孟宪刚

（江苏省水利建设工程有限公司，江苏 扬州 225004）

苏南运河三级航道整治工程吴江联丰段的建设规模为三级通航标准，航道底宽不小于70 m，航道直立式护岸口宽不小于90 m，航道水深不小于3.2 m。

此次整治航段自沪苏浙高速公路桥附近（58K+040）至平望运河大桥附近（62K+850），整治长度约4.81 km。C型护岸为西岸老护岸加固，采用钢筋混凝土方桩结合浇筑水下混凝土、混凝土贴面结构。

1 水文气象和工程地质

1.1 气象

苏南运河属亚热带湿润性季风海洋性气候。年平均气温16.3～17.1℃，历年最低气温-12.8℃，历年极端最高气温达38.2℃。气候温和，四季分明，全年平均温差变化不大。

全年无霜期237 d，无霜期长，日照充足；年平均相对湿度78%左右；常年主导风向东南偏东风，最大风力14.7 m/s，平均风力3 m/s；雨量充沛，多集中于6—8月份，年降水天数160 d左右，历年平均降雨量为1069 mm，日最大降水量为336 mm，最长连续降水天数为8 d。

1.2 工程地质

1）地形、地貌

航道沿线属长江下游冲击平原，地貌类型为太湖流域堆积平原中平坦水网化平原，地形平坦，地势微向东倾，河网密集。地面高程2.0～4.0 m不等。

据区域地质资料，本区属新构造运动长期沉降区，第四系覆盖层厚度较大，厚度120 m左右.地层属扬子地层区江南地层分布，晚第三纪及第四纪地层发育较全，地表浅部主要以第四系全新统的湖-沼相堆积为主。根据区域地质资料，区内地质构造复杂，华夏系构造体系则是本区主要构造骨架。

2）工程地质

本次勘探揭示本段航道所经区域内20 m以浅土层均为第四系，分为全新统和上更新统，其岩性及分布特征如下：

1-1层（Q4）：粉质粘土，黄色、灰黄色，可塑，中等偏高压缩性，上部1 m内夹草根和树皮。部分为根植土和塘埂。此层土性质松散，成分不均，厚度不均，全线分布，厚度0.6～3.2 m，层顶标高0.2～2.0 m。

1-2层（Q4）：淤泥质粉质粘土含大量腐殖物，灰色、灰黑色，流塑，高孔隙比，高压缩性，高含水量。勘察区广泛分布，厚度0～2.3 m，层顶标高-1.0～1.5 m。

1-3层（Q4）：粉质粘土混粉砂，灰色，其中粉质粘土软～可塑，中等压缩性，此层土实测标贯击数3～11击，位于1-1层和1-2层之下，分布不连续，厚度 0～2.6 m，层顶标高-1.6～1.5 m。

2层（Q4）：淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土混粉砂、淤泥，灰色，流塑，局部含少量黑色腐殖物、淤泥质粉质粘土。标贯击数1～2击，勘察区连续分布，为主要软土层。厚度一般大于10 m，层顶标高-1.7～-0.8 m。

3-1层（Q3）：粘土，黄灰色、灰黄色，可塑～硬塑，中等偏低压缩性。仅分布在K59+560～K60+536间，厚度 0～3.7 m，层顶标高-1.9～-3.9 m。

3-2层（Q3）：粉质粘土，灰黄色、灰色，可塑，中等压缩性。仅分布在K58～K60+800间，厚度0.9～4.2 m，层顶标高-5.0～-17.0 m。

4-1层（Q3）：粉质粘土，黄灰色、灰色，可塑，中密状态，湿，分布在3-2层之下，厚度大于3.1 m，部分勘探孔未揭露此层。

4-2 层（Q3）：粉质粘土混粉砂，灰色，软塑～可塑，中等压缩性，厚度大于3.0 m，仅部分孔揭露此层。

4-3层（Q3）：粘土，灰黄色，硬塑，低压缩性，仅钻孔ZK10揭露此层层顶界面。

2 施工难点

1）模板固定。苏南运河航道幅面狭窄，来往船舶多，形成的浪涌达1 m左右，产生的拉力与水下混凝土施工时的侧压力结合，易造成涨模或跑模，导致混凝土泄露甚至墙身坍塌。

2）模板堵漏。老护岸底部有底板，并且因历史上多次加固加高，导致墙身多处突出。而要保证水下混凝土施工质量，则需要基本保证模板内为静水，防止漏浆。模板堵漏为内河航道近岸水下混凝土施工的重中之重。

3 施工方法

3.1 挖泥船清障、清槽

要保证水下混凝土底高程、宽度及模板底端能够切入土中，必须对施工部位进行清障，以清除掉土中块石、垃圾等障碍物。若因清除块石造成超深，则需要使用粘土进行回填填平或模板安装后在内外侧进行堵漏。

3.2 模板制作与安装

1）模板制作。模板采用组合钢模板，其单块长度为10 m，高度为2.6 m。前模模板的板面采用4 mm钢板，设置横向和竖向围囹间距400 mm，横向围囹采用10号槽钢；竖向围囹采用20号槽钢，下部做成楔形，比模板长出70 cm，模板的最下边使用10号角钢，以利用角钢的直边使模板下切入土，以增强模板的稳定，模板安装时时压入土中20 cm，可防止混凝土的溜跑。为保证水下混凝土浇筑出水面后清除浮渣，保证质量，在前模板背水面▽1.2 m处焊接0.4 m×0.4 mU型钢板。

