河道围堰施工方案.doc

河道围堰施工方案 一、工程概况 机场南线（京承高速公路～东六环路）公路工程西起京承高速公路，东至东六环路。由西向东分别与京承高速公路、京密路、规划温榆河大道、规划观景路、机场高速公路、机场辅路、规划机场二通道、规划壁富路、东六环路等主要道路相交，路线全长17.97km。全线共分为九个标段，本标段为第五标段，起止桩号为K7+300～K8+539，全长1239m。 本标段工程中涉及跨温榆河的桥梁包括： 1、机场南线南主线桥，B21轴至B25轴，桥梁形式为预应力砼箱梁； 2、机场南线北主线桥，N22轴至N26轴，桥梁形式为预应力砼箱梁； 3、互通式立交Z1桥，Z1-6轴至Z1-10轴，桥梁形式为简支T梁； 4、互通式立交Z4桥，Z4-27轴至Z4-31轴，桥梁形式为简支T梁。 由于必须避开汛期进行围堰施工，因此跨河工程为制约本工程工期的关键。根据本工程的实际，我项目部将做好河道内施工的各项准备工作。待今年汛期结束，立即组织围堰及导流河道施工，并确保2007年5月25日之前，全部完成河道内工程。 二、河道施工导流顺序 1、主线桥施工 本工程中主线桥B21-B25和N22-N26预应力砼箱梁跨越温榆河，B22、B23、B24、N23、N24和N25轴桥梁下部结构位于现况河道内。 （1）、一期围堰 计划开工后，从2006年10月10日开始进行一期围堰，围堰范围由河道东侧向河中心围至过B23、N24轴10米处，围堰后开始进行B23-B25和N24-N26轴下部结构施工。 见《主线桥一期围堰示意图》 一期围堰的同时，在现况河道的西侧河滩上B20-B21和N21-N22轴之间新建一条临时导流河道，施工时严格按照河道管理单位的要求进行，以保证二期围堰后河水能够按要求顺畅流通。 见《导流河道横断面示意图》 （2）、二期围堰 待河道西侧临时导流河道施工完毕后，于11月10日开始进行二期围堰施工。此次围堰从东向西推进将现况河道部分全部封堵住，围堰后进行B21-B25和N22-N26预应力砼箱梁施工。施工过程中通过合理的计划安排，确保于2007年5月25日前清除围堰，恢复河道。 见《主线桥二期围堰示意图》 2、匝道桥施工 本工程中Z1-6至Z1-10、Z4-27至Z4-31简支T梁在机场高速两侧分别跨越温榆河，其中Z1-7、Z1-8、Z1-9和Z4-28、Z4-29、Z4-30轴下部结构位于现况河道内，此两条匝道桥计划按两次围堰同步进行施工。 第一次围堰时间为2006年10月10日至2006年11月6日，围堰范围由河道东侧向河道中心围至过Z1-8、Z4-29轴10米处，在此期间完成Z1-8至Z1-10、 Z4-27至Z4-29轴下部结构及T梁吊装施工。见《匝道桥一期围堰示意图》 第二次围堰时间为2006年11月7日至2006年12月26日，围堰范围由河道西侧向河道中心围至过Z1-8、Z4-29轴10米处，在此期间完成Z1-6至Z1-8、 Z4-29至Z4-31轴下部结构及T梁吊装施工。 见《匝道桥二期围堰示意图》 跨河道桥梁施工完毕后挖开围堰，恢复河道。 三、围堰施工方案 1、主线桥施工 本工程中主线桥B21-B25和N22-N26预应力砼箱梁跨越温榆河，B22、B23、B24、N23、N24和N25轴桥梁下部结构位于现况河道内。 根据我方对现况温榆河调查情况，经研究决定，河道内围堰采用中间填土，外侧加土袋的围堰方法。 计划开工后，先将河床底上的石块、杂草等杂物清除干净，再在河道内采用粘性土或砂夹粘土进行填筑，填土外侧堆码两层土袋，土袋间放置两层彩条布。 主线桥围堰总长185米，高4～6.7米，高于现况水面2～3米，边坡为1:0.5。由于本工程主线桥为南、北并行两座桥，结构形式为现浇箱梁，桥宽共40米左右，因此施工期间进行南、北桥统一围堰，在考虑保证施工过程中箱梁排架搭设及各种车辆通行等占地因素的情况下，围堰宽度设为70米。围堰土方量为32000方。 