1、水厂取水口工程施工设计方案一、总体概述1.1编制依据(1)市大港水厂一期取水工程施工招标文件；(2)大港取水口江中取水管延伸工程岩石工程勘察报告；(3)建筑安全施工检查标准JGJ59-2011；(4)混凝土结构工程施工质量验收规GB50204-2015；(5)工程测量规GB50026-2007；(6)建筑桩基技术规JGJ94-2008；(7)建筑地基基础工程施工质量验收规GB50202-2002；(8)碳素结构钢GB/T700-2006；(9)钢筋焊接及验收规JGJ18-2012；(10)焊缝无损检测 超声检测技术、检测等级和评定GB/T11345-2013；(11)钢结构工程施工质量验收规G
2、B50205-2001；(12)工业金属管道工程施工规GB50235-2010；(13)施工现场临时用电安全技术规JGJ46-2005；(14)建筑工程施工现场供用电安全规GB50194-2014；(15)建筑机械使用安全技术规JGJ33-2012；(16)建筑防腐蚀工程施工规GB50212-2014；(17)建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2013；(18)屋面工程技术规GB50345-2012；(19)办公建筑设计规JGJ67-2006；(20)屋面工程质量验收规GB50207-2012；(21)建筑装饰装修工程质量验收规GB50210-2001；(22)建筑部装修设计防火规G
3、B50222-95；(23)建筑装饰装修工程质量验收规GB50210-2001；(24)民用建筑工程室环境污染控制规GB50325-2010；(25)智能建筑工程质量验收规GB50339-2013；(26)建筑电气工程施工质量验收规GB50303-2015；(27)等电位联结安装15D502；(28)建筑物防雷设施安装15D501；(29)接地装置安装14D504；(30)安全防工程技术规GB50348-2004；(31)建筑物电子信息系统防雷技术规GB50343-2012；(32)顶管施工技术及验收规（试行）；(33)水工混凝土施工规DL/T5144-2015；(34)给水排水构筑物工程施工
4、及验收规GB50141-2008；(35)给水排水管道工程施工及验收规GB50268-2008；(36)给水排水构筑物工程施工及验收规GB50141-2008；(37)给水排水工程顶管技术规CECS246-2008。1.2编制原则（1）质量保证原则进行全过程质量管理，确定各分部工程质量控制程序，明确工程质量目标。结合本工程特点、重点与实际情况制定切实可行和行之有效的施工方法与质量保证措施，确保工程质量一次性验收合格率100%。（2）工期保证原则根据业主招标的工期要求，合理配置各类资源，用科学方法组织施工，使每项分部分项工程衔接有序，确保各节点计划目标的实现，从而保证总体计划进度得到实现。（3）
5、环境保护原则本工程各项生产、生活设施严格按环保要求进行布置，搭设，施工过程中实施文明施工，采取针对性有效措施将施工噪音、灰尘控制在最低程度，杜绝施工中产生的废弃物与废污水对周围环境的污染，做到集中处理，规处置。（4）技术保证原则根据本工程的特点，吸收以往成熟的施工技术、施工工艺、管理方法和既有的施工经验，选择可靠性高，可操作性强的施工技术方案进行施工，确保工程优质、快速、安全地完成。（5）安全施工原则以人为本，开展安全生产活动，维护和保障每位施工人员的安全与健康，运用安全体系进行日常安全生产管理，建立消防安全体系。1.3工程概况市大港水厂一期取水工程位于省市新区，紧邻江心汽渡。项目总造价约10
6、000万元，主要建设容为新建取水泵房、配电间、加药间土建及配套工艺、自控、电器照明工程，安防管道工程，顶管工程，取水头部工程等。新建取水泵房、配电间、加药间总建筑面积约2575m2，其中取水泵房1290m2(含水池)，配电间建筑面积739m2，加药间建筑面积546.0m2。建筑基础均采用PHC桩基础，桩型号规格为PHC500 AB100/30。主体结构混凝土等级为C30，垫层为C15。图1.3-1取水泵房、配电间、加药间平面布置图本工程顶管一共两段，东侧顶管长1615米，DN1800顶管采用Q235B 的碳素结构钢，壁厚22mm。顶管穿越主航道段覆土较浅处应采用抛石稳定河床，保证管顶覆土厚度不
