蔷薇河原地涵拆除方案与内置方案比选

　　蔷薇河地涵位于江苏省宿迁市沭阳县桑墟镇、连云港市东海县吴场镇接壤处 ，与沭新河退水闸、沭新河北船闸、桑墟水电站构成沭新河渠尾水利工程枢纽。蔷薇河地涵建于 1959 年 ，运行近 40 年 ，经省发展改革委批复对蔷薇河地涵拆建。新建地涵倒虹吸钢筋砼箱式结构 ，共 3 孔 ，设计流量 65m3/s，孔径尺寸为 3.50m（高）×3.35m（宽），批准工程建设总工期 11 个月 ，汛前完成水下工程 ，具备工程运行条件。

　　结合工程特点 ，考虑工期较紧 ，通过分析老地涵现状 ，新建地涵洞身布置有必要进一步优化 ，在确保结构安全稳定的基础上 ，达到有效控制投资成本 ，提前工期要求的目的。

　　1 新建地涵洞身设计优化布置

　　原方案为地涵全部拆除后重建 ，经对老洞身侧墙进行稳定计算 ，通过墙后适当减载可维持其稳定 ，优化设计拆除老地涵中隔墙和顶板 ，保留老地涵侧墙和底板 ，利用老地涵底板作为新涵洞底板垫层 ，利用老涵洞的外侧挡墙稍作处理后作为侧墙挡土和新地涵施工的外侧模板 ，将新建地涵布置在老地涵内的方案。

　　根据原地涵现状 ，具备新建地涵布置在老地涵内的条件。新建地涵总宽 12.65m，其中边墩和中墩厚分别为 0.65m 和0.90m，原地涵上、下洞首两边墙内总净宽 12.20m，洞身段两边墙内总净宽从中间向两洞首分别由 13.40m 变至 12.80m 再变至12.20m。根据老涵洞的几何尺寸核算，空间布置不存在问题。（见图 1）
　　
　　2 原地涵拆除方案与内置方案比选

　　1）内置方案保留侧墙挡土 ，可减少土方开挖量和回填量。

　　老涵洞侧墙总高度 5.2m，考虑到一定的安全储备 ，挡土高度至少可利用 3.5m，在施工过程中采取一定的措施和合适的施工次序 ，挡土高度还可以提高。按利用挡土高度 3.5m 考虑 ，土方开挖量可减少 20000m3，开挖量减少 ，基坑回填土工程量也大大减少 ；【图1】

　　
　　2）内置方案保留侧墙和底板 ，可提高基坑稳定性和安全性。原地涵两侧均为回填土 ，长期处于水下 ，该层土的边坡稳定性差 ，通过内置方案可解决基坑稳定问题 ，内置方案利用侧墙挡土 ，减小了基坑开挖深度 ，对边坡的要求较低 ，不需要采取特殊的支护措施 ，确保基坑稳定和安全 ；3）内置方案保留侧墙和底板 ，可减少拆除工程量和废渣处理工程量。经核算，全部拆除总方量约9000m3，总重约2万吨，按内置方案拆除约 3600 余 m3，因回填底板拱腔耗费约 1600m3，废渣清运工程量约 2000m3左右。内置方案拆除工程量减少近60%，废渣清理工程量减少近 80% ；4）内置方案保留侧墙和底板 ，能够缩减工期 ，降低施工难度。基坑土方和拆除工程量的大幅减少 ，可缩减工期 ，减少土方和建筑废渣的堆放场地 ，降低施工强度 ，利用保留的侧墙作新建箱涵的外模 ，减少了立模工作量和模板用量。同时有利于工场布置、施工机械的配置、场内交通运输 ；5） 内置方案保留侧墙和底板 ，可减少施工降排水压力。

　　工程所在地持力层地基为粉质粘土 ，透水性较差 ，通过井点降水以期获得干燥的施工面收效不大。采用内置方案 ，新地涵基本在老地涵底板和侧墙所形成坞式结构中施工 ，由于坞式结构的阻挡 ，确保无水施工 ，排水要求可大大降低 ，只需在坞式结构以外的基坑面上采用明沟排水 ，不一定要采用井点降水。

　　3 内置方案须深入关注的问题

　　1）老地涵侧墙的稳定和底板的强度。保留侧墙和底板 ，拆除顶盖及中间隔墙后 ，结构的受力工作状况发生改变 ，侧墙失去了上支撑后 ，变为重力式挡墙 ；底板失去了压重和支承 ，边载未变的情况下 ，受力发生改变。经复核计算 ，选择侧墙的合理挡土高度 ，总体上是安全的 ，但在实际施工拆除过程中 ，侧墙会有局部松动和损坏。因此 ，要密切关注其变形并采取措施保证老侧墙和老底板安全 ；2）要研究盖板和中墩拆除的方法和次序。由于本工程要保留侧墙和底板，要尽可能地对保留部分结构损伤减少到最小。

　　需研究盖板和中墩拆除的方法和次序 ，在拆除上盖及中隔墩时考虑分期 ，间隔性保留少量留待下一步拆除 ，同进结合新涵洞的施工也是分期和间隔进行的 ，可将两者的施工次序和安排吻合起来 ；3）新涵洞基础建在未拆除的老涵洞浆砌块石基础上 ，要考虑应力不均及沉降等问题。一是对地基产生的附加应力 ，完建期地基反力最大 ，保证地基反力在持力层地基允许承载力之内。二是新涵洞截面为整体连续箱涵结构 ，刚度大 ，反力上的些许不均匀所引起的结构内应力在结构承受范围之内 ，否则由于结构应力变化容易造成新建涵洞墩墙产生裂缝。

　　4 结论

　　本文通过对计方案比选优化 ，确定新建地涵布置在老地涵内的方案 ，经施工验证 ，该方案减少了基坑土方开挖、回填量 ，解决了基坑支护和无水施工 ，保证了基坑稳定和安全 ，降低了施工难度 ，达到了保证工程安全、质量、减少投资和节约工期的目标。

　　参考文献
　　
　　[1]淮安市水利勘测设计研究院有限公司.江苏省蔷薇河地涵拆建工程初步设计报告[R]，2009.