澎河涵洞式渡槽施工方案.docx
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澎河涵洞式渡槽施工方案
南水北调中线一期工程总干渠
陶岔渠首~沙河南段鲁山南2段施工标
(合同编号:
ZXJ/SG/LSN-002)
澎河涵洞式渡槽施工方案
编制:
审核:
批准:
中国水利水电第二工程局有限公司
南水北调中线工程鲁山南2段项目领导部
1工程概况
概述
鲁山南2段工程渠段位于平顶山市鲁山县境内,渠段起点设计桩号为229+262,终点桩号为239+042。
渠段总长,其中渠道长9.066km,建筑物长0.714km。
标段内共有各类建筑物23座,建筑物包括澎河涵洞式渡槽(含控制闸)、淝河倒虹吸、3座左岸排水倒虹吸、6座渠渠交叉倒虹吸、澎河分水闸、澎河退水闸、5座公路桥、4座生产桥,鲁山管理处。
澎河涵洞式渡槽位于鲁山县宋口澎河上,上游约1.5km为澎河水库。
工程起点为总干渠分段桩号为TS232+002,终点桩号为TS232+312,总长310m。
渡槽主体结构由3孔一联的涵洞式渡槽单元组成,共长172.0m,宽25.6m,双线双槽,渡槽底板即为涵洞顶板。
单槽槽身横截面净尺寸11.0m×7.2m,墙身采用变厚度带拉杆的侧墙。
涵洞单联过流尺寸(宽×高×孔数)5.4m×4.5m×3孔,共9联27孔。
本方案为澎河涵洞式渡槽施工方案,澎河退水闸、分水闸施工方案单独上报。
工程地质情形
建筑物区河谷均比较开阔平坦,地貌类型主要为漫滩和阶地。
地层岩性包括:
全新统冲积层上部(AlQ42)砂砾石、粗砂夹壤土、砂壤土等透镜体,下部(AlQ41)砂砾石、壤土或砂壤土;上更新统冲积层(AlQ3)砂砾石、粉质壤土、粉质粘土,局部夹中粗砂透镜体;上第三系(N)粘土岩、泥质粉砂岩、砂岩和砂砾岩。
澎河涵洞式渡槽存在的主要工程地质问题有基坑涌水、涌砂、地基不均匀沉降、边坡稳固等。
水文气象条件
鲁山南2段工程地处北亚热带北缘,受季风进退影响,四季分明。
按如实测气象资料统计:
陶岔至沙河南渠段沿线极端最高气温~43.3℃,极端最低气温~-18.1℃;日照时数1899~2059h;水面蒸发量近1000mm;全年盛行风向为NE,最大风速~h;最大积雪深度;最大冻土深度~。
按照工程区周围的鲁山气象站实测资料统计:
连年平均降水量828mm,5~9月降水量较多,占全年降水量的74%,7~8月份最为集中,占全年降水量的40%;连年平均气温14.8℃;连年平均地表气温16.9℃(距地面0cm);连年平均风速h;连年平均相对湿度67%。
详见表1-1。
鲁山站各气象要素统计功效表1-1
统计项目
降水量(mm)
平均气温℃)
地表温度℃)
平均风速(m/h)
相对湿度(%)
1月
60
2月
62
3月
65
4月
66
5月
65
6月
61
7月
77
8月
80
9月
77
10月
71
11月
66
12月
61
全年
828
67
施工分期设计洪水,按照暴雨洪水特性及施工组织设计要求,采用非汛期10~5月、11~5月施工设计洪水。
见表1-2。
交叉断面非汛期施工设计洪峰功效单位:
m3/s表1-2
河名
集水面积
(km2)
分期
推荐成果
5%
10%
20%
澎河区间
10~5月
104
11~5月
2编制原则和依据
编制原则
依照工程合同文件、相关施工图纸及鲁山南2段工程总进度计划,最大化实现工程建设目标。
本方案为澎河涵洞式渡槽土建部份施工方案,金属结构施工方案后期上报。
编制依据
施工图纸
《合同文件》(合同编号:
ZXJ/SG/LSN-002)
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002;
《地基与基础工程施工及验收规程》GB50202—2002;