7、小于8 米。顶管工作井为C30 防水钢筋混凝土圆形沉井，外径17.6m，径15.0m，顶管井设计起沉标高+5.5m，下沉深度38.5m，封底采用水下C25混凝土。工作井至取水泵房顶管长度98.6米，采用DN1600顶管，材质为Q235B的碳素结构钢管。泵房接收井，设计起沉标高+5m，下沉深度15.5m，泵房沉井平面截面尺寸31.4m9.3m，井壁采用C30混凝土，封底采用水下C20混凝土。取水头部采用高压旋喷桩加固土体，钢管桩支架水上平台施工，下沉DN3000mm钢套管后再下沉DN2800mm钢管，下部开U 型口沉至顶管以下300mm 处，清空管泥土，安装DN1600mm钢管与顶管垂直相交，在
8、钢管间浇筑水下混凝土。用止水橡胶圈将DN1600钢管与顶管牢固连接后，拆除DN3000钢套筒，安装取水头部及支撑体系。最后拆除标高-16.85m以上的结构物。项目主要工程数量见下表：表1.3-1主要工程数量表序号项目名称单位数量工程部位备注1800高压旋喷桩m9900沉井2混凝土m11568.613现浇构件钢筋t1761.254预埋铁件t10.215沉井下沉m56440.446DN1800顶管m1615顶管7DN1600顶管m98.681800中继间套89地基加固m2023.5010地基加固m1100取水头部11钢管桩（DN900，壁厚18mm，长57.6m）根812钢管铺设（DN3000，壁
9、厚28mm）m45.913钢管铺设（DN2800，壁厚20mm）m614钢管铺设（DN1600，壁厚14mm）m25.1515钢结构叠合梁（40b(GB707-88)槽钢）t70.82916钢桁梁t14.00517槽钢（40b(GB707-88)）t79.0561816#工字钢t10.31419加药间m2546土建20配电间m2739.221取水泵房m2129022桩基PHC根19623现浇构件钢筋t289.55524混凝土m1750.8725新建沥青道路m210353市政道路、电气、配套工程26道路路基处理m222393.1327围墙钢筋混凝土桩基m120028土方工程m3845.7129电
10、力电缆m70030井池座671.4自然地质条件1.4.1自然地理场地位于市大港开发区，地处长江沿岸，交通较便利。1.4.2气象场地处于北亚热带南部季风气候区，温和湿润，四季分明，年平均气温14.9，最高极限温度40.8，最低极限温度-18.9。全年无霜期一般为229天，日最大降雨量234.5mm，年平均降水量为1065.8mm，年湿润指数1.9，为湿润区。五月至九月降水量占全年的60%。主导风向东南偏南，最大积雪厚度31cm，雪荷载35kg/m2，最大冻土厚度不超过0.10m。1.4.3水文场地所在区域位于长江之滨，长江该段每日涨落潮各两次，涨、落平均延时3小时25分；历年最高洪水位：6.69
11、米（黄海高程，下同，1996年），历年最低枯水位：-0.65 米，平均洪水位：5.20米，平均枯水位：0.06 米；历年最高潮差：2.10 米，历年最低潮差：0.01米，历年平均潮位：0.96 米；最大流速：2.00m/s（洪水期），最小流速：0.50m/s（枯水期），平均流速：1.00m/s（水位中等）；最大洪峰：92600m3/s（1954年8月1日），最大平均流量：43100 m3/s (1954年)，多年平均流量：28600m3/s，最小平均流量：21400m3/s，最小枯水流量：4620m 3/s，年均径流量：8933亿m3；场地长江取水头部考虑最大冲刷深度10m。1.4.4地形地貌
12、拟建场地地貌类型为长江冲积平原河漫滩及长江水域。陆域地势较平坦，地面标高4.607.80m，江域较低且变化较大，呈一缓“W”型，江底地面标高-30.60-0.50m，近岸处相对较高。1.4.5工程地质条件1.4.5.1 场地工程地质层特征场区勘探深度围揭露的地层主要为第四纪全新世、上更新世冲积物，下伏燕山晚期侵入岩，根据地层岩性、时代成因及其物理力学性质差异，将其划分为5个工程地质层，其中层、层、层、层又各细分亚层。其中层为第四纪人工土、全新世冲积物(Q)；层为第四纪晚更新世冲湖积物(Q)，层为燕山晚期侵入岩，各层的主要工程地质特征详述如下：1层 杂填土：灰黄色，湿，松散，局部为素填土，成分以
