污水干管下穿南北运河工程
围堰施工方案比选
一、工程概况
污水管为111111的一条重要污水干管，它西起金水河，向东沿111111接入1111111的王新庄污水处理厂进厂干管，管径d600～d1100，修建时间约为2004年，现状污水干管位于11111111路中南18.5m 。下穿南北运河段管位调整至中南38.5m ，距离意夏桥13.5m ，现状污水干管管径为1000mm ，管材为钢筋砼承口管。
通过近年来的运行，发现部分过河段管道接口存在漏水现象。为防止污水岸边马道处污水渗出，需对其南北运河段污水干管进行改造，改造方案如下：在原管位的南侧重新建一道DN1000污水管道；之后对现状管道进行废除新建，管径DN1000，两道管道的进出水口设置闸门，以便互为备用。
本污水工程过河段在围堰内采用开槽法施工，河道断面见下图：
二、方案比选
㈠ 土围堰
由于本工程河道为静水河道，围堰施工由一侧向另一侧填土施工作业。围堰采用粘性土或者粉砂黏质土。填出水面后进行夯实。
围堰顶部宽度不少于3.5m ，以作为施工便道，堰外边坡按照1:2进行放坡，堰内边坡按照1:1进行放坡。围堰施工前，堰底进行抛石挤淤处理，抛石厚度50～1000cm 。围堰断面如下图所示：
㈡ 钢板桩围堰
1、河道内钢板桩围堰施工通常有下列三种方法
方法一：先进行土围堰，然后在土围堰上进行钢板桩施工。
方法二：利用工程船作为施工平台进行钢板桩施工。
方法三：利用钢便桥等平台进行钢板桩施工。
2、钢板桩围堰施工方法的选择
本工程由于不考虑采用土围堰施工，故不采用方法一；由于本工程位于城市腹地的人工内河，工程水位较浅，工程船进入本工地困难，且工程船租赁成本高，故本工程不考虑采用方法二；根据现场实际施工条件，本项目宜采用钢便桥作为钢围堰施工平台进行钢板桩施工。
3、钢板桩施工方案
⑴ 施工流程：钢便桥架设→钢板桩施工→钢板桩拔除→钢便桥拆除 ⑵ 施工方法
① 钢便桥设计
钢便桥上部结构为：6排贝雷片，贝雷片排间距1.1m
（6.0m=5*1.1m+2*0.25m）；两贝雷梁间每3m 设置一道支撑片，分别沿桥跨方向搁置下横梁上，贝雷梁顶层纵向分配梁设置间距15cm 的Ⅰ12工字钢；顶层桥面采用1.2mm 厚压花钢板。在桥面两侧用25#A型工字钢焊接在桥面上作为护轮带，在工字钢外侧设置1.2m 高的安全护栏。桥面净宽5.5m 。
钢便桥下部结构为：桥墩基础采用打入直径50cm 钢管桩，单排桩基础沿桥跨方向设计1排共3根，净间距215cm ，顺桥向间距1500cm 。钢管桩采用振动锤击沉桩，桩顶设60cm*60cm*1.2cm钢板封头，根据计算桩长确保钢管桩入土深度，桩实际沉入深度需按便桥桥面与便道顺接为原则进行控制，单个墩钢管桩纵横向需设22#槽钢剪刀撑。每排桩钢板封头上设双排36#B型工字钢作为盖梁，将2根工字钢双拼焊接。
桥台位置设置河道两侧马道上，便桥桥长102m ，便桥设置在南北两道围堰的外侧。
② 钢便桥架设
钢便桥由一侧岸边往另一侧岸边逐跨施工，依靠钢管桩重力插入覆盖层中，待桩身有一定稳定性后，再利用吊车吊起振动锤夹住钢管桩，开动振动锤振动下沉钢管，待第一节钢管桩沉放一定标高后，然后在其上进行
第二节钢管桩对焊，并用搭接板进行加强。钢管桩逐排沉放，一排钢管桩沉放完成后，接着施工改跨上部结构，再移至下一跨。
③ 钢板桩插拔施工
以钢便桥作为钢板桩围堰施工平台，利用振动锤按照钢板桩施工工艺进行钢板桩围堰施工和钢板桩拔除施工。
钢板桩采用拉森钢板，钢板长度12m ，围堰高度3m 。钢板桩与河道两侧马道交接处用土袋进行封堵。
④ 钢便桥拆除
在钢板桩围堰拔除后，由一侧岸边往另一侧岸边逐跨拆除施工，先拆上部结构后拆下部结构，钢便桥拆除施工顺序与架设施工顺序相反。
三、技术比较
土围堰一般适用水深浅，水流速度小的河流，施工方法简单，施工速
度快，施工工期短。
钢板桩围堰一般适应于深水，流速较大的砂类土等河床，施工复杂，施工钢板桩围堰需要有施工操作平台，同时也增加了施工工程量，从而增加施工工期和施工风险。
由于本工程位位于城市腹地的人工运河内，河道内水深较浅，且为静水，按照通常施工方法，从技术角度，宜优先采用土围堰施工，其施工方法简单、方便，工期短，施工风险低等优点。
四、经济比较
㈠ 土围堰
1、工程数量
⑴ 抛石挤淤数量：12.5*0.75*100.08*2=1876.5m ³
⑵ 土方填筑数量：（0.5*（3.5+12.5）*3）*100.08*2=4803.84m ³
2、工程造价（含拆除费用）
土围堰造价：97.887万元（造价详见附表）。
㈡ 钢板桩围堰
1、工程数量
⑴ 钢便桥数量
贝雷片（带上下加强弦杆）数量：34片*6*2=408片
钢管桩数量:（长度15m ，厚度1cm ）：（66排*3根/排 *2）*1.849t/根=732.204t（3.14*0.5*0.01*15*7.85=1.849t）
桩顶钢板封头数量：（66排*3根/排 *2）*0.034t/根=13.464t（0.6*0.6*0.012*7.85=0.034t）
22#槽钢剪刀撑：（1.8m*10*35*2）*10.007kg/m=12608.82kg=12.609t 36#B工字钢盖梁数量：（66*2*6m）*65.689kg/m=8670.948kg=8.671t Ⅰ12工字钢数量：680*2*6*13.987 kg/m=114.134t
1.2mm 厚压花钢板：2*102*6*0.0012*7.85=11.530t
25#A型工字钢数量：102*2*2*38.105=15546.84kg=15.547t
直径38mm 钢管护栏数量：（86*1.2*2+102*2）*4*3.84kg/m=6.304t
⑵ 钢板桩数量
拉森钢板(SKAP-Ⅳ型) 数量：250*2*12*76.1kg/m =456.600t( 宽40cm ，重76.1kg/m)
20#B型工字钢钢围檩数量：100*2*36.524kg/m =7.305t
⑶ 土袋堆码方量
0.5*（0.5*5.5*0.5+0.5*1*1）*3*4=11.25m ³
2、工程造价（含拆除费用）
钢板桩围堰造价： 万元（造价详见附表）。