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摘 要：文章对南水北调杨官屯河闸工程主要从钢板桩围堰设计、施工、加固、安全运行以及效果分析等方面进行了全面而详细的阐述，以期为今后类似工程的施工提供参考。
关键词：钢板桩围堰；施工分析
中图分类号：TV551.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0155-02
1 工程简介
杨官屯河闸位于杨官屯河口距湖西大堤约130 m，主要建筑物为1级建筑物，次要建筑物为3级建筑物，临时建筑物为4级建筑物。杨官屯河为Ⅶ-（3）级航道。杨官屯河闸工程是南水北调东线一期南四湖水资源控制工程的重要组成部分。杨官屯河闸位于采煤和采砂塌陷区，地基承压水头高、水源丰富，工程地质复杂。
2 钢板桩围堰设计
杨官屯河闸在一个非汛期完成所有主体工程施工，原设计在河道左侧新建导流渠供通航，由于征地面积大，该方案不可行，现采取双排钢板桩围堰和粘土均质围堰相结合的方式对基坑进行围护，利用钢板桩围堰横断面小的优势，一侧进行主体工程施工，另一侧满足导流通航功能，减少征地，大大节省了工期和投资。
其中粘土均质围堰位于湖内侧，离上闸首50.0 m左右，长90 m；钢板桩围堰由两部分组成，即位于主河道中顺水流向的纵向钢板桩围堰与垂直水流方向的横向钢板桩围堰，其中纵向钢板桩围堰全长313 m，围堰宽6 m，钢板桩长13.0 m；横向围堰全长83 m，围堰宽6.5 m，钢板桩长15.0 m。施工期间利用钢板桩围堰与杨官屯河左堤之间宽为13.0～26.0 m的河道进行导流导航，其中左堤底角采用钢板桩支护。
3 钢板桩围堰施工
杨官屯河闸工程钢板桩围堰于2010年8月3日开始施工，并于2010年10月26日施工完毕，历时2个多月。
3.1 钢板桩围堰施工
钢板桩围堰施工前，用挖掘机平整左岸作业平台，并进行钢板桩联接试验。联桩试验成功后，打桩机从左岸平台进入杨官河河道，到达河中心钢板桩设计位置后开始施工，钢板桩从右岸船运到打桩机位置。
3.1.1 进 场
施工准备完成后，打桩机从左岸平台将钢板桩呈梅花形打入水中，钢板桩露出水面部分高度需保持一致，随后在钢板桩上铺设钢板形成打桩机作业平台。打桩机驶上作业平台后，继续向前打入钢板桩，再铺设钢板，形成行走平台。打桩机行走至新平台后，拆除后方平台上钢板并拔出钢板桩，再将拔除的钢板桩转移插入到打桩机行走方向前端，上面再铺设钢板，再形成新的行走平台，不断向钢板桩设计位置行进。
3.1.2 施 工
到达设计位置后，先连续打8 m长双排钢板桩，再在双排钢板桩中间打入若干钢板桩，在3处钢板桩上铺钢板形成宽8 m、长10 m的作业平台，用来支撑打桩机作业。打桩机在作业平台上，先进行一侧钢板桩作业，再进行另一侧钢板桩作业，每完成8 m钢板桩围堰作业任务后，通过利用打拔桩机将作业平台往前方转移，双排钢板桩围堰每施工推进3 m测量校正1次，确保在与设计位置相符，并校正至同一直线上。
3.2 钢板桩的加固
随着钢板桩施工向前推进，对已完成的钢板桩采取了加固措施。加固措施主要为：在双排钢板桩外侧高程34.62 m（水面高程为34.20 m）处，各固定一排30#U型槽钢用作围檩，以保证钢板桩单侧整体刚性；再在双排钢板桩之间用？准30圆钢对拉联接，以保证双排钢板桩的相对稳定。由于打桩过程中地质条件较复杂，为了校正钢板桩垂直度，每隔40根打入一根异形桩进行钢板桩垂直度校正。
3.3 防渗土工膜铺设
钢板桩之间仅靠齿口止水效果不理想；为了提高钢板桩围堰防渗要求，在靠施工基坑侧钢板桩内表面加铺一层防渗土工膜，土工膜搭接长度50 cm，土工膜底部平铺1 m以上，土工膜顶部至高程35.62 m。土工膜顶部用钢丝加固于钢板桩上。土工膜下端采用砖石等物坠入河底。
3.4 桩间填土
钢板桩间填筑粘土，填筑土方不得含有块石杂物等，填土高度应保持均匀上升，填筑采用挖掘机配合8 t自卸汽车运输进行施工。填筑方法为分层填筑，水面以上分层碾压。
