太浦闸除险加固工程围堰施工方案.doc

太浦闸除险加固工程围堰施工方案 一、工程概况 太浦闸位于江苏省吴江市境内的太浦河进口，西距东太湖约2km，北距苏州市约50km，是环太湖大堤重要口门控制建筑物，也是太湖流域骨干泄洪河道太浦河的泄洪及输水建筑物。对太湖流域防洪、泄洪及向下游地区、上海市供水发挥着重要作用。现状太浦闸于1958年兴建，现状太浦闸工程严重老化安全类别较低，其规模与现状河道规模不相适应，与规划河道规模更不相匹配。本工程任务是使得太浦闸除险加固规模与河道规模相适应，工程实施能够消除现状太浦闸安全隐患，进一步增加太浦闸行洪能力，同时工程实施还有利于进一步改善太湖流域尤其是太浦河下游河网水环境质量，具有相当的必要性。 太浦闸除险加固工程采用改建方案，即在原址拆除重建，主要建筑物为1级。新建工程由闸室、上游护坦、下游消力池、海漫、上下游抛石防冲槽、上下游翼墙、交通桥、启闭机房和桥头堡等建筑物组成。闸室采用开敞式，共10孔，单孔净宽12m，总净宽120m，底板高程-1.5m，近期设闸槛堰顶高程0.0m，新建太浦闸设计流量784m3/s（远期985 m3/s）。 为了满足太浦闸除险加固工程土建施工及设备的安装干地施工条件，在施工期间，在太浦闸上下游各打一道施工围堰对太浦河进行截流，上下游围堰兼作沟通南北两岸的临时交通道路。太浦闸施工围堰采用均质粘土，围堰填筑量53633 m3，围堰（水上）拆除量3896m3，围堰（水下）拆除量49737 m3。 二、工程水文、地质条件 1.水文气象 太浦闸工程所属区域为北亚热带季风区，四季分明，气候温和，雨水充沛，全年无霜期较长，年平均气温15.7℃，平均年降水量1126.4mm，年平均降雨日数130.1天，降雨主要集中在5~9月，占全年降雨的65%~70%，5~7月梅雨量较多，往往形成涝灾，7~8月天气炎热干燥，干旱年供水不足，7~9月受台风倒槽影响，平均每年2次，产生狂风暴雨，形成风灾和洪涝灾害。年平均降雪天数为6天，平均年最大风速15.4m/s，历年平均大风（阵风8级以上）为3.6天，历年最大风速20.0m/s，平均年蒸发量为1407mm，全年雾日为36天。 2.工程地质条件 工程区位于太湖平原区湖滨堆积平原上，周围湖荡水网稠密。太浦闸两岸地形平坦，北岸紧临公路，南岸临太浦河泵站。场地30m深度范围内可分为7个土层，其中④层分为④1、④2、④3三个土层，⑥层分为⑥1、⑥2两个土层和⑥1夹层、⑥2夹层，主要为淤泥质粉质粘土、粉质粘土、砂质粉土等。水闸主要建筑物建于④1层或④2层暗绿、草黄色粉质粘土上，周围没有断裂构造发育区域，地质构造稳定性较好。 三、围堰设计 工程开工后即开始进行施工围堰的填筑，尽早为后续的工作创造条件。施工围堰按4级水工建筑物进行设计、施工和维护；上游常水位▽3.35m，非汛期10年一遇水位▽4.09m，下游非汛期10年一遇水位▽3.65m，因此上游围堰挡水位按▽4.09m设计，下游围堰挡水位▽3.65m设计。 根据上、下游围堰的挡水高度及其功能不同，围堰断面设计如下： 上游围堰按▽3.35m水位填筑，堰顶标高为▽5.09m，顶宽4.0m，底宽44.58m，上游迎水坡比1:4，背水坡常水位以上坡比1:3常水位以下坡比1:4。迎水坡采用30cm厚袋装土护坡，袋装土下铺设防渗土工膜一层，围堰轴线长约198.9米。 下游围堰按▽3.65m水位填筑，堰顶标高为▽4.65m，顶宽4.0m，底宽40.2m，上下游坡比均为1:4。迎水面部位铺设防渗土工膜，再用纺织袋装土护面的防渗防冲刷措施，围堰轴线长约188.2米。 上、下游围堰的断面图见下图。   EMBED AutoCAD.Drawing.17 
 四、围堰的填筑 围堰施工前申报围堰施工方案，经监理工程师认可批准后开始施工。围堰的填筑的土源采用业主指定的取土区土料。围堰的填筑用挖掘机开挖，自卸汽车进行运输，推土机平整，水下围堰合拢后，再进行水上部分的填筑、推土机分层推平压实，待填至设计高程后再进行围堰内排水。 围堰填筑前对土方运输便道路基进行处理，确保运输车辆随时畅通，水上部分沟段侧先用挖掘机进行地基清理，沟塘清淤、清表，取土区清表、清杂，并经现场监理工程师验收后方填筑。 围堰的施工顺序：上下游围堰同时采用双向进占填筑，上游围堰合拢后再合拢下游围堰，然后加高上下游围堰至设计断面。 围堰填筑时，采用双向同时进占立堵，沿围堰轴线填筑，水下部分采用挤淤法填筑，以便将围堰基底淤泥挤出，以确保填筑的围堰与堰基良好的结合，保证围堰的防渗性及稳定性，由于太浦闸常年排水，受水流冲刷影响，水下淤泥被水流裹挟带走，故围堰处淤泥量不会太多。挤淤法施工时，填土顺序应沿围堰轴线施工，然后逐次向两旁展开，使淤泥向两侧展开。考虑填土车辆和推土机的交叉施工，留出一定车辆施工面，先填土至超出水面0.5米，这样上游围堰就有11米宽施工面，下游围堰有12米宽施工面，然后再进行填土至围堰设计高程。 