《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001;
《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999;
《水工混凝土实验规程》DL/T5150-2001;
《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596—91;
《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》DL/T5055—96;
《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119-88;
《水工混凝土钢筋施工规范》DL/T5169—2002;
《混凝土质量控制标准》(GB50164—92)
《水利水电工程施工质量查验与评定规程》(SL176-2007)
《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002;
《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》GB1344-1999;
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GBl75-1999;
《钢筋焊接及验收规范》JGJl8-2003;
《水利水电工程施工质量查验与评定规程》SL176-2007等相关规程、规范。
《防洪标准》GB50201—94;
《混凝土质量控制标准》(GB50164-92);
《混凝土强度查验评定标准》(GBJ50l07-2010);
《混凝土拌和用水标准》(JGJ63-89);
3质量、安全、文明施工控制目标
质量控制目标
在施工进程中严格依照施工图纸及规范要求施工,及时调整,优化施工,保证施工质量。
工程质量目标:
工程质量品级达到优良。
保证工程无质量事故发生,混凝土单元工程质量合格率达到100%,优良率达到85%以上。
安全控制目标
不发生重大安全事故;
杜绝因工伤死亡和重伤事故,负伤频率控制在6‰之内;
及时清除重大事故隐患,隐患整改率达到100%;
不发生中毒和重大机械损坏事故及火灾事故;
文明施工控制目标
针对本合同工程肯定的文明施工目标为:
文明施工达到河南省“文明工地标准”及国务院南水北调办公室制定的“文明工地标准”,创建安全文明工程。
一是通过文明施工改变施工现场面貌,改善职工劳动条件,提高工作效率,使施工队伍始终维持良好的精神状态。
二是通过文明施工促质量、保安全,提高经济效益。
注重规范,提高工程项目管理水平,减少工、料、机无效投入的浪费;讲究工艺,减少原材料的消耗。
4施工进度计划安排
按照招标文件要求及施工进度计划安排,澎河涵洞式渡槽工程安排在两个枯水期完成,即2011年10月~2012年5月和2012年10月~2013年5月。
按照澎河涵洞式渡槽结构特点,结合工期要求,我部计划第一个枯水期完成河床27孔涵洞及渡槽底板、土石方开挖及混凝土浇筑、回填等施工,为后续施工及整体目标实现奠定坚实基础。
具体计划详见《澎河涵洞式渡槽施工进度计划表》:
5施工预备工作
施工道路
施工道路主要利用前期修好的右岸沿渠道路,澎河倒流明渠施工完成功导流后,进行基坑开挖,在基坑开挖的同时,为了方便澎河渡槽施工,在澎河渡槽基坑上下游各修筑一条施工便道,施工便道采用基坑开挖料(砂砾料)进行填筑,便道宽7m,下游便道与右岸沿渠道路相接,上有便道与澎河倒流明渠右边道路相连,并与下游便道相连通,方便施工期间机械、设备运行。
施工便道坡比不大于1:
10,转弯半径不小于10m,向外侧设%找坡。
详见《澎河涵洞式渡槽施工总平面布置图》:
施工供水、供电
