型圍堰設計段面圖

(3) 臨時圍堰應嚴格按照已批準的專項施工方案進行施工。

(4) 結構施工過程中，施工單位需委派專人定期對臨時圍堰進行巡視檢查。臨時圍堰上應懸掛必要的安全警示標語。

(5) 圍堰拆除時應將所有材料全部清理上岸，嚴禁隨意將材料、構配件遺留在航道以內。

2.3 方案優化創新

此項目采用了2km標準化圍堰，還是一句老話項目施工是一個不斷的學習和優化，也同時是不斷發現缺陷和錯誤的過程，在過程中總結出經驗和教訓。在標準化圍堰的基礎上繼續不斷地探索、發現以及創新，優化原有方案再次創新綜合型圍堰。

在此時項目實施已進入尾聲，但我指揮部也未輕視此事件，同時組織了設計單位、監理單位以及參建各施工總承包單位對此事件的分析及優化，提出合理化建議及可行性的施工優化方案。經指揮部牽頭、設計單位的支撐及各施工參建單位的配合，歷經三個多月的時間，我指揮部對市場材料供應、設備的選型以及施工成本等多元化的調研實地考察，多次進行方案修正、反復調整、科學模擬并經過設計單位演算擬定了以下初稿（全U型拉森鋼板樁臨時圍堰）：標準化圍堰斷面設計原則需按圖4進行。

圖4 標準化圍堰設計平面圖

(1) 必須使用拉伸鋼板樁作為擋土密封材料，所用其它材料需滿足相應國家標準。

(2) 鋼管的布置間距、型鋼的規格型號及布置間距需根據工程所在地的地質、水文以及其它工況條件計算而定。其中鋼管直徑不小于165mm，壁厚不小于4.5mm。

(3) 感潮河段圍堰寬度不大于10m，閘控河段圍堰寬度不大于15m。

(4) 綜合型圍堰頂高程不低于工程所在地防汛標高，圍堰內挖土需要分層進行開挖至坑底標高。圍堰頂部支撐體系必須緊密貼敷連接，為避免圍堰施工過程中產生虛接以及在基坑使用過程中變形造成隱患，需要在關鍵部位布置監控。

(5) 綜合型圍堰拉伸鋼板樁嚴禁出現不聯鎖現象。(6) 圍堰內側與結構邊線的水平距離不應小于2.0m。

2.4 主要適用的工程范圍包括以下內容：

(1) 根據設計代表船型，計算平申線航道底寬為50m和60m，底標高均為-2.0m，為了滿足駁岸穩定性要求，實施護岸新建工程，根據現有航道的實際情況，在順直段采用A型低樁承臺結構，在沖刷段及彎道凹岸段采用B型鋼板樁無錨板樁結構；

(2) 為滿足航道管理和臨時停靠的需要，在部分航段設置臨時候泊區和靠船墻，主要布置在朱涇檢查站上下游附近；

(3) 前面所述護岸工程主要采用了三類樁型（A、B）和靠船墻結構，設計最低通航水位標高為1.78m，設計最高通航水位標高為3.80m，A類樁型及靠船墻屬于低樁承臺，承臺低標高為0.00m，需要設置臨時圍堰方可進行樁基礎施工以及承臺施工，B類樁型因前排鋼板樁成樁后的頂標高為3.80m，可以不用設置臨時圍堰方可進行鋼板樁成樁和樁基礎施工以及承臺施工。

表1 主要護岸結構對比表

A型、B型低樁承臺屬于傳統結構：

綜合型圍堰施工前需編制專項施工方案，方案需附有圍堰穩定的詳細計算數據。方案經施工單位技術負責人審核，總監理工程批準后實施。有評審要求時，施工單位需組織相關專家進行評審。綜合型圍堰應嚴格按照已批準的專項施工方案進行施工。 結構施工過程中，施工單位需委派專人定期對臨時圍堰進行巡視檢查。綜合型圍堰上應懸掛必要的安全警示標語。綜合型圍堰拆除時應將所有材料全部清理上岸，嚴禁隨意將材料、構配件遺留在基坑內[3]。

3 模擬拼裝及應用

圖5 模擬拼裝及實際應用

4 結語

戛然而止平申線航道（上海段）整治工程（一期）項目主體工程已經全線完工。綜上所述總結了該項目在建設過程中的經驗和不足，為后續項目建設管理奠定堅實基礎。

航道項目施工是一個不斷的學習和優化，也同時是不斷發現缺陷和錯誤的過程，在過程中總結出經驗和教訓，為以后的管理工作搭建一個更加穩健的平臺。