張信偉，胡峰軍，李靖，黃亞棟

（湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，湖北 武漢 430051）

1 工程概況

河南省沙潁河周口至逍遙段航運(yùn)開發(fā)工程位于河南省周口市境內(nèi)，上距漯河節(jié)制閘28.4km。周口樞紐是沙潁河周口至逍遙段渠化河段的第2級樞紐，其上游27.9km為葫蘆灣樞紐，下游29km為鄭埠口樞紐，距下游界首常勝溝91.5km。周口船閘是周口樞紐的通航建筑物，閘址位于沙河周口大閘南側(cè)，濱河路與漢陽路交叉口北側(cè)。船閘為Ⅳ級，可通行一頂二駁500t船隊，閘室有效尺度為120×12×3.2m。船閘主體結(jié)構(gòu)長655.93m，其中上閘首長22.0m，閘室長130m，下閘首長22m，上、下游導(dǎo)航及靠船建筑物總長分別為234.29m、247.64m。船閘上、下游引航道采用反對稱布置形式，曲線進(jìn)閘、直線出閘。上、下游引航道底寬均為40m，邊坡均采用1:2,最小彎曲半徑為330m，引航道出口軸線與沙潁河主航道軸線平面夾角為：上游為27°,下游為52°。在距上閘首上邊緣約3km及距下閘首下邊緣約2.5km處布置調(diào)度區(qū)。

工程于2016年5月基本完工，2017年過水通航，至今運(yùn)行良好。

2 船閘下游引航道和防汛信號塔的布置關(guān)系[1]

船閘下游引航道左岸有一座防汛通訊鐵塔，該塔位于引航道頂部道路中間，妨礙交通，經(jīng)多方協(xié)商，需對塔基進(jìn)行防護(hù)。下游引航道和塔基的位置關(guān)系詳見圖1。

圖1 下游引航道和通訊鐵塔相對位置圖

3 自然條件

3.1 工程水文

沙潁河水文站較多，具備幾十年的水位、流量和雨量資料。本航運(yùn)工程河段的沙潁河周口至逍遙段，全長55.9km，根據(jù)1971～2009年實測流量系列和水量調(diào)查資料，進(jìn)行徑流還原分析計算。經(jīng)計算，周口（二）站多年平均年徑流量35.02億m3，最大年徑流量為1984年的82.08億m3，最小年徑流量為1997年的13.66億m3。根據(jù)水文資料計算船閘設(shè)計水位詳見表1。

表1 船閘設(shè)計水位

3.2 工程地質(zhì)[2]

周口船閘地層時代主要由第四系全新統(tǒng)（Q4）、上更新統(tǒng)（Q3）及中更新統(tǒng)（Q2）沖洪積層組成，共分9個工程地質(zhì)單元，顏色為灰褐、土黃、黃褐、棕褐、黃色等，巖性由粉質(zhì)粘土、粉土、砂土、粘性土與粉土交錯組成，地層分布基本穩(wěn)定。各土層物理性質(zhì)及力學(xué)參數(shù)見表2。

表2 周口船閘各土層力學(xué)指標(biāo)表

4 防護(hù)方案

4.1 樁錨支護(hù)方案[3]

鉆孔灌注樁排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)作為一種常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)，適用于中等深度（6～15m）的基坑圍護(hù)，具有無振害、無擠土等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，采用灌注樁樁徑1.0m，樁間距1.8m，樁長23m，樁入土深度15.5m，樁外露長度7.5m，設(shè)置2道錨桿，圓形樁的反力計算寬度為1.8m。樁錨支護(hù)斷面圖如圖2所示。

圖2 樁錨支護(hù)斷面圖

根據(jù)地基土層參數(shù)、頂面荷載、樁錨設(shè)計尺寸等邊界條件采用geo5軟件進(jìn)行計算，分別對樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)位移、整體抗滑穩(wěn)定進(jìn)行了計算分析。計算結(jié)果顯示，樁錨結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.52，結(jié)構(gòu)最大位移為47.7mm，均滿足規(guī)范要求。計算結(jié)果詳見圖3～4。

圖3 樁錨支護(hù)位移計算結(jié)果圖

圖4 樁錨支護(hù)整體抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果圖

圖5 墻錨支護(hù)斷面圖

4.2 墻錨支護(hù)方案

地下連續(xù)墻厚度0.8m，墻深23m，設(shè)2道錨桿，錨桿水平間距1.8m，其余與樁錨支護(hù)方案相同。計算簡圖如圖5。

根據(jù)地基土層參數(shù)、頂面荷載、樁錨設(shè)計尺寸等邊界條件采用geo5軟件進(jìn)行計算，分別對墻錨支護(hù)結(jié)構(gòu)位移、整體抗滑穩(wěn)定進(jìn)行了計算分析。計算結(jié)果顯示，墻錨結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.52，結(jié)構(gòu)最大位移為69.20mm，均滿足規(guī)范要求。計算結(jié)果詳見圖6～7。

與樁錨支護(hù)方案對比分析，墻錨支護(hù)方案也能滿足防護(hù)需要，也能滿足規(guī)范對支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求，單位寬度最大剪力、最大彎矩與樁錨支護(hù)方案基本相同，最大位移略大。

圖6 墻錨支護(hù)位移計算結(jié)果圖

圖7 墻錨支護(hù)整體抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果圖

4.3 施工組織

首先進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣，進(jìn)行灌注樁或者地連墻平面定位。其次進(jìn)行灌注樁或者地連墻的施工，同時應(yīng)注意鋼筋籠上預(yù)埋錨桿、pvc管及排水管等預(yù)埋設(shè)施。待樁身或者墻身達(dá)到一定強(qiáng)度后開挖土方。第一次土方開挖到設(shè)計高程，施工第一層錨桿。錨桿達(dá)到一定強(qiáng)度后第二次土方開挖，施工第二層錨桿。完成后進(jìn)行錨桿檢測，達(dá)到設(shè)計要求即可。最后進(jìn)行下部引航道邊坡施工。

5 方案比選

（1）樁錨方案費(fèi)用估算約為933.09萬元，墻錨方案費(fèi)用估算約為1143.10萬元，樁錨方案相對節(jié)約費(fèi)用210.01萬元。

（2）從施工工藝角度看，樁錨方案施工相對方便，施工工藝較為簡單。

兩方案均能滿足塔基防護(hù)要求，均能順利開展施工。綜合現(xiàn)場施工條件、費(fèi)用估算和施工組織，優(yōu)先采用樁錨方案作為本塔基防護(hù)工程方案。

6 結(jié)論

（1）樁錨支護(hù)方案和墻錨支護(hù)方案為局部工程防護(hù)常用的工程措施，均可行，因地制宜選擇合適的防護(hù)措施。

（2）本工程防護(hù)采用樁錨支護(hù)方案相對較優(yōu)，工程已正常運(yùn)行一年多時間。

（3）局部防護(hù)工程施工應(yīng)做好現(xiàn)場施工組織和協(xié)調(diào)，盡量減少或避免與周邊工程同時施工的相互干擾。