澎河渡槽工程施工用水主要用于道路除尘洒水及机械运行用水,机械运行用水量相对较小,可采用洒水车向机械供水或在就近营地加水的方式。
洒水车除尘用水从沿渠的施工营地就近取水,也可在导流明渠直接取水以知足道路除尘需要。
混凝土施工阶段,施工用水相对于土方工程增加了养护用水和拌和用水,养护用水可从基坑集水井里面直接抽排养护;拌和用水从布置在营地内的深水井取水,拌和站旁设置一座50m3蓄水池,知足施工要求。
施工用电主要用于夜间照明、水泵、振捣器、混凝土泵、电焊机、拌和站等用电。
施工电源从马楼乡35kV变电站接引至工地,供电线路布置已由我项目部委托鲁山县电力局负责设计架设。
施工现场布置一台800KVA的变压器,可知足施工用电要求。
按照工作面开展情形,布置临时配电盘,便于施工。
同时,项目部成立专门的电工作业班组负责线路的日常保护。
为了解决突发停电事件后应急用电,备用一台300KW和一台150KW的柴油发电机,当系统停电后,供施工照明、排水及其它运行设备用电。
施工现场照明采用HTG135-1500W金属卤化物,照度达到110Lx以上,别离布置在河道双侧,道路照明采用250W、400W高压钠灯等照明灯具。
对于施工区比较宽敞的场地采用自制灯塔集中照明,每一个灯塔配置的镝灯,河道双侧的照明灯错开50m布置,同侧灯塔间距为100m,以发挥最大的照明效果。
测量放样
主要测绘技术标准及依据
1.《南水北调中线干线工程施工测量实施规定(试行)》;
2.《水利水电工程施工测量规范》(SL52-93);
3.《全世界定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2009);
4.《测绘产品质量评定标准》(CH1003-95);
5.《国家三、四等水准测量规范》(GB/T12898-2009);
测量控制网布设
澎河涵洞式渡槽共有2个GPSC级控制点和2个GPSD级控制点,其功效如下表:
澎河涵洞式渡槽施工控制网功效表
建筑物名称
点名
等级
标型
纵坐标
横坐标
高程
备注
X(m)
Y(m)
H(m)
彭河倒虹吸
PHE1
C
普通标
PHE3
C
普通标
JC033
D
普通标
JC030
D
普通标
按照现场实际情形,计划在澎河渡槽基坑周围布设6个加密控制点,点位布置如下图:
控制测量
一、平面控制测量
(1)大体方式
加密控制点的施测时,计划将本测区的7个C级控制点全数带入加密控制网,为保证测量精度,本次施测的加密平面控制点按C级GPS点的测量规范要求进行。
(2)大体要求
C级GPS测量作业的大体技术要求见下表:
项目 级别
C
卫星高度角(°)
≥15
静
有效卫星点数
≥4
态
时段中任一卫星有效观测时间(min)
≥30
测
时段长度(min)
≥60
量
数据采集间隔(S)
15
PDOP或GDOP
≤8
保证每点重复设站数为2,测量时段达到2个时段。
(3)控制点施测
GPS测量前应按要求进行仪器检校,测量前对光学对中器进行检校。
GPS作业时天线定向标志指向正北;对中误差小于1mm,每一个时段观测前后各量天线高一次,两次较差小于2mm,取均值作为最后功效。
观测进程中不在天线周围50m之内利用电话,10m之内利用对讲机;在观测进程中,未出现以下操作;接收机关闭又从头启动,进行自测试,改变卫星仰角限,改变数据采样距离,按动关闭文件和删除文件等。
观测时应用仪器电子手薄进行自动记录点号、天线高,同时认真填写GPS静态观测手薄。
(4)平面控制测量仪器配置
加密控制点施测利用的测量仪器有:
3徕卡GX1230双频GPS接收机和2台徕卡SR530双频接收机。
仪器标称精度平面均为±(5mm+垂直为±(5mm+1ppm)。
所有仪器均已通过省级计量部门授权检定中心检定合格。
外业车辆配备1辆面包车,内业配2台运算机进行内业处置。