围堰时，当填土超过现况水面后，每填筑起20cm碾压一次，逐层压实至距围堰顶部1.5米处，压实度保证达到95%。由于此联为现浇箱梁形式，剩余0.5米高度回填级配砂石，保证箱梁施工时地基满足施工要求。堆码的土袋的上下层和内外层互相交错，码放密实平整。在土袋与填土之间设置第一层彩条布防水层，在两层土袋之间设置第二层彩条布防水层，彩条布下部用木楔固定在河床上，并用土袋压实，禁止河水从底部渗入。 见《围堰断面大眼井井位示意图》 2、匝道桥施工 本工程中Z1-6至Z1-10、Z4-27至Z4-31简支T梁在机场高速两侧分别跨越温榆河，其中Z1-7、Z1-8、Z1-9和Z4-28、Z4-29、Z4-30轴下部结构位于现况河道内，此两条匝道桥计划按两次围堰同步进行施工。 与主线桥相同，匝道桥围堰也采用中间填土，外侧加土袋的围堰方法。 此两处围堰分别长110米，高4米，高于现况水面2～3米，边坡为1:0.5。本工程匝道桥结构形式为简支T梁，桥宽12米，由于两个匝道位于在机场高速公路南、北两侧，因此施工期间两个匝道桥同期进行围堰，在考虑保证施工过程中运梁车辆及吊梁车辆通行、站位等占地因素的情况下，围堰宽度设为30米。每条匝道围堰土方量为15000方，共30000方。 围堰时，当填土超过现况水面后，每填筑起20cm碾压一次，逐层压实至围堰顶部1.5米处，压实度保证达到95%。由于此联为简支T梁形式，剩余0.5米高度回填级配砂石，保证T梁吊装时地基满足承载要求。堆码的土袋的上下层和内外层互相交错，码放密实平整。在土袋与填土之间设置第一层彩条布防水层，在两层土袋之间设置第二层彩条布防水层，彩条布下部用木楔固定在河床上，并用土袋压实，禁止河水从底部渗入。其断面形式参照主线桥围堰。 主线桥及匝道桥跨河施工所需围堰土方共计约6.2万方，土方取自河道两侧河滩处，施工结束后对河道、河滩进行恢复。 3、主线桥箱梁排架基础施工及施工降水施工 （1）、围堰施工细节及挖填土方 ①围堰施工：围堰上顶宽3米，高出现有水面2米。双面边坡1：0.5，围堰基础必须座在沙层上，淤泥最深处标高13.83米。此时围堰最高从底到顶6.67米。 ②清淤：在箱梁投影面积外清淤采用直接挖取与抛石挤淤法，在箱梁投影面积下所有淤泥清除施工方法分为：a混水泵配合高压水枪抽吸，b挖掘机直接挖，c明沟抽排水。 ③围堰内平衡土方：在明沟抽水的条件下平衡围堰内土方。统一挖或填至标高16.2米，与承台顶高相同。 在此项工程中共清淤14652立方，共填方4320立方。 （2）排水设施施工 ①设置大眼井：沿围堰内底角1米处每10米设一个60cm大眼井，共设井36口，井深自围堰顶起25米。 ②明沟设置：在大眼井中和围堰之间设置一道明排水沟。宽60cm，深60cm。 ③每个大眼井中设置一个2吋潜水泵 ④为确保基桩施工时的水头，大眼井在钻孔工作开始后要连续抽水，直到承台施工完成。在施工现场必须设置双路电源a、变电线路。b、200KVA电机组。潜水泵具有足够的备用数量已保证及时替换。 ⑤大眼井降水能力验算：本工程中围堰部分基坑开挖需进行降水，采用大眼井形式。基坑底宽50米、长180米、深以7米计，水位为-2米。根据地质勘查资料，该处底面下为细砂层，渗透系数K=1.3m/d。 降水深度（至承台底）：s=7-2+0.5=5.5m 含水层厚度：H=10-2=8m 将基坑假象为一个半径为x的圆进行计算： x=( A/π)^0.5 =(180*50/3.14)^0.5=53m 降水系统的总涌水量： Q=1.366K(2H-s)s/(lgR-lgx) =1.366*1.3(2*8-5.5)*5.5/(lg90-lg53) =446m3/d=0.005m3/s 每米井的单位进水量： q=2πrl√K/15 =2*3.14*0.35*1*√0.000015/15 =0.00057 m3/s 井管长度： L=Q/q=0.005/0.00057=8.7m≈9m 假定降水井间隔10米，井数为36个时 h0=[2.5^2-466*(ln53/36*0.35)/(3.14*1.3*36)] =1.37m 该数值符合n h0=1.37*36=49≥L=9条件，因此降水井满足要求。 (3)、基桩、承台、基墩柱施工： ①基桩：土方回填和开挖后首先实施降水，必须保证钻孔内水头高于地下水3米以上。 ②承台：灌桩完成后下挖3米凿桩头，检测。打垫层进行承台施工，待承台施工完毕后可以局部或全部停止大眼井降水。 ③墩柱施工。（略） ④施工现场道路 由于堤顶标高24米，工作面标高15.2米，高差7.8米。在围堰内侧设置一条施工道路长90米。坡度8.7%。道路结构为50cm级配砂石。 （4）、排架基础施工 在墩柱拆模并做好保护后开始进行排架基础施工，首先处理承台四周基坑，其次分层填方碾压，每层20cm，压实度按公路路基工程标准一直回填到河道水面以上50cm，最后再回填一层50cm厚级配砂石，回填材料共高出河道现有水位1米。比围堰顶低1米。 在此项工程中共填方25509立方。 回填级配砂石3600立方。 在填方过程中如果工作面有水，则继续采用大眼井降水并把大眼井井壁向上接长。 箱梁底模施工完毕后进行箱梁预压，在箱梁底模上放置沙袋或其他配重材料配载，并对基础沉降量进行观测，总结出沉降数据。 （5）、排架基础验算： 因目前箱梁图纸未到暂以2.6米高箱梁箱体最重处配杆模式进行单杆地基承载力验算，取排架60×60方阵，杆下铺设枕木（16×22×250cm）。其计算模式简化为:22cm×60cm计算地基承载力： 按排架处于最不利位置计算，选择在箱梁肋板处，梁高2.6米，采用0.6*0.6m的矩阵布设，支架下方垫衬0.16*0.22m的黑枕木。砼容重采用26KN/m3。 ⑴ 采用公式： N≤Rd N/Ad≤K×fak 标注：Rd ——底座承载力设计值，一般取40KN； Ad ——立杆基础的计算底面积，按枕木底面积计算； fak ——地基承载力特征值，按填筑材料为砂砾，压实度达到97%，查表得200Kpa； K —调整系数，取0.97； ⑵ 计算： ① N=0.6m×0.6m×2.6m×26KN/m3=24.32KN≤Rd=40KN 合格 ② Ad =0.22m×0.6m=0.132m2 N/Ad=24.34KN/0.132 m2=184.09Kpa K×fak=0.97×200Kpa=194 Kpa N/Ad≤K×fak 合格 四、围堰稳定性计算 在本工程围堰过程中，边坡的内、外出现水位差，在挡水土堤内形成渗流场，浸润线在下游坡面逸出，这时，在浸润线以下，下游坡内的土体除了受到重力作用外，还受到由于水的渗流而产生的渗透力作用，因而使下游边坡的稳定性降低。 渗流力可用绘流网的方法求得。 先求滑弧范围内每一流网网格的平均水力梯度i i＝1 作用在网格上的渗透(流)力：  EMBED Equation.3 
 =10*1*13=130 式中： EMBED Equation.3 
——水的重度； Ai——网格的面积。 求出每一个网格上的渗透力Ji后，便可求得滑弧范围内渗透力的合力TJ。将此力作为滑弧范围内的外力(滑动力)进行计算，在滑动力矩中增加一项：  EMBED Equation.3 
 =130*18=2340 式中：lJ——TJ距圆心的距离。 如果水流方向与水平面呈夹角θ，则沿水流方向的渗透力j = EMBED Equation.3 
。在坡面上取土体V中的土骨架为隔离体，其有效的重量为 EMBED Equation.3 
。分析这块土骨架的稳定性，作用在土骨架上的渗透力为 EMBED Equation.3 
。因此，沿坡面的全部滑动力，包括重力和渗透力为  EMBED Equation.3 
 =22*10*sin30+10*1*cos0 =120 坡面的正压力为  EMBED Equation.3 
 =22*10*0.87-10*