2）模板安装

a）边线控制。老护岸可能不顺直，为避免长距离控制线型导致局部地区水下砼浇筑断面不符合设计要求，采取视原护岸线型分段取直的原则，使用GPS在护岸后的平地上设置与新护岸前沿线后移1 m（此距离视老护岸的顺直情况调整）的控制线，施工时以此向外量出1 m作为模板前沿线。

b）安装过程。模板安装分段间隔进行，下水安装前，必须用挖泥船抓斗对模板下口淤泥进行二次清理，并尽可能地使底面平整，以确保模板平实地着落在预定位置，并平行压入土中20 cm，防止混凝土溜跑。

用船上吊杆配置卷扬机或者滑轮组起吊模板，使用钢丝绳栓系在模板两侧的槽钢突出部分上，启动设备将模板吊起，移至设计前沿线位置上，此时将模板缓慢下沉。因侧模板已经与前模板连接牢固，当侧模板与老护岸墙身连接上时，前模板与老护岸间距基本已经满足了设计断面宽度要求，此时再按照所放出的控制线仔细校核，使偏差在容许范围内。

立模时，先在模板外侧放出固定模板用的槽钢的桩位，并用脚手管横向连成一体。模板内侧用合适长度的15 cm×15 cm预制小方桩卡在模板和老驳岸之间，间距1 m，上口用木方固定模板，以保证模板准确定位和断面尺寸。木方在浇筑过程中应逐个拔除，模板上口采用在老墙身上设置膨胀螺栓外接拉条固定，拉条采用14 mm圆钢，间距40 cm，每根20号槽钢处设一根，用碟卡和螺母固定在20号槽钢外侧的两根水平焊管上。在老驳岸顶用电钻打深度不小于15 cm直径20 mm的孔，用φ20 mm圆钢做地锚和拉条，拉条一端带有弯钩，与地锚焊接牢固，焊缝要连续饱满，另一端与20号槽钢外侧两根水平焊管对拉，拉条间距80 cm，同时用3个1 m的倒链在中间加密加固。当老驳岸压顶不牢固，不能生根固定拉条时，可以在墙后填土中打入脚手管做地锚，通过扣件固定脚手管。替代原来直径20 mm的拉条，根数不变。如果墙身的块石结构过于松散，可先用砂浆砌筑修理，然后打膨胀螺栓生根。

侧面封头模板根据各段尺寸的不同采用异形钢模板，并与前模用钢栓连接成一个整体，侧模和前模连接处要做成略大于90°的拐角，便于拆模板和保护混凝土棱角。侧模板的尺寸比理论尺寸小10 cm，安装模板时根据老驳岸的具体轮廓在侧模与老驳岸之间加一块不定尺寸的木模板，用海棉粘贴在木条上填塞缝，用模板钩和钢管固定，模板固定牢固后，测量人员在模板内侧面上用红油漆画出灰口线，灰口线标高为▽1.6 m。

侧模板与地板前趾、地板间缝隙使用袋装混凝土封堵。

3.2 水下混凝土浇筑

1）原材料。该工程采用C30商品混凝土，坍落度为160～200 mm为宜，在施工之前委托苏州市交通工程检测中心对生产厂家的配合比进行试验验证，按照施工检验频率留取试块，及时查验3 d强度及7 d强度，以查找相关问题，以便采取措施。使用导管法浇筑，浇筑前必须先检查混凝土泵的输送管线确保不透水。

2）浇筑过程。浇筑前将导管用自制的钢卡子固定好，防止导管晃动，管底高于基槽底不超过20 cm。在导管内水面处塞一个用编织袋包裹的海棉球，使混凝土与水分开，并用铅丝栓住，铅丝头挂在导管口处。接着向导管中灌混凝土，至导管内即将灌满时，将铅丝头剪断，混凝土涌出后将管口埋住，此时混凝土泵送不间断，连续浇灌，并用标杆测量水深，直至到达高出水面0.1 m。导管外壁固定上钢箍，用于栓绳提升导管，汽车泵浇筑时，不需要拆导管，即可完成泵送。混凝土浇筑完成后，将导管清洗干净，收好下次使用。

当路边的绿化带宽度超过20 m时，需用地泵完成混凝土入模，届时，导管需拆掉一节浇筑，整个过程必须确保导管埋深不小于40 cm，地泵输送结束后，必须用清洗球冲管，把泵管内的混凝土送入模板内，减少浪费，然后再用清水冲洗泵管。

混凝土浇筑顶标高应比设计略高，将浮渣清除，以保证混凝土强度，顶面人工抹平，留毛面。

混凝土应连续浇筑，然后再浇筑夹档的部分，根据施工图，沉降缝每5 m设置一道，浇筑夹档前在已经浇筑完的混凝土断面用钉子固定PEP3型缝板，安装要牢固防止漂走。

3）拆模。混凝土达到一定强度后拆模（2.5 MPa），拆模时应注意模板不要碰到混凝土面，做好保护。按混凝土养护要求及时养护。

4 结语

近年来随着“低碳环保”的经济发展策略推行，作为运力大、资源省、成本低的内河水运逐渐受到重视，随之航道老护岸破损严重，航道通航能力低的矛盾也日益凸显，因此老护岸加固、拓宽工程也逐渐兴起，而老护岸加固通常都采用了桩基加固水下混凝土的施工方法，此方法节约占地，施工时基本不影响通航，优点较多，但同时因为不构筑临时围堰，也导致了施工质量并不理想。

因此本方案虽然未采取新工艺、新材料，但是经过科学、合理、完善的设计，基本保证了水下混凝土施工过程中模板内静水、无明显泄露，基本无涨模和跑模情况。经过了施工控制后，水下混凝土的强度及外形尺寸等指标均达到规范要求。