4 钢板桩围堰安全防护
钢板桩围堰施工完成后，在钢板桩围堰临水侧设置浮筒、防撞护栏等安全防护设施，并在围堰两端（导流航道进出口）设置通航标志灯，在船只通航期间安排专人进行值班巡查，保证船只通航过程中钢板桩围堰的安全运行。钢板桩围堰间隔5 m对称布置观测点，共布置50组。观测频率为基坑排水过程中每天观测2次，排水完成后，每间隔1 d观测一次。围堰封闭后取得初始观测资料，通过对观测资料的分析，及时了解双排钢板桩围堰的变形及位移情况。
5 钢板桩围堰加固
2010年11月13日，开始基坑内明水小流量抽排，11月20日，我方例行观测发现钢板桩围堰22号-28号观测点之间出现变形，并有继续扩张趋势，随后立即停止了明水抽排并进行回灌。11月22日，参建各方在查勘了工程现场、查阅了工程资料后，召开了杨官屯河闸工程钢板桩围堰加固专题会议，会议要求立即查明钢板桩变形原因，并采取可靠的加固措施，确保围堰安全。根据向当地群众进行调查，此处曾多次进行采砂活动。初步分析是由于采砂等原因，引起地面局部塌陷，造成土质松软，承载力下降，引起钢板桩围堰变形。会议确定了如下处理方案：①在围堰变形部位回填土上设钻孔灌注桩，并在顶部设承台及连系梁对临水侧钢板桩进行加固；②在钢板桩围堰变形部位内侧用钢板桩围成丁字坝，用以对背水侧钢板桩进行加固；③在沿钢板桩围堰变形部位背水侧间隔10 m增加一道？准30 cm钢管支撑，形成斜撑。
5.1 注桩加固
经计算，在河底地面高程低于30 m和钢板桩变形较大的地方增设灌注桩，灌注桩间距3 m，桩长30 m，共计15根，桩径1.2 m。 ①灌注桩顶部增设承台，承台尺寸为：1.5 m×1.5 m×1.2 m，承台底高程为34.2 m；②钻孔桩承台之间设置0.8 m×0.8 m连系梁互相连接；③横梁与灌注桩承台之间用30 c槽钢间距为1 m均匀与连系梁连接。
5.2 丁字坝加固
丁字坝共9个，施工机械采用EX450H震动打拔桩锤。钢板桩丁字坝选用10 mWRU13-575拉森钢板桩，丁字坝尺寸为2.5 m×2.5 m，并在丁字坝之间回填黄砂，丁字坝用30 c槽钢围檩。丁字坝施工完成后，在丁字坝与变形部位钢板桩间回填黄砂。
5.3 加 固
在沿钢板桩围堰变形部位背水侧间隔10 m增加一道？准30 cm钢管支撑，形成斜撑；钢管顶部与钢板桩围堰的30号槽钢围檩焊接，钢管底部与打入土中的钢板桩焊接，并形成稳固的整体。
6 钢板桩围堰安全运行
2011年2月28日，基坑内明水抽排完毕，船闸闸室及下闸首具备施工条件。此后，按照要求组织人员对钢板桩围堰的安全、运行情况进行定期监测。监测数据表明钢板桩变形已处可控状态。2011年6月1日，杨官屯河闸工程顺利通过了水下工程阶段验收。
7 钢板桩围堰成果分析
①杨官屯河闸施工期间需采取不断航施工，在河道堤防不能改变、开挖导流通航引河方案不可行的前提下，在狭小主河道中，充分利用钢板桩围堰横断面小的优势，一侧进行主体工程施工，另一侧满足导流通航功能；②当河道有不能断流断航要求、在满足河道导流通航条件下，水上作业，完成钢板桩围堰施打和拨除工作；③由于减少征地、节省了导流通航引河开挖和回填实施时间，大大节省了工期和投资；④钢板桩围堰多采用单壁封闭式，围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼，由于工程特点，本项目只能采取双排悬臂式钢板桩围堰，解决了钢板桩围堰直接档水且水头较高（最高为7.6 m）稳定、变形等难题；⑤施工期钢板桩围堰直接档水且水头较高，地基下有中砂层高承压水情况下，解决了钢板桩围堰横断面小近距离条件下高水头条件下侧向防渗、钢板桩间渗漏、高承压水深基坑保护和降水问题，保证了施工安全；双排钢板桩围堰在杨官屯河闸工程的成功运用，为杨官屯河闸工程主体土建施工目标的如期实现奠定了基础。
参考文献：
[1] 李永军.对钢板桩围堰施工方法的探讨[J].今日科苑，2008，（8）.