13、粉质粘土为主，含较多碎砖、瓦砾等近期堆填的建筑垃圾，径0.8100cm，场区局部表层分布。-1层 淤泥质粉质粘土：褐灰色，流塑，摇振反应无，稍有光滑，韧性及干强度较高，含腐植质，夹0.10.2cm粉砂薄层。属正常固结土，灵敏度根据经验属中等。-2层 粉质粘土：灰黄色、灰色，流软塑，摇振反应无，稍有光滑，韧性及干强度中等，见腐植质，夹0.10.2cm粉砂薄层，该层场区南部钻孔揭露。-3层 粉土：灰色，湿，松散，夹0.10.3cm粉砂及粉质粘土薄层。-1层 粉砂：灰色，饱和，松散稍密，局部中密，颗粒级配差，夹薄层粉质粘土，单层厚0.10.3cm。-2-1层 粉土：灰色，湿，松散，夹0.10.3cm
14、粉砂及粉质粘土薄层。-2-2层 粉质粘土：灰色、局部灰黄色，软塑，局部流塑，摇振反应无，稍有光滑，干强度及韧性中等，土质不均匀，局部夹粉砂、粉土薄层层。-3层 粉砂：灰色，饱和，密实，上部稍中密，局部底部为中砂含少量卵石，颗粒级配差，夹薄层粉质粘土，单层厚0.10.3cm。层 粉质粘土：灰蓝色，硬塑坚硬，局部可塑，摇振反应无，稍有光滑，韧性及干强度较高，含铁锰质浸染，偶见钙质结核，径23cmm，见砾石，砾径13cm，该层场区钻孔均有揭露。-1层 强风化花岗岩：灰白色夹灰绿色，花岗斑状结构，块状构造，矿物成分以石英、长石为主，斑晶径15mm，岩芯破碎，手掰易碎，含中等风化花岗岩碎块，该层场区钻孔
15、均有揭露，大部分钻孔未揭穿。-2层 中风化花岗岩：灰白色夹灰绿色，花岗斑状结构，块状构造，矿物成分以石英、长石为主，斑晶径15mm，岩芯较完整，采芯率在7090之间，按岩体完整程度分类属较完整，岩体质量基本等级属级。该层仅3#、27#钻孔有揭露，未揭穿。地 层 分 布 统 计 表地层编号地 层 名 称层顶埋深(m) 最大最小 层顶高程(m) 最大最小 层底埋深(m) 最大最小 层底高程(m) 最大最小 层厚(m) 最大最小 1杂填土0.000.007.80-0.796.503.102.80-3.896.503.103-1淤泥质粉质粘土6.500.002.20-31.0022.701.50-0.
16、70-37.7722.701.503-2粉质粘土10.000.002.80-15.5018.004.00-2.20-19.7014.402.703-3粉土10.007.20-0.70-3.5013.0011.80-5.20-7.504.603.004-1粉砂22.703.00-2.50-37.7725.008.00-11.60-42.7611.502.004-2-2粉质粘土33.004.00-11.79-38.1042.6012.00-30.10-49.1025.603.404-2-1粉土20.2017.00-11.60-13.7036.3023.00-16.60-29.8016.105.00
17、4-3粉砂42.600.00-19.50-49.1046.9011.00-32.00-52.4719.100.905粉质粘土46.9011.00-29.80-48.9048.7017.50-35.50-52.459.901.606-1强风化花岗岩48.7011.80-35.50-52.4746.4045.20-58.40-66.6718.700.806-2中风化花岗岩46.4045.20-58.40-66.672.600.801.4.5.2岩土参数岩土参数值主要根据场区物理力学性质指标统计结果进行推荐，各工程地质层岩土参数值见附图表物理力学指标统计表。表6.2 岩土参数建议值层号含水量天然重度
18、孔隙比塑性指数液性指数压缩系数压缩模量直剪快剪固结快剪标准贯入试验聚力摩擦角聚力摩擦角WeIpILa0.1-0.2Es0.1-0.2CqqCcqcqNkN/m3/MPa-1MPakPakPa击-135.9 17.11 1.127 12.0 1.24 0.69 3.22 10.5 11.0 2.3 -231.6 17.91 0.947 11.6 0.88 0.42 4.60 13.9 18.2 20.9 20.1 4.9 -329.9 18.40 0.870 9.8 0.95 0.31 6.60 5.8 -125.0 18.96 0.741 10.9 0.91 0.20 9.80 2.1 32.
