摘要：上海轨道交通17号线在跨越青浦区新通波塘的高架承台基础位于河道范围内，且河道上方为连接盈港东路的新通波塘桥，双向桥梁间空隙只有6米，在如此狭小空间内进行区间下部结构施工时，为保证施工质量和安全，确保河道通航，防汛要求，采用常规的围堰进行施工已不满足环境要求。为此，双壁钢围堰技术解决了这一难题。
关键词：轨道交通 高架区间 通航、防汛、下部结构 双壁钢围堰
1、前言
轨道交通17号线西起东方绿舟站，东至虹桥火车站，线路自起点由西向东沿沪青平公路——淀山湖大道——盈港路——菘泽大道走行。线路全长约35.341km，设站13座，平均站间距2898m。全线高架线长18.479km，地下线长16.157km，敞开段长0.705km：共设高架车站6座，地下车站6座，既有地下车站1座。其中高架区间穿越众多河道，为保证施工间通航和防汛要求。首次将双壁钢围堰围护技术运用到轨交施工中。现通过区间穿过新通波塘这一实例介绍双壁钢围堰施工技术。
2、工程概况及环境条件
2.1 工程概况
轨道交通17号线08区间位于嘉松中路站至徐泾北城站之间，跨越嘉松中路，沿盈港东路中间隔离带至佳悦路往北，跨越河西小泾、沈家浜、上达河等河道，沿崧泽大道南侧东行，至徐泾北城站。
区间内13#、14#墩柱位于新通波塘河道内，在新通波塘桥上下行中间6米间隔带中(见下图)，跨径35m，下部结构承台受地理位置限制，设计为菱形承台，高2.1m，位于河床底以下3.1m处，每个承台下设12根直径800mm的钻孔灌注桩，桩长65m，墩柱为直径2.7m圆形墩，墩柱上为盖梁体系，上部结构为预制U形梁。
新通波塘为通航7级河道，常水位3.5米，施工时实测高水位4米。施工又是在汛期，因此无论是通航要求，还是防汛要求，都不能按常规围堰方案把河道截断后将水抽干进行下部结构施工。
2.2 方案确定
水下灌注桩采用钢平台、钢护筒施工方案，承台、墩柱采用双壁钢围堰，同时作为基坑围护，钢平台配合施工方案。
2.3 双壁钢围堰构造
双壁钢围堰内壁采用8mm厚钢板，外壁采用5mm厚钢板，内外壁间距为800mm，采用50×50角钢焊成桁架，与每块构件内外壁钢板周边焊接形成块体。按承台尺寸每边外放50mm。
钢围堰周长为27.53m，每米高度排水体积为：27.53×0.8×1=22.02m3。即箱体下沉过程中，钢围堰浮力可抵消自身约22.02吨/米的重力。
钢围堰整体总重量为70吨，三节高度分别为3400mm、3300mm、3300mm，每节重量分别为23.8吨、23.1吨、23.1吨。
钢围堰由专业厂家生产分层分块加工，先在厂里进行试拼，并进行防渗漏试验及水压试验，合格后再拆解，然后运输至施工现场。其构造如下：
3、双壁钢围堰技术施工要点控制
3.1 第二次钢平台搭设
灌注桩施工采用钢护筒，钢护筒插入河床底2m，桩施工完成后，用于灌注桩施工搭设的第一次钢平台拆除，将高于水面20cm的钢护筒部分切割掉，然后，在钢护筒上采用28#工字钢，根据钢围堰尺寸搭设第二次钢平台，主要配合吊装钢围堰用。第二次钢平台搭设完成后，在钢平台外围根据钢围堰内壁尺寸，安装导向架。如下图
3.2 钢围堰下沉
施工期间，新通波塘水深为4m，第一节箱体下沉时，先对围堰进行灌水，箱体采用手动葫芦控制下沉速度(如下图)，通过定位导向架控制平面位置，控制钢围堰上口与钢平台平齐后，停止下沉。
拼装第二节时，对第一节进行限位固定，防止因第二节重量使第一节没入水中。第二节安装完成后割除临时约束，松开手动葫芦进行下沉施工。第二节下沉至平台顶面高度时，安装第三节，在沉放过程中进行水下除土，使钢围堰下沉到位。
3.3 水下除土
水下采用人工潜水除土，潜水员进入水中，用高压水枪冲刷钢围堰刃脚处，将刃脚区域土体冲刷成泥浆，再用泥浆泵抽出。除土要求分段对称冲刷，水枪水压控制在0.4～0.6MPa，冲刷管的出水口口径10～12mm，每一管的喷水量不得小于0.2m3/s。泥浆泵选用3PNL一台。
钢围堰下沉过程中由测量员监测围堰水平度，以调整潜水员冲刷区域，避免围堰倾斜。待每一节围堰接近预定下沉深度时，减少冲刷量，直至下沉到位。围堰下沉至承台底标高以下1700mm时，停止围堰下沉施工。
3.4 封底及排水
钢围堰沉放到位后，采用双液注浆进行基底加固。加固范围为围堰底以下5米，待达到一定强度后，进行水下封底砼浇筑，厚度1600mm。
首先拆除钢平台，保留主梁，在主梁上铺设脚手板，形成作业用的行走道，进行水下C30封底砼浇筑施工，砼浇筑采用泵送砼，设置4根导管均匀分布同时浇筑，封底砼厚度1600mm。
在围堰内垂直放入内径260mm~320mm的钢制导管，管底口距基底面200mm~500mm；导管顶部装有一根导管阀门的管节与漏斗相接；导管内放置隔水球，漏斗与具有经过计算满足容量的混凝土储仓相接。
灌注前，把漏斗、储仓装满混凝土。在一切准备工作就绪后，打开导管阀门，此时导管内的空气、水和隔水球在混凝土的重压力下由导管底口排出，瞬间混凝土通过导管压向基底，在导管周围堆成一个平坦的混凝土圆锥体，将导管底口埋住使水不能从底口进入导管。继而在灌注的混凝土导管源源不断地灌入锥体内。随着砼压力升高，混凝土在水下摊开和升高，直至达到设计标高。
封底砼浇捣48h后，开始抽排围堰内的水，使围堰内达到无水状态后，在内壁安装厚度50mm的泡沫夹心板做隔离层，然后浇捣10cm厚水泥砂浆垫层，至设计承台底高程。找平层固化后切除桩钢护筒，凿除桩头清理围堰底部，按常规进行承台施工。
该阶段排水施工时，同时在双壁钢围堰内壁设置三道拉压杆（围堰内支撑杆），每层4根，以抵抗外部水土压力，维持围堰的整体稳定。标高分别为+2.5m、-0.8m、-3.2m。支撑设置需与排水同步实施，严禁水排干后加设支撑。同时注意避开立柱位置，以免影响后续施工。
3.5钢围堰拆除
下部结构承台、立柱施工完成后，由潜水员将钢围堰切割拆除。在切割拆除前，先向围堰内灌水，与河道水面平齐，保持围堰内外的水压平衡。
4、结束语
采用双壁钢围堰方案，整个实施过程，河道通航正常，也未对防汛造成影响，同时在施工过程中进行渗漏和变形监测，均受控。
双壁钢围堰方案在确保河道通航、河道防汛的环境下，综合了沉箱施工、水下焊接、水下砼施工等众多施工技术，施工过程顺利，施工质量得到了保证，在相同条件下，具有借鉴意义。
论文作者:钱建平
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/10
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