[2] 李家峰，李敏杰.对钢板桩围堰施工方法的探讨[J].科技资讯，2006，（17）.
关键词：钢板桩围堰；施工分析
中图分类号：TV551.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0155-02
1 工程简介
杨官屯河闸位于杨官屯河口距湖西大堤约130 m，主要建筑物为1级建筑物，次要建筑物为3级建筑物，临时建筑物为4级建筑物。杨官屯河为Ⅶ-（3）级航道。杨官屯河闸工程是南水北调东线一期南四湖水资源控制工程的重要组成部分。杨官屯河闸位于采煤和采砂塌陷区，地基承压水头高、水源丰富，工程地质复杂。
2 钢板桩围堰设计
杨官屯河闸在一个非汛期完成所有主体工程施工，原设计在河道左侧新建导流渠供通航，由于征地面积大，该方案不可行，现采取双排钢板桩围堰和粘土均质围堰相结合的方式对基坑进行围护，利用钢板桩围堰横断面小的优势，一侧进行主体工程施工，另一侧满足导流通航功能，减少征地，大大节省了工期和投资。
其中粘土均质围堰位于湖内侧，离上闸首50.0 m左右，长90 m；钢板桩围堰由两部分组成，即位于主河道中顺水流向的纵向钢板桩围堰与垂直水流方向的横向钢板桩围堰，其中纵向钢板桩围堰全长313 m，围堰宽6 m，钢板桩长13.0 m；横向围堰全长83 m，围堰宽6.5 m，钢板桩长15.0 m。施工期间利用钢板桩围堰与杨官屯河左堤之间宽为13.0～26.0 m的河道进行导流导航，其中左堤底角采用钢板桩支护。
3 钢板桩围堰施工
杨官屯河闸工程钢板桩围堰于2010年8月3日开始施工，并于2010年10月26日施工完毕，历时2个多月。
3.1 钢板桩围堰施工
钢板桩围堰施工前，用挖掘机平整左岸作业平台，并进行钢板桩联接试验。联桩试验成功后，打桩机从左岸平台进入杨官河河道，到达河中心钢板桩设计位置后开始施工，钢板桩从右岸船运到打桩机位置。
3.1.1 进 场
施工准备完成后，打桩机从左岸平台将钢板桩呈梅花形打入水中，钢板桩露出水面部分高度需保持一致，随后在钢板桩上铺设钢板形成打桩机作业平台。打桩机驶上作业平台后，继续向前打入钢板桩，再铺设钢板，形成行走平台。打桩机行走至新平台后，拆除后方平台上钢板并拔出钢板桩，再将拔除的钢板桩转移插入到打桩机行走方向前端，上面再铺设钢板，再形成新的行走平台，不断向钢板桩设计位置行进。
3.1.2 施 工
到达设计位置后，先连续打8 m长双排钢板桩，再在双排钢板桩中间打入若干钢板桩，在3处钢板桩上铺钢板形成宽8 m、长10 m的作业平台，用来支撑打桩机作业。打桩机在作业平台上，先进行一侧钢板桩作业，再进行另一侧钢板桩作业，每完成8 m钢板桩围堰作业任务后，通过利用打拔桩机将作业平台往前方转移，双排钢板桩围堰每施工推进3 m测量校正1次，确保在与设计位置相符，并校正至同一直线上。
3.2 钢板桩的加固
随着钢板桩施工向前推进，对已完成的钢板桩采取了加固措施。加固措施主要为：在双排钢板桩外侧高程34.62 m（水面高程为34.20 m）处，各固定一排30#U型槽钢用作围檩，以保证钢板桩单侧整体刚性；再在双排钢板桩之间用？准30圆钢对拉联接，以保证双排钢板桩的相对稳定。由于打桩过程中地质条件较复杂，为了校正钢板桩垂直度，每隔40根打入一根异形桩进行钢板桩垂直度校正。
3.3 防渗土工膜铺设
钢板桩之间仅靠齿口止水效果不理想；为了提高钢板桩围堰防渗要求，在靠施工基坑侧钢板桩内表面加铺一层防渗土工膜，土工膜搭接长度50 cm，土工膜底部平铺1 m以上，土工膜顶部至高程35.62 m。土工膜顶部用钢丝加固于钢板桩上。土工膜下端采用砖石等物坠入河底。
3.4 桩间填土
钢板桩间填筑粘土，填筑土方不得含有块石杂物等，填土高度应保持均匀上升，填筑采用挖掘机配合8 t自卸汽车运输进行施工。填筑方法为分层填筑，水面以上分层碾压。
4 钢板桩围堰安全防护