二、高程控制测量
(1)大体方式和要求
加密控制点的高程点与平面点共点,进行水准测量,测量观测和计算严格依照二等水准测量的方式进行,采用电子记录器进行记录。
(2)仪器配备及人员配置
1)投入的仪器设备
测量队按照专项测量计划及施测进度,合理配备了外业小组及内业处置人员。
主要仪器设备情形见下表:
投入的仪器设备一览表
序号
仪器名称
规格型号
单位
数量
备注
1
GPS接收机
1230
台
3
2
GPS接收机
520
台
2
1
电子水准仪
DNA03
台
1
2
条码水准尺
条码尺
付
1
2)水准测量仪器的检校
水准测量所用的水准仪、水准标尺均按规范规定进行了检校,并经国家授权仪器鉴定单位检定,查验结果符合规范要求。
(3)水准测量实施
1)记录程序
采用掌上仪器自动记录。
记录程序按《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006)中规定的操作方式和技术要求设计,用于一、二、三、四等水准记录。
2)水准观测
观测时,按照水准点的布设情形选择观测区段。
在观测中,作业人员严格依照规范的要求作业,对影响产品质量的重点工序严格把关,主要采取以下办法:
①按规范要求检查水准仪的i角,确保仪器处于良好的运行状态中;
②线路经河滩地或沿软路基观测时,采取打尺桩的方式;
③专人扶尺及尺垫;
④严格掌握早、晚开测和收测时刻;
⑤落点时,立尺前将标志上的泥土擦拭干净。
当测线过桥时,在桥上没有车辆通行时进行观测,通过来回测的高差比较,测量的精度较好。
观测严格按国家二等水准测量的有关规范进行。
(3)水准测量数据处置
水准数据预处置包括对水准标尺长度误差、正常水准面不平行性、重力异样更正,通过更正后的数据进行水准网平差计算。
采用科傻平差软件行更正计算。
开挖测量
基坑开挖前第一对该部位进行原始地形测量,绘制澎河渡槽原始地形图和纵横断面图,并上报监理单位,作为基坑土石方开挖工程量计算的依据。
开挖前测放出渡槽的中线、开挖边线、并用白灰线标识,以便施工人员熟悉掌握开挖深度等参数。
由于澎河渡槽基坑开挖深度较浅,采取分一层开挖到位的方式进行开挖,开挖完成后预留20cm保护层,待基础面验收后进行人工清理。
结构测量
放线顺序:
垫层放线打桩→结构边线→模板控制线→控制高程点→细部结构放线
放线后均进行复测,确保无误后方可施工,并注意结构尺寸线是不是包括闭孔泡沫板厚度,避免犯错。
模板复测线距结构线20cm。
钢筋施工时应依照设计图纸尺寸在垫层上弹好控制线,保证钢筋间距位置。
回填测量
回填测量主要用于控制铺料厚度。
在结构上按照设计要求弹好控制线,并在施工当顶用水准仪辅助控制。
安全防护及标识
基坑开挖完成后为避免边坡塌方等安全事故,需要在开挖基坑的周围设置安全防护栏,高度不低于1.2m,并挂设安全警示牌,护栏沿线夜间要有红色安全警示灯。
同时对施工道路的双侧设置安全标识,提示现场车辆注意交通安全,夜间开挖施工时,应有足够的照明办法,并有专人看护。
施工现场加工用的电焊机等其它用电设备不能露天放置,且应有相应的保护装置。
注意施工马道的搭设应符合安全要求,且常常进行检查以避免破坏后造成事故。
人员计划
澎河渡槽施工人员计划表
序号
姓名
职责/工种
人数
备注
1
马启奎
管理人员
4
2
边世学
3
张炳发
4
陈华
5
王兵
技术质检人员
4
6
韩硕
7
刘志红
8
皱全
9
贾博
测量人员
4
10
靳祖光
11
胡汉卿
12
吕红
13
司机
20
14
模板工
60
15
钢筋工
50
16
混凝土工
30
17
普工
80
18
维护电工
4
19
机修工
4
合计
244
机械设备
主要机械设备投入计划表
序号
机械设备名称
型号
单位
数量
备注
1
推土机
TY220
台
1
土石方开挖
2
自卸车
20t
辆
