淮安四線船閘施工方案研究

劉秀魁，付長生

（華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210014）

1 概述

京杭大運河北起北京，南至杭州，全長約1797km，其中京杭運河江蘇段全長約 687km，是《全國內河航道與港口布局規劃》的重要干線航道，也是《江蘇省干線航道網規劃》（2017-2035 年）中“縱一”京杭運河通道的重要組成部分[1]。淮安船閘位于淮安市淮安區，是京杭運河蘇北段由南向北第三個梯級，和上游的淮陰船閘相距25km，和下游的邵伯船閘相距113km。現狀淮安船閘由三線船閘組成，分別是1962 年11 月建設通航的一線船閘，建設規模為230×20×5.0（m，閘室長×口門寬×最小檻上水深，下同）；建成于1987 年4 月的二線船閘，建設規模為230×23×5.0（m）；于2003 年7 月建成通航的三線船閘，建設規模為 260×23×5.0（m）。淮安船閘上游有淮河、里下河和大運河三個方向來船，船舶在此匯集而下，是典型的水上船舶集散地，是京杭運河上最繁忙、通過量最大的船閘之一，常年有蘇、魯、豫、皖、浙、滬等省市的船舶通過。隨著水路運輸的不斷發展，京杭運河蘇北段船舶運量持續增長，淮安船閘的各項貨運量指標也年年創新高。為提高淮安船閘的通過能力，緩解京杭運河蘇北段船舶擁堵情況，淮安四線船閘工程可行性研究得到進一步推進。

新建淮安四線船閘周邊水利設施眾多，建設場地相對局促，同時還需改建 S328 省道跨淮安船閘閘橋，施工布置方案空間受限、施工難度大。如何科學合理地布置施工方案是淮安四線船閘工程可行性研究階段重難點之一。

2 船閘建設方案

擬建淮安四線船閘規模為 290×34×5（m），布置在淮安二線船閘與淮安三站之間的隔島上，軸線平行于現狀船閘，與二線船閘之間中心距 65.5m，與淮安三站中心距離 94.0m[2]。

3 施工方案

3.1 施工總體方案

綜合考慮施工現場交通、用水、用電、通訊條件，建筑材料供應狀況及施工場地情況，擬推薦以下總體施工方案。

首先需進行施工準備，完成“四通一平”、臨時設施的建設，在具備施工條件的情況下，盡早進行二線船閘上游引航道臨時靠船墩及下游引航道擬改造導航墻及靠船墩的建設，施工前需發布管制提醒。

二線船閘上游臨時靠船墩（右岸）建成供過閘船舶停靠，再實施上游二線船閘導航調順段（左岸）鋼板樁+灌注樁雙排樁結構，同步可進行四線船閘上游永臨結合段地連墻+灌注樁雙排樁結構、跨引江河及三站引河的鋼便橋。上游二線船閘導航調順段（左岸）鋼板樁+灌注樁雙排樁結構完成后，進行上閘首西側鋼便橋及連接段道路大堤、堤頂路施工，使上游形成閉合防洪圈及外部交通道路，同步可開展上閘首及首節閘室段地連墻對撐結構。

二線船閘下游導航墻及靠船墩（右岸）建成投入使用后，對現狀導航調順段及靠船段（左岸）進行場地平整，布置攪拌樁、砂石料堆場、鋼筋加工廠等臨建設施，同步可進行下游施工區域臨時鋼便橋的搭設工作以及四線船閘下游引航道永臨結合段地連墻+灌注樁雙排樁施工。

在下游施工區域及上下游外部、內部交通均完成后，進行跨四線船閘橋梁占壓段閘室地連墻結構施工，該段閘室地連墻完成后，進行跨四線閘橋施工，同步可進行跨引江閘橋、跨三站引河橋施工。

然后，考慮施工作業面分布情況，由橋梁占壓段向上下游分別進行閘室地連墻施工，包括閘室土方開挖、外運，閘室墻貼面、鋼板護面，閘底分離式底板施工等工作。

下游導航墻永臨結合段完成后即可進行跨四線船閘工作橋施工，工作橋其余兩跨可結合施工能力穿插在進場后至下游導航墻永臨結合段施工完成的周期內完成，確保跨四線工作橋建成后，整個閘橋工作橋可以投入使用。

閘區工作橋建成后，進行一、二線船閘之間閘管區的施工。上游二線及四線船閘共用靠船墩可在進場具備施工條件后，擇機、集中施工。

主體土建工程完成后，再進行閘閥門及機電工程安裝工作，同步進行場 地整理、景觀綠化等工作。下游靠船墩可在這一階段同步實施并進行土方開 挖外運工作。

最后進行上、下游隔島處剩余土方的疏浚工作，準備交工驗收。

3.2 施工圍堰

3.2.1 施工圍堰標準

根據《水利水電工程圍堰設計規范》（SL645-2013）3.0.1 條，上、下游全年圍堰級別為均4 級。

上下游均考慮由部分采用預留的土圍堰及雙排樁導航墻結構組成，考慮施工周期及結構重要性，結合上述規范，洪水標準采用20 年一遇洪水。

上游側圍堰建筑物級別為4 級，根據施工導流標準，取20 年一遇水位▽ 10.63，考慮 1.5m 超高后，堰頂高程為▽12.13，同時結合現狀大堤高程綜合選取后，堰頂高程為▽12.33。

