船閘支護施工方案研究

羅新斌 李美娛

摘 要：本文對該改造項目實施過程中的支護施工方案進行研究，計算老閘墩支護穩定性，設計支護施工程序，闡述老閘墩支護施工的注意事項、施工監測情況和支護質量保障措施，希望能為同類船閘施工改建項目支護施工問題提供參考。

關鍵詞：船閘施工 支護施工 穩定性

1.項目概況

浙北平原內河三級航道，對某航運樞紐工程進行改擴建，本次改建工程要保留2#船閘及其控制樓，拆除原1#船閘，原址新建1000DWT船閘。施工期間必須確保2#船閘及其控制樓的安全，保證2#船閘正常運行和通航，保證閘頂交通橋的正常通行，并保證高水頭下新建船閘的基坑開挖和基礎施工安全，為此，必須對2#老閘進行支護

2.老閘墩支護穩定性計算

老閘墩底板挖除后保留結構對其穩定性進行復核，主要計算其抗滑及抗傾穩定性，具體如圖1。

第1種情況：一般情況

[土壓力計算]計算高度為 9.500（m）處的庫侖主動土壓力

地下水作用力及合力作用點坐標（相對于墻面坡上角點），見表1。

（1）滑動穩定性驗算

作用于基礎底的總豎向力= 471.424（kN）作用于墻趾下點的總彎矩=222.012（kN-m）

基礎底面合力作用點距離墻趾點的距離Zn=0.471（m）

基礎底壓應力：墻趾=667.355 凸榫前沿=667.355 墻踵=0.000（kPa）

凸榫前沿被動土壓力=3889.628（kPa）

滑移力=161.114（kN）

抗滑力= 188.570（kN）

滑移驗算不滿足：

Kc=1.170<= 1.300

（2）傾覆穩定性驗算

傾覆力矩= 456.489（kN-m）

抗傾覆力矩= 678.501（kN-m）

傾覆驗算不滿足：

K0 = 1.486 <= 1.500

根據上述計算，老閘墩底板挖除后保留結構抗滑及抗傾穩定均不能滿足要求，因此施工時需要進行臨時加固處理。支護方案為對原右側通航孔的右側閘墩及翼墻進行鋼板樁加固，底板分段施工，并盡量減少基坑暴露時間，施工縫按相應施工技術規范要求執行。

3.支護施工程序設計

3.1一期支護

一期暫時保留老閘門及老底板作為支護，底板部位鑿除閘門下游側的一期開挖部分。具備施工條件的防護鋼板樁施工，底板鑿出部位的鋼板樁加固，翼墻前聯系梁及支撐結構澆筑。然后進行底板樁（一期樁基施工）施工，底板樁施工時要求底板及下游老消力池挖除部分回填粘土，厚度1.5m左右（-2.84m高程），可根據樁基施工需要進行適當調整。

進行一期支護，其中閘門下游側的老閘室部分鋼板樁頂部兩根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管做水平支撐，中間采用H型鋼做豎向支撐；底部兩根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管做水平支撐。老翼墻部分中部翼墻墻面采用圍檁加固，底部兩根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管做水平支撐，頂部兩根外徑406mm，壁厚10mm支撐鋼管做斜向支撐。

一期范圍開挖至設計基礎面-6.49m，并在基坑底部鋼板樁貼近地面位置布置最底部水平支撐，兩根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管，然后澆筑一期底板。

3.2二期支護

二期拆除老閘門上游的老底板，具備施工條件的防護鋼板樁施工，底板鑿出部位的鋼板樁加固。然后進行底板樁（一期樁基施工）施工，底板樁施工時要求底板挖除部分回填粘土，厚度1.5m左右（-2.84m高程）。可根據樁基施工需要進行適當調整。

進行二期支護，其中閘門上游側的老閘室部分鋼板樁頂部兩根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管做水平支撐，中間采用H型鋼做豎向支撐；底部兩根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管做水平支撐。

二期范圍開挖至設計基礎面-6.49m，并在基坑底部鋼板樁貼近地面位置布置最底部水平支撐，兩根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管。然后澆筑二期底板。

3.3三期支護

三期拆除老閘門及其老底板，具備施工條件的防護鋼板樁施工，底板鑿出部位的鋼板樁加固。然后進行底板樁（一期樁基施工）施工，底板樁施工時要求底板挖除部分回填粘土，厚度1.5m左右（-2.84m高程）。可根據樁基施工需要進行適當調整。

進行三期支護，其中閘門上游側的老閘室部分鋼板樁頂部一根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管做水平支撐，中間采用H型鋼做豎向支撐；底部一根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管做水平支撐。

三期范圍開挖至設計基礎面-6.49m，并在基坑底部鋼板樁貼近地面位置布置最底部水平支撐，一根外徑609mm，壁厚14mm支撐鋼管。然后澆筑三期底板。

4.老閘墩支護施工注意事項

老節制閘間閘墩作為右岸老閘墩支護對撐結構的依靠，在前期不拆除，保留該老閘墩。考慮到右岸老閘墩支護傳力需要，原狀三孔舊閘底板在支護完成前不全部拆除。底板澆筑完成并達到一定強度后方可拆除底部支撐，在先期新閘墩混凝土達到一定強度后方可拆除頂部支撐。

分期澆筑底板時，必須注意預留鋼筋的長度，保證與后期鋼筋連接的長度及接頭錯開位置滿足規范要求。底板、墩身施工時必須注意各種埋件的位置滿足規范要求。老閘墩支護施工期間在支撐的老閘墩頂面、右岸上下游老翼墻頂面、2#船閘控制樓等處設置沉降、位移監測點，定期或不定期監測，及時做好監測記錄。

5.老閘墩支護施工監測

5.1主要監測項目

支護結構老閘墩的沉降、位移監測；支護過程中右岸上下游老翼墻的沉降、位移監測；支護過程中2#船閘控制樓的位移監測。

5.2監測頻率

支護施工前，使用水準儀測得示意圖中1#～10#監測點的高程、坐標，測得11#觀測點（2#船閘控制樓頂）的坐標；支護過程中每天觀測一次，變形較大時增大觀測次數；支護完成、右岸新閘墩及右岸新閘墩與老閘墩間填充混凝凝土后每周觀測一次；其余底板、閘墩施工期間每二周觀測一次（除3#、5#、7#點）；以后每月觀測一次，直到交工驗收。

5.3監測結果的分析及評價

在獲取監測成果后，及時進行整理分析，觀測記錄及整理內容包括：工程名稱、平面位置、各控制點水平位移、各控制點沉降實測值、最大變形值等.然后確定變形值產生的原因，全面分析對周圍環境的影響及支護的工程效果，在發現水平位移速率呈增大趨勢且不收斂時，應及時發出預警，并立即停止施工，以便于采取必要的補救措施及其他應急措施，及時排除隱患。

6.總結

在船閘改建工程中通常都要使用基坑支護，這也是船閘改進項目的重點和難點。在項目施工過程中，施工人員要結合當地的水文地質情況對原有支護穩定性進行計算，并根據計算結果進行支護方案設計，不能盲目照搬。

參考文獻：

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