10
土石方开挖
3
装载机
ZL-50D
辆
2
土石方开挖
4
反铲挖掘机
CAT320
台
6
土石方开挖
5
洒水车
8t
辆
1
土石方开挖
6
全站仪
GTS-701
台
2
土石方开挖
7
潜水泵
15m3/h
台
8
基坑排水
8
潜水泵
6m3/h
台
5
基坑排水
9
混凝土罐车
10m3
台
6
混凝土浇筑
10
混凝土输送泵
HBT60
台
1
混凝土浇筑
11
混凝土汽车泵
37m
台
2
混凝土浇筑
12
电焊机
ZX7-500
台
12
混凝土浇筑
13
空压机
1V-3/8
台
1
混凝土浇筑
14
振动碾
23t
台
1
回填
15
打夯机
蛙式
台
6
回填
16
振动碾
轻型
台
1
基础置换
17
插入式振捣器
Ф50
套
10
混凝土浇筑
18
柴油发电机
FCG300
台
1
应急备用
29
柴油发电机
FCG150
台
1
应急备用
20
汽车吊
50t
台
1
模板、钢筋吊装
21
汽车吊
25t
台
1
模板、钢筋吊装
22
载重汽车
10t
台
1
钢筋拉运
23
拌和站
HZS60/120
套
2/1
混凝土拌合
按照进场设备个规格数量进行设备报验后方可利用。
小型机具应符合要求,用电保护设施齐全。
6施工导流及排水
施工导流
导流标准
澎河涵洞式渡槽主体建筑物为I级,依照《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)、《防洪标准》(GB50201—94)及招标文件提供的水文资料,澎河涵洞式渡槽导流时段为非汛期(昔时10月份~次年5月份)时段,导流标准采用非汛期5年一遇洪水,相应洪水流量为s。
导流方式
按照现场地形条件,澎河河道枯水期过水断面为30~50米;采用导流明渠导流方式。
澎河渡槽施工计划动工日期为2011年9月7日动工,完工日期为2013年4月30日。
按照导流设计标准,澎河渡槽施工共经历两个枯水期、一个洪水期。
河床分一期导流,导流时段为2011年10月22日至2012年5月20日,采用导流明渠过水;2012年5月31日至2013年4月30日间导流畅用已经施工完成的渡槽下部涵洞过水泄流。
施工导流布置
一期导流围堰分上下游围堰,上下游围堰同时施工。
一期围堰主如果保护第一个枯水期间澎河渡槽涵洞及渡槽底板施工、上下游一下岸坡及河床防护施工。
枯水期间利用布置在河床左岸的导流明渠泄流,第一个汛期来临前(2012年5月30日前)拆除河道内施工围堰,利用涵洞过水泄流。
导流平面布置见《澎河涵洞式渡槽施工导流布置图》。
导流设计
一、导流建筑物设计
⑴导流明渠断面设计
按照招标文件提供的11月~次年5月澎河渡槽的导流标准,澎河渡槽按枯水期5年一遇流量考虑,流量为s。
澎河渡槽施工导流采用明渠导流,全段围堰法施工。
导流明渠为全挖形式,底宽选用b=12m,边坡1:
m=1:
,糙率n=,底板坡降为i=1/1000=,水深h=。
导流明渠过流断面复核:
过流断面面积A=(b+mh)h=(12+×)×=;
过流断面湿周χ=b+2h
=12+2××
=;
过流断面水力半径R=
=;
过流断面谢才系数C=
=
过流断面流速ν=C
=s;
过流断面泄流量Q=Aν=s>s。
知足过流要求。
⑵围堰堰顶高程
明渠入口设计水位为,安全超高取,肯定上游围堰堰顶高程为;
明渠出口设计水位为,安全超高取,肯定上游围堰堰顶高程为;
⑶围堰结构设计
上下游围堰采用粘土进行填筑,上游围堰堰顶长256m,下游围堰堰顶长61m。
围堰顶宽,坡比1:
2。
围堰迎水面水位以下采用低规格土工膜防渗,坡脚采用块石或编织袋防护。
围堰典型结构见下图:
二、导流明渠及围堰防渗
⑴导流明渠防渗:
按照现场地质条件,导流明渠大部分位于砂砾石层,该层具有较强透水性。