19、8 1.4 33.8 10.5 -2-127.0 18.77 0.793 9.5 0.80 0.22 8.82 9.9 26.7 7.6 -2-228.7 18.43 0.861 11.6 0.79 0.39 5.08 20.9 14.6 6.0 -323.1 19.23 0.687 11.5 0.74 0.14 11.35 0.2 35.3 0.0 36.7 21.7 20.5 19.78 0.639 16.3 -0.10 0.13 12.95 89.9 16.6 100.4 19.0 16.3 1.4.5.3 推荐承载力和桩基参数、沉井下沉阻力根据各土层的物理指标和标准贯入试验击数(统计平
20、均值)，依据建筑地基基础设计规（GB50007-2002）综合推荐承载力特征值，依据建筑桩基技术规(JGJ 94-2008)推荐钢管桩的桩基参数，依据市政工程勘察规（CJJ56-2012）同时参考公路桥涵地基与基础设计规（JTJ 024-2007），推荐沉井下沉阻力参数，详见表6.3.1和表6.3.2。1.4.5.4不良地质与特殊性土根据岩土工程勘察规(GB50021-2001)（2009版）第五章及第六章有关容的规定，场区可能存在的不良地质作用为砂土液化，特殊性土为软土。1.4.5.5 不良地质场区可能存在的不良地质为砂土液化，在7.1.1节将专门进行阐述，详细容请见下文。 表6.3.1地基
21、土承载力和桩基参数表 (单位：kPa)层号岩土名称承载力特征值fak（kpa）钢管桩qsik（kpa）qpk（kpa）1杂填土/-1淤泥质粉质粘土6020/-2粉质粘土8010/-3粉土11030/-1粉砂130502500-2-1粉土11030/-2-2粉质粘土10040/-3粉砂180/粉质粘土230/-1强风化花岗岩4001206500注：1 qsik -桩的极限侧阻力标准值；qpk-桩的极限端阻力标准值；2 液化土层未折减。 表6.3.2 沉井井壁与土体间的摩阻力表 层号岩土名称摩阻力(单位：kPa)1杂填土/-1淤泥质粉质粘土15-2粉质粘土12-3粉土20-1粉砂25-2-1粉土2
22、0-2-2粉质粘土20-3粉砂35粉质粘土40-1强风化花岗岩70根据钻探资料，场区发育的特殊性土为软土，见-1层淤泥质粉质粘土。-1层 淤泥质粉质粘土：褐灰色，流塑，摇振反应无，稍有光滑，韧性及干强度较高，含腐植质，夹0.10.2cm粉砂薄层，该层土具高含水量、大孔隙比、压缩性大、抗剪强度低等软土特征，易产生蠕动，设计时应引起重视。1.4.5.6地表水及地下水 根据区域水文地质资料，本次勘察钻孔揭露深度的地下水为潜水和微承压水，主要赋存于全新世的砂土层、粘性土与砂性土的夹层中，含水层厚度大、透水性较强、富水性良好，水化学类型为HCO3Ca型。地下水接受地表水(江水)补给，排泄以侧向径流为主，
23、属垂直补给侧向径流循环类型，潜水和江水相互联通，水力联系密切。根据2012年6月市大港水厂一期工程（取水泵站）工程岩土工程勘察报告，地表水及地下水对环境腐蚀性评价如下：按GB50021-2001（2009年版）规附录G规定判别，该场地环境水类型为类，据调查拟建场地及其附近无污染源及化工厂，根据岩土工程勘察规（GB50021-2001）（2009年版）第12条规定结合水质分析资料判定：按环境类型地下水和土对混凝土结构具微腐蚀性，按地层渗透性水和土对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水情况下地下水和土对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，在干湿交替情况下地下水和土对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，土对
24、钢结构具弱腐蚀性。1.5建设目标1.5.1质量目标确保工程达到国家质量验收标准的“合格”等级，并以本工程等级评定小组评定结果报送市建设工程质量监督站审批备案的审批结果为准。工程质量确保达到使用部门的移交要求，争创“省优质工程奖”。1.5.2工期目标本工程工期为730日历天，具体开工日期以监理工程师签发的开工令为准。1.5.3安全生产目标无工伤死亡重伤事故，无重大交通事故，无爆炸、火灾事故；杜绝重大机械设备安全事故；控制年负伤频率在5以下；照明、通风、止水、噪声符合标准规定，劳动防护用品利用率达100%；特种设备获得国家运行许可证，获证率100%，特种作业人员持证上岗，持证率100%。 1.5.