下游側圍堰建筑物級別為4 級，根據施工導流標準，取 20 年一遇水位▽ 8.83，考慮 1.5m 超高后，堰頂高程為▽10.33，由于下游圍堰主要考慮預留 圍堰或采用永臨結合方式修筑圍堰，同時考慮現狀地面及大堤高程綜合選取 后，堰頂高程為▽11.0。

上、下游臨時防洪堤頂高程分別不低于上、下游圍堰，同時兼顧臨時便 道的交通要求，與現狀防洪大堤共同組成施工期防洪圈。

表1 改建淮安四線船閘施工圍堰指標表

3.2.2 施工圍堰布置

船閘上游平行和垂直于船閘中心線方向分別布置上游縱向全年圍堰、上游 橫向全年圍堰。為保證上游側護坦結構形成干地施工條件，上游橫向圍堰采用 預留土圍堰的方式，布置于鋼筋混凝土護坦上游側。上游縱向圍堰采用永臨結合的雙排樁型式（前排地連墻+后排灌注樁），平行于河道方向自新建船閘閘首地連墻支護向上游延伸與橫向圍堰形成封閉。

船閘下游圍堰布置方式與上游類似，橫向全年圍堰采用預留土圍堰的方式，布置在下游永臨結合的雙排樁結構下游側，縱向全年圍堰采用前排地連墻+后排灌注樁的雙排樁結構，橫向與縱向圍堰形成閉合圈，滿足施工期防洪要求。

3.2.3 圍堰結構

上下游橫向圍堰為預留圍堰，縱向圍堰為永臨結合斷面，土圍堰頂寬不小于 8m，高度不夠部分需采用粘性土按要求進行回填，兼做臨時交通的部分需設置混凝土路面，基坑背側為現狀原地面，基坑側在▽8.33（下游圍堰為▽7.83）處設置戧臺，戧臺上下坡比均為 1∶3；導航墻雙排樁圍堰結構兼做施工期縱向圍堰。

基坑坡面防護擬采用噴射混凝土結構，結合開挖斷面合理設置戧臺，明溝及管井排水，適當考慮井點降水。

3.3 基坑支護

3.3.1 基坑支護

基坑下部分布有粉砂層，穩定承壓水水頭達 9.22m，基坑防滲及防止基坑開挖時發生突涌也尤為重要。

淮安四線船閘閘位于現有淮安二線船閘與淮安抽水三站之間，東側距離二線船閘中心線距離為 65.5m，西側距離淮安三站中心線距離 94.0m，兩側距離均較近，無法采用直接放坡開挖至基坑底的基坑方案，需考慮采取免開挖或少開挖的垂直支護方式。

上閘首及首節閘室結構采用地連墻對撐方式進行支護，閘室采用地連墻加土錨的永臨結合方式支護及永久結構，下閘首采用地連墻加土錨的基坑支護方式。

主體結構以外的部位也基本不具備采用放坡方式大開挖的條件，根據實際情況，采用少開挖的雙排樁結構，具備干地施工條件前排樁采用地連墻結構并設置鋼筋混凝土貼面，不具備干地施工條件的，前排樁采用鋼板樁結構，鋼板樁前設置鋼筋混凝土掛板防撞設施。

3.3.2 基坑防滲及排水

根據項目特點及防洪圈穩定、基坑施工安全，基坑防滲擬采用垂直防滲的方案，考慮基坑支護與防滲相結合的方案。

為確保基坑開挖期間，船閘基坑滲透穩定，在船閘基坑四周布置封閉式防滲帷幕。

上、下游橫向圍堰，閘室兩端及四線船閘與淮安抽水三站之間（現狀分隔圍墻位置）設置防滲帷幕，擬采用塑性混凝土地連墻方案，地連墻厚度為 450mm。

圖1 基坑支護及防滲平面布置圖

擬在上、下游預留圍堰戧臺布置降水井，根據該層平臺的周長約 100m，降水井間隔 20m～25m 設置一口深井，井深 20m；沿著船閘閘首、首節閘室寬縫內設置深井，間距約 20m，井深 10m。全閘共布置降水井30 口。

明溝排水主要為基坑滲水、施工廢水和大氣降水等，初期排水結束后，在基坑底部四周開挖截排水干溝，通過設置在基坑底部的集水井匯水抽排，明溝排水由布置在集水井的潛水泵將積水抽排至基坑外的河道中。

另外，在靠近淮安三站廠房、引河西側及二線船閘主體結構東側間隔30m 設置回灌井，根據觀測井的水位變化情況實施進行回灌。

4 結論

通過對淮安四線船閘施工方案進行深入研究，提出了在平原水網地區船閘擴容工程中針對周邊水利設施眾多，建設場地相對局促情況下的基坑布置方案，并不同部位選擇適當的支護結構型式，有效解決了施工方案空間受限、施工難度大的問題，為其它類似船閘擴容工程提供了借鑒和參考。