中交上海航道局有限公司，上海 200002

1 工程概况

金陡涌水系黑臭水体综合整治项目位于大良西部与勒流的边界，从勒良河起至金陡水闸止，河道宽度为8～20m，水系向南向北依次连接的支涌有龙眼猛流大涌、三益河、古红人工涌，河道宽度为6～18m，主涌及支涌河道全长约18.04km。

河涌涌底淤泥厚度在1.5～4.5m，水位受潮汐影响，水深为0.6～2.5m，两岸为房屋围墙、景观绿化带等。土袋围堰内侧抽水后在外侧压力差作用下易发生滑移和倾覆，安全性不满足要求，且河涌及周边场地条件限制施打钢板桩大型机械无进场条件。因此，在综合考虑成本、工期、安全性和施工难易程度后，决定采用新型的组装式钢板围堰，经过现场试验段施工，其止水效果和稳定性得到验证，同时还具有成本低、易安拆、工期短等优点。

2 组装式钢板围堰结构的适用范围

（1）适用于水深较浅（h≤2.5m），流速较缓（v≤3m/s），但围堰搭设工程量较大的河涌清淤工程。（2）因该围堰便于安装，围堰施工周期短，尤其适合用于需要快速围堰、快速清淤、快速抽换水等雨季施工的工程。（3）组装式钢板围堰施工工艺简单，不需要大型机械设备进行水上作业，适用于周边环境条件复杂、机械设备进场困难，水上作业难度大的城市河涌。

3 施工工艺

3.1 测量定位

根据设计图纸及坐标点对围堰筑设位置进行放样定位。

3.2 打设导向桩

施工时先清除围堰部位石块，并根据测量定位线打设钢管导向桩，导向桩为φ48mm×3.5mm钢管，用于固定阻水钢板及搭设钢管架操作平台，导向桩采用人工配合船载挖机打设，打设深度为4m，施工时从两端固定同一直线开始，后逐步延伸至对岸，保证钢板围堰的平整性和密封性，导向桩打设后及时用斜撑对钢管架加固，斜撑与地面夹角为45°～60°。

3.3 施打挡水钢板

挡水钢板采用工厂定制，每幅钢板宽度为1.25m，高度为3m，钢管搭接位置用橡胶止水条密封，保证钢板围堰的密封性，挡水钢板施打采用改装船载挖机施打，施打时需拉线定位。

3.4 组合钢板围堰加固

（1）挡水钢板加固。在挡水钢板两侧打设φ203mm×5mm钢管立柱，钢板通过内排φ48mm×3.5mm钢管立柱、φ48mm×3.5mm钢管水平杆支撑在φ203mm×5mm钢管立柱上，钢管立柱的加固根数、位置、间距以及打设深度根据围堰抗倾覆稳定性计算确定。

（2）钢管架加固。挡水钢板施工结束后需按照围堰设计图对钢管架进行加固，采用φ48mm×3.5mm的钢管小横杆对钢管架进行加固，拆除操作平台的同时用小横杆和锁扣将钢管架立杆紧密连接，增强钢管架的整体性和稳定性。

3.5 围堰抗渗处理

（1）挡水钢板采用夹板式拼装工艺，防水结构为夹板+橡胶止水带，用防水螺栓紧密固定。（2）两岸端部采用沙袋围堰填筑，进行围堰两端缺口堵漏，挡水钢板的承压水侧铺设水密封的彩条布。

3.6 围堰抽水、监测

围堰搭设结束后即可抽水，抽水时须派专人观察围堰整体情况，每道围堰在钢板上每2m设置1个水平和沉降位移观测点，如发生水平位移、倾斜等异常情况需及时采取措施，加固处理。

3.7 围堰拆除

施工围堰拆除前，先对河槽充水，水位平衡后才能进行钢板及钢管的拔除。拔除按与打桩顺序相反的次序进行，拔除采用定位桩船进行，拔出的钢材应及时清除土砂，涂以油脂，拔1根清理1根。

4 围堰荷载及稳定性计算

4.1 参数计算

组合钢板围堰承受荷载的挡水钢板和钢管架材料为Q235钢，围堰类型为三类围堰（结构重要性系数γ0=0.9），根据地质勘探报告，围堰打设深度内土质均为淤泥质土，确定计算参数如表1所示。

表1 计算参数表

4.2 荷载计算

整个围堰受力体系的最危险工况如下：围堰施工结束后，单侧抽水并清淤至设计底标高-0.8m；围堰未抽水侧水位达到设计高潮水位线（该工程为+1.5m）。设计围堰迎水面水深h1=1.5m，涌底线以上淤泥深度h2=4m，背水面淤泥深度h3=3.2m。

（1）设计涌底线以上水压力均布荷载q1计算：。

（2）设计涌底线以上淤砂压力均布荷载q2计算：淤砂的干重度；淤砂的浮重度；。

（3）淤砂面以上的最大均布荷载q3计算：。

（4）设计涌底面以上的最大均布荷载q4计算：。

4.3 结构计算

（1）模型建立。采用Midas Civil软件对围堰钢板及支架、φ203mm×5mm钢管立柱进行整体建模（截取河涌主河道宽3.4m单元）。

（2）施加边界条件。根据各构件实际情况设置材料及界面特性，以设计清淤底面为固定支承，钢板与立杆之间、水平杆与φ203mm×5mm钢管立柱之间按只受压弹性连接，钢管支架各构件之间按半刚性弹性连接。

（3）施加荷载。按荷载模型对钢板施加最危险工况下水压力及淤砂压力。

（4）结构计算。根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）附录B规定，单层钢结构柱顶水平位移容许值[f]=H/60=2800/60=46.7mm，对围堰进行组合变形分析。根据组合变形分析结果，在最危险工况下，组合钢板围堰整体结构发生不同程度的结构变形，其中钢管柱水平位移变形程度最大，最大水平位移fmax=5.43mm＜[f]=46.7mm；满足结构变形安全要求。

4.4 抗倾覆稳定性计算

该项目清淤采用人工水力冲吸，河涌不允许降水，围堰内外侧均采用水土分算法计算主动土压力和被动土压力，根据《钢围堰工程技术标准》（GB/T 51295—2018），对多支撑钢板围堰按以下公式进行抗倾覆验算：

5 结束语

总之，组装式钢板围堰是适用于城市河涌的新型围堰施工技术，围堰材料主要为钢板和钢管，周转率高，不会对河涌产生污染；而且该技术减轻了围堰结构自重，降低了工程造价，简化了施工工艺，缩短了施工工期，利于狭长的、周边环境复杂的城市河涌清淤作业。