因此,明渠需采取铺设土工膜进行防渗处置,为保证在导流明渠过流的情形下土工膜不被水流冲走,在导流明渠底部及双侧边坡(2m范围)采用装土编织袋进行防护。
导流明渠进水口部位底板和双侧边坡采用抛石混凝土防冲洗。
⑵围堰防渗:
上下游围堰采用粘土进行填筑,透水性较小,再也不单独设置防渗处置,为减少上游来水对围堰的冲洗,在迎水面一侧采用铅丝石笼进行堰体防护。
按照对目前澎河涵洞位置的现场测量,涵洞位置开挖深度不大,涵洞底部座落在砂砾石河床上,涵洞基础高程为,现有河床最高处高程为(渡槽上游侧),最低处为(主河道),最大挖深,最小挖深。
由于基础挖深不大,且河床目前水位在左右,综合考虑施工期排水在涵洞上下游开挖排水明沟和集水井采用大流量水泵明排,将水位降低至开挖面以下左右。
施工降水
降水办法
按照设计图纸,标准槽段7、八、9三段范围内,EL115m高程至建基面之间存在alQ42壤土层,要求清除该层,换填碎石土。
涵洞基础高程为,壤土层底部高程为115m,挖深约左右。
因此在基坑开挖时对7、八、9段采用开挖探坑的方式,肯定软弱夹层的范围和深度,按照揭露的地质情形,肯定开挖深度及基坑基坑降水办法。
若是渗水较大,需在槽段7、八、9三段双侧增设降水井降水,保证基坑开挖和后续施工顺利进行。
管井开挖深度肯定:
式中:
H—井点管的埋置置深度(m);
H1—井点管埋设面至基坑底面的距离(m),由于开挖深度不同,按平均深度为12m计算;
h—基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离(m),取;
L—井点管中心至渠道基槽中心的距离(m);
i—降水曲线坡度,与土层渗透系数、地下水流量等因素有关,要按照扬水实验和工程实测肯定。
现仅按照双排井点布置,依照以往经验取值为1/10;
l—滤管长度(m),按照以往经验取值。
按照计算,管井埋置深度肯定为。
降水井布置
按照对标准槽段7、八、9段地质超前探测情形,该部位挖深大,砂砾层透水性强,为保证基坑内干地施工,需在基坑双侧设置降水井降水,按照上述计算,降水井深度初步定为15m,管井间距20m。
井点布置见下图所示:
管井开孔直径φ700mm,采用φ370mm的无沙管。
井管外165mm厚及井底500mm充填粒径3~15mm圆形、亚圆形砂卵石滤料。
井内布置一台潜水泵,流量为25m3/h,扬程30m,出水管汇总至地面截流沟。
降水井施工
采用钻机成孔,管井直径700mm。
成孔后,井管下入前注入清水进行清孔换浆,将孔底沉渣充分置换出来,使得井周围形成良好的反滤层。
利用吊车将井管分段放入井内,要求接头对接整齐。
井管下入后当即填入滤料。
滤料沿井孔周围均匀填入,掌握回填速度,避免中部架空。
洗井后,如滤料下沉量过大,做好补填工作。
对砂井直接填入水洗粗沙。
成井后,借助空压机清除孔内泥浆,至井内完全出清水止,再用潜水泵反复进行恢复性抽洗,直至水清砂尽。
洗井要在下完井管,填好滤料,封口后8h内进行。
洗井后可进行实验性抽水,肯定单井出水量及水位降低可否知足设计要求。
基坑排水
澎河渡槽施工区域排水,主要为围堰渗水、基坑渗水及聚集雨水的抽排。
围堰施工完成后,在上下游围堰内侧距堰脚不小于3m处挖梯形断面截渗槽(底宽2m,深,边坡1:
2)。
由于基坑挖深较浅,利用截渗槽能够将上游渗水聚集在内,同时能够起到基坑内降低水位,知足干地作业的要求。
按照渗水量选择适合的抽排设备,保证渗水及时排除。
集水坑做好安全防护。
在基坑开挖前,在距开挖线不小于处挖设临时截水沟,并在边坡侧填筑临时挡水土坎,避免外来地表水进入基坑。
临时截水沟断面形状为梯形,底宽0.5m,深0.5m,边坡1:
1,挡水土坎断面形状为梯形,顶面宽,底宽,高,边坡1:
1
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