围堰填筑至设计高程后立即对上下游围堰迎水面部位铺设防渗土工膜，再用纺织袋装土护面的防渗防冲刷措施。具体施工方法如下： 土工膜要求：防渗土工膜采用两布一膜形式（100g/m2布+0.2mm膜+100g/m2布），克重不应小于350g/m2。防渗土工膜垂直于围堰整条布置，土工膜横向搭接宽度不小于0.5m。 土工膜定型尺寸为宽6米长50米，上游围堰迎水面斜长为22.8米，下游围堰斜长为23.5米，考虑土工布延长可以更好延长渗径，对袋装土固角也有帮助，故取土工膜长度为25米，这样裁剪便于操作。在岸边裁剪好之后抬至围堰处按照搭接宽度0.6米整幅搭接好。搭接时一副一副搭接，边搭接边卷。铺设时两条船拉拽至土工布整平，幅度30米，然后船上抛袋装土固角，围堰顶工人随即抛袋装土顺势抛投。依次进行，直至围堰全部土工布整平，袋装土抛投结束。对袋装土要求如下：袋装土装填量为袋容量的1/2~1/3,堆砌时必须纵横交错，错缝搭接，搭接长度不小于1/3袋体。袋装土所用编织袋布的孔径大小应与土粒相匹配，土工织物等效孔径应小于等于0.5倍被保护土的特征粒径。袋装土填筑时应注意保持坡面的稳定。 围堰的填筑执行施工规范的有关要求，逐层碾压密实，同时在施工过程中，严格控制围堰的设计断面尺寸，确保堰体的整体受力和稳定。 五、围堰内降水 围堰内河道面积约4.8万m2，平均水深按4m估算： 积水总量约为4.8万m2×4=19.2万m3 拟采用15KW泥浆泵，单机抽水流量约为150 m3/h，10天排完。 则所需泥浆泵： 1.1×192000÷10÷24÷150≈6台。 上下游围堰靠近围堰坡脚处各布置3台泥浆泵10天可以排除围堰内积水（系数内包含围堰渗水，地基含水，多年平均降水量），排水时严格控制水位下降速率，降水速率为0.5~0.7m/d，排水管通往上下游河道浆砌块石护坡上，为防止对护坡的冲刷，在排水口处架设跳板，跳板上布设土工布。 降水后按照堰体饱和容重计算围堰稳定性结果如下： 上游围堰断面及稳定计算如下所示： 边坡稳定分析—计算报告 1.土层属性 土层名 土体类型 饱和容重(kN/m3) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(°) 层厚m 土层1 4-1 19.9 54 6 2.49 土层2 4-2 19.5 22 6.9 2.50 土层3 3-1 19.3 9 27.5 1.40 土层4 3-2 19.5 8 27.7 4.1 土层4 5 20.2 45 4 10 2.加筋结构(无) 3.坡面荷载(无) 4.其它计算参数 滑动面类型 圆弧滑动面 分析方法 简化毕肖普法 滑动方向 自动设定 土条数 100 计算应力模式 总应力法 是否考虑地震力 否 是否考虑渗流 是 水平地震系数 0.1000 5.计算结果 简化毕肖普法 安全系数Fs = 2.91>1.3，满足要求，围堰稳定 下游围堰断面及稳定计算如下所示： 边坡稳定分析—计算报告 1.土层属性 土层名 土体类型 饱和容重(kN/m3) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(°) 层厚m 土层1 4-2 19.5 22 6.9 3.52 土层2 3-1 19.3 9 27.5 2.8 土层3 3-2 19.5 8 27.7 4.5 土层4 6 20.2 60 6.1 10 2.加筋结构(无) 3.坡面荷载(无) 4.其它计算参数 滑动面类型 圆弧滑动面 分析方法 简化毕肖普法 滑动方向 自动设定 土条数 100 计算应力模式 总应力法 是否考虑地震力 否 是否考虑渗流 是 水平地震系数 0.1000 5.计算结果 简化毕肖普法 安全系数Fs = 2.41>1.3，满足要求，围堰稳定 降水过程中24小时观察堰体的边坡稳定情况，成立抢险救援小组，并不断加固，防止出现险情。围堰填筑完毕后，在堰内有计划地逐步降水，边降水边修筑背水边坡至设计标准。降水过程中随时观察围堰的边坡稳定情况，防止出现险情。 六、围堰填筑质量保证措施 1、填筑围堰前，清理围堰基面及取土区范围内的杂物及浮淤； 2、对土料质量进行严格有效的控制，选用符合质量要求的土料，对土料经常检查，符合规范要求的土料才可进行围堰填筑，土料含水量偏高是时，开挖土方翻晒后填筑于围堰，用来装填和填筑的土料严禁采用含植被等有机质的杂土，宜采用粘性土，监理认为不合格的土料，一律不得采用； 3、严格控制围堰填筑堆进速度及加高层厚，以确保围堰的稳定； 4、施工期派专门人负责围堰填筑的质量控制。 5、对围堰的断面形式、标高等过程进行有效控制，首先由测量员定出围堰的中心位置，后进行填筑，施工过程中随时对其断面进行测量，纠偏。 七、围堰填筑施工和运行的安全保护措施 围堰工程在施工过程中存在的安全隐患主要为： 由于本工程机械较多，施工面狭窄，安全隐患主要为机械事故和坠落事故。围堰施工时需注意土体的稳定性，车辆在堰体上行驶时，注意掌握好车辆的行驶落线，严防坠落至水的事故发生。交通