25、4文明施工目标制定切实可行的环保和文明施工的措施与制度，并严格执行，遵守业主的各项规章制度，确保施工中有条不紊，。1.5.5环境保护目标实现废水、废气、固体废弃物（三废）排放达到国家及地方规定的排放标准；作业场所有毒有害气体、粉尘、噪声治理达到国家、行业卫生标准及环保技术标准。 1.6施工组织总体部署1.6.1项目组织机构设置为了加强项目管理，全面履行建设合同，确保工程建设工期、质量、安全、生态环境，全面实现建设目标，针对本标段工程项目特点，本着集中管理、统一指挥、责任明确、精干高效的原则，一旦中标，我公司将组建“市大港水厂一期取水工程项目经理部”，承担本项目的施工任务。本着优质高效原则组织本
26、项目施工，我公司将组织一批综合素质高、工作经验丰富、业务能力强的施工管理人员，投入本工程的建设，在完成本工程所有合同工作量之前项目经理、项目总工程师等项目部主要管理人员未经许可的情况下不作调整，以保证在工期、质量及环境保护等各方面都符合业主及规要求。经理部设项目经理1名，项目副经理2名，项目总工程师1 名，下设工程部、质检部、安监部、物资部、合约部、综合办公室、试验室、测量部等八个职能部门。根据工程特点和总工期要求，成立一个陆上施工队，一个沉井顶管施工队、一个水上施工队。各施工队按照施工围结构物特点、施工工序组织专业作业人员进行流水作业（各施工队之间相对独立，在项目经理部统一协调下相互之间平行
27、作业）。结合本工程结构特点、建设规模、施工容及有利于组织实施的原则，项目部的组织和管理机构详见下图: 图1.5-1 项目组织机构框图1.6.2施工段划分及施工总体安排本工程共分3个施工段，分别为陆上土建及配套设施施工段、沉井顶管施工段、取水头水上施工段。开工后，立即组织人员进场，迅速打开工作面，以“东线顶管取水头安装”为关键线路组织施工。陆域高压旋喷桩施工完成后，开始施工东线顶管工作井，然后施工东线江域顶道。顶管施工我方共准备2套顶管设备，东线江域顶管施工完毕后拆除机头头部设备并浇筑混凝土封堵机头，将工具头壳体报废在管道前部。东线江域DN1800mm顶管施工完成后，东线与泵房连通DN1600mm顶管由工作井开始顶进，泵房接收井接收。取水头水上工程施工我方拟投入3艘施工船，一艘为打桩船，另外二艘为驳运及配合水下结构安装。水上钢平台、钢套筒、水下封底砼施工完毕后对已完成工程进行验收，验收完毕后灌水，进行水下切割施工，联通DN1600mm与江底顶管。取水口在正式通水前安装。取水泵房、配电间、加药间土建、水电、道路、围墙等配套工程及设施在此期间相应组织施工完成。1.6.3总体施工流程图1.4-1总体施工流程图1.7重点方案针对性措施1.7.1沉井施工针对性措施顶管工作井为直径15m的圆形沉井，沉井起沉标高+5.5m，底标高-
