狭窄河道复杂地质条件下悬臂式小跨度双排钢板桩围堰关键技术研究及实践

南水北调东线一期工程杨官屯河闸位于杨官屯河入南四湖湖口处，该处河道狭窄，为满足主体工程施工和施工期导流导航，需在河道中建设纵、横向围堰。工程位于山东、江苏两省交界处，地理位置特殊，施工占地问题非常敏感，加上工程位置处地势普遍低洼，就近取土筑堤异常困难，难以建体积庞大的土围堰。经方案比选，研究采用悬臂式小跨度双排钢板桩围堰。

课题从悬臂式小跨度双排钢板桩围堰在狭窄河道复杂地质条件下的应用为出发点，利用钢板桩结构简单、强度高、自重轻、容易打入坚硬土层、防水性能好、能按需要组成多种断面形式、可多次重复使用等优点，从钢板桩作为施工围堰的使用条件、结构型式、工作原理、受力特点、计算方法、施工过程及保障措施等方面进行研究，结合工程实际情况，建立一个由地形地质条件、专家经验、钢板桩围堰特性认知及施工过程于一体的概念模型，通过三维静力有限元法的应力变形及稳定性分析，确保围堰的安全性，通过实践验证理论计算成果。

成果的先进性和创新点：

（1）利用小跨度双排钢板桩围堰横断面小的优势，采用悬臂式双排钢板桩结构，解决了钢板桩围堰在狭窄主河道中应用的难题。

（2）在地基中存在采砂塌陷区空洞的复杂地质条件下，采用双排钢板桩间设灌注桩组成联合体的设计方案，解决了复杂地质条件下小跨度钢板桩围堰的稳定难题。

（3）在施工期高水头作用下，通过采用止水性更好的拉森型钢板桩，并在钢板桩内侧铺设防渗土工膜，解决了侧向防渗及钢板桩间渗漏的技术难题。

（4）通过半理论半经验的公式计算及三维静力有限元法的应力变形及稳定分析，解决了悬臂式双排钢板桩的设计计算难题。

（5）通过采用合理的施工工艺，即设置打桩机临时支撑、打桩同时对其已打入的钢板桩及时加固等措施，解决了短时间简易快速施工的技术难题。