钢板桩围堰施工完成后，在钢板桩围堰临水侧设置浮筒、防撞护栏等安全防护设施，并在围堰两端（导流航道进出口）设置通航标志灯，在船只通航期间安排专人进行值班巡查，保证船只通航过程中钢板桩围堰的安全运行。钢板桩围堰间隔5 m对称布置观测点，共布置50组。观测频率为基坑排水过程中每天观测2次，排水完成后，每间隔1 d观测一次。围堰封闭后取得初始观测资料，通过对观测资料的分析，及时了解双排钢板桩围堰的变形及位移情况。
5 钢板桩围堰加固
2010年11月13日，开始基坑内明水小流量抽排，11月20日，我方例行观测发现钢板桩围堰22号-28号观测点之间出现变形，并有继续扩张趋势，随后立即停止了明水抽排并进行回灌。11月22日，参建各方在查勘了工程现场、查阅了工程资料后，召开了杨官屯河闸工程钢板桩围堰加固专题会议，会议要求立即查明钢板桩变形原因，并采取可靠的加固措施，确保围堰安全。根据向当地群众进行调查，此处曾多次进行采砂活动。初步分析是由于采砂等原因，引起地面局部塌陷，造成土质松软，承载力下降，引起钢板桩围堰变形。会议确定了如下处理方案：①在围堰变形部位回填土上设钻孔灌注桩，并在顶部设承台及连系梁对临水侧钢板桩进行加固；②在钢板桩围堰变形部位内侧用钢板桩围成丁字坝，用以对背水侧钢板桩进行加固；③在沿钢板桩围堰变形部位背水侧间隔10 m增加一道？准30 cm钢管支撑，形成斜撑。
5.1 注桩加固
经计算，在河底地面高程低于30 m和钢板桩变形较大的地方增设灌注桩，灌注桩间距3 m，桩长30 m，共计15根，桩径1.2 m。 ①灌注桩顶部增设承台，承台尺寸为：1.5 m×1.5 m×1.2 m，承台底高程为34.2 m；②钻孔桩承台之间设置0.8 m×0.8 m连系梁互相连接；③横梁与灌注桩承台之间用30 c槽钢间距为1 m均匀与连系梁连接。
5.2 丁字坝加固
丁字坝共9个，施工机械采用EX450H震动打拔桩锤。钢板桩丁字坝选用10 mWRU13-575拉森钢板桩，丁字坝尺寸为2.5 m×2.5 m，并在丁字坝之间回填黄砂，丁字坝用30 c槽钢围檩。丁字坝施工完成后，在丁字坝与变形部位钢板桩间回填黄砂。
5.3 加 固
在沿钢板桩围堰变形部位背水侧间隔10 m增加一道？准30 cm钢管支撑，形成斜撑；钢管顶部与钢板桩围堰的30号槽钢围檩焊接，钢管底部与打入土中的钢板桩焊接，并形成稳固的整体。
6 钢板桩围堰安全运行
2011年2月28日，基坑内明水抽排完毕，船闸闸室及下闸首具备施工条件。此后，按照要求组织人员对钢板桩围堰的安全、运行情况进行定期监测。监测数据表明钢板桩变形已处可控状态。2011年6月1日，杨官屯河闸工程顺利通过了水下工程阶段验收。
7 钢板桩围堰成果分析
①杨官屯河闸施工期间需采取不断航施工，在河道堤防不能改变、开挖导流通航引河方案不可行的前提下，在狭小主河道中，充分利用钢板桩围堰横断面小的优势，一侧进行主体工程施工，另一侧满足导流通航功能；②当河道有不能断流断航要求、在满足河道导流通航条件下，水上作业，完成钢板桩围堰施打和拨除工作；③由于减少征地、节省了导流通航引河开挖和回填实施时间，大大节省了工期和投资；④钢板桩围堰多采用单壁封闭式，围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼，由于工程特点，本项目只能采取双排悬臂式钢板桩围堰，解决了钢板桩围堰直接档水且水头较高（最高为7.6 m）稳定、变形等难题；⑤施工期钢板桩围堰直接档水且水头较高，地基下有中砂层高承压水情况下，解决了钢板桩围堰横断面小近距离条件下高水头条件下侧向防渗、钢板桩间渗漏、高承压水深基坑保护和降水问题，保证了施工安全；双排钢板桩围堰在杨官屯河闸工程的成功运用，为杨官屯河闸工程主体土建施工目标的如期实现奠定了基础。
参考文献：
[1] 李永军.对钢板桩围堰施工方法的探讨[J].今日科苑，2008，（8）.
[2] 李家峰，李敏杰.对钢板桩围堰施工方法的探讨[J].科技资讯，2006，（17）.