降水导流施工方案及计算.doc

降水导流施工方案1、概述1.1工程概况本标段交叉建筑物分布共计44处、66座。具体为：分水闸1座、节制闸2处（座）、桥梁16座（公路桥3座、生产桥13座）、涵闸18座、倒虹吸7座、附属涵闸19座、附属倒虹吸1座、穿路涵2座。1.2水文气象输水工程沿线地下水为第四系孔隙潜水，分布于沿线第四系松散沉积层中。主要受大气降水补给；临黄河段接收黄河水的侧渗补给。地下水埋藏深度受地形和引水影响。勘探期间，地下水埋深一般0.97.8m，局部深达8.5610.08m。地下水位年变幅2.04.0m左右。本标段桩号（24+60036+813）为缓平坡地与河槽洼地相间段。鲁北段小运河输水工程输水规模50m3/s，*倒虹吸设计输水量50m3/s，5年一遇排涝流量72.0m3/s，20年一遇防洪流量143m3/s。经现场实际了解，位山*日常输水量65 m3/s，于每年的9月中旬到次年6月中旬向天津河北供水。1.3施工期设计洪水根据输水河道工程设计第二册施工*标施工图纸，施工工程时段分别按10月次年5月和11月次年4月两种情况考虑，进行施工期设计洪水分析计算。施工期洪水标准为10年一遇。*节制闸施工期10年一遇洪水流量（10月次年5月）为9.9 m3/s，（11月次年4月）为4.1m3/s。2、编制依据（1）南水北调东线一期鲁北段*工程施工组织设计 （2）南水北调东线一期鲁北段*工程招标技术文件（3）南水北调东线一期鲁北段*工程输水工程施工图纸（4）南水北调*工程施工导流及降排水方案专家咨询意见（5）现场踏勘了解的情况3、施工布置3.1道路布置利用河道两岸已有道路和施工便道，左、右岸以现有三座公路桥和施工过程中围堰堰顶作为连接道路，满足施工需要。下河道和基坑专门修筑施工便道。3.2 施工用电施工降排水用电以利用当地社会电为主，以30kw/50kw发电机为辅，根据施工实际需要现场适当调配。4、渠道降排水方案根据施工图纸，结合现场踏勘情况，南水北调东线一期工程鲁北段工程*工程输水渠道降排水方案分为以下三种方式：第一种为34+66236+813新挖渠道段降排水方案。第二种为24+60033+237*降排水方案。第三种为33+23734+662*段降排水方案。分述如下：第一种为34+66236+813新挖渠道段降排水方案。新挖河道段降排水方案采用管井井点法，管井间距初拟为20m40m，井深15m，根据现场管井试验最终确定间距和井深，左右岸梅花型布置在渠堤外侧。管井采用机械造孔，井壁采用无砂管，四周回填小石作为渗透层。井内安设潜水泵将渗水抽排至渠堤以外排水沟，排水沟内铺设防渗布，最后由排水沟引入东八支渠、羊角河等附近渠道内。管井降水曲线图见下图，管井计算详见附件1。第二种为24+60033+237*降排水方案。对于*河道降排水，实施前提条件是施工期间*不考虑农田灌溉。拟在*倒虹吸24+813处，修筑一条挡水围堰，将小运河上游来水拦截，同时，*下游南外环处橡胶坝要降至最低位置，使小运河、*水位下降，以便河道施工。*采取全断面分段截流、分段降排水、分段开挖衬砌的施工方案。先在施工段小运河修筑上下游围堰，截断河道明水，进行河道初期排水，采用2台6SA-8B离心泵抽排河道明水，将明水抽排到小运河未施工段河段。初期排水完成后，沿河道底部中间每隔40m布置1眼深9.5m管井，并在河道中间带坡比开挖纵向排水沟，将河道内渗水引排至集水井，每眼井安设1台IS(IR)65-50-125型潜水泵将井水抽排到渠堤排水沟，引排到相邻小运河未施工段，或排至*、二干渠等附近河道沟渠。管井计算过程详见附件2。第三种为33+23734+662段*段降排水与导流方案。*段河道拟采用导流明渠法实施，即：从小运河和*交汇处桩号33+237开始，至下游*节制闸34+721下游围堰止，沿*右岸永久征地线2m外，开挖一条导流明渠导流，导流明渠上口宽12m，底宽3m，深3.5m，渠道坡比为1:1.5，计算过程详见附件3。*河水导流完成后，河道降排水方案与上述小运河河道降排水方案二相同。5、建筑物导流5.1建筑物导流方案根据本建筑物所处地形、地质、水文条件、布置特点及现场实际情况，本工程建筑物导流施工方案分为以下方式：方案一、施工导流按一期进行，采用上下游围堰挡水，明渠导流。采用本方案的建筑物有*倒虹吸、*节制闸、*节制闸。方案二、采用上下游围堰挡水，基坑抽排。采用本方案的建筑物有*节制闸、7个倒虹吸等建筑物。5.2导流标准本标段河道交叉建筑物受河流及汛期的影响，只考虑*倒虹吸、*节制闸、*节制闸施工导流。*枢纽及*倒虹吸为级建筑物，导流建筑物应为4级。根据本工程导流建筑失事后果影响较小、使用年限较短、围堰高度较小及河道洪水过程较短等因素，本工程导流建筑物的级别按规范降低一级采用级，导流建筑物设计洪水标准拟采用5年一遇洪水标准。5.3导流时段*倒虹吸导流时段按一期导流进行，拟在非汛期（10月次年5月）施工。导流时段为2011年10月1日2012年5月31日。*、*节制闸导流按一期进行（导流明渠兼用*段导流明渠），导流时段为2011年9月10日2012年5月31日。*节制闸设计在新挖河道段，不受河道汛期排涝影响，不需要导流。6、导流建筑物设计与施工6.1导流建筑物设计6.1.1导流建筑物平面布置根据施工图纸和工程所在位置的地形、水文及地质特点，结合工程实际情况，*倒虹吸施工导流按一期进行，先在小运河上游修筑围堰，截断小运河上游来水，再从位山*左岸修建临时导流明渠，将*水流改流由*枢纽上游绕过，*水流导流至*下游，导流明渠拟采用铺设一布一膜复合土工膜防渗，两头接口处砌筑10m长砼预制块防止冲刷，以满足位山*65m3/s输水需要。之后，在*上下游修筑围堰拦截渠道过流，使*水流从左岸明渠过流；在*倒虹吸小运河下游修筑围堰拦截小运河渠道内水流。导流明渠过流量按65m3/s计，通过明渠水力计算其断面尺寸初拟为：上口宽50m，底宽30m，深4m，渠道内外坡比均为1:2.5。*导流明渠示意图见附图1。*导流明渠修筑参数见表6-1；表6-1 *导流明渠修筑参数表名称单位数量备注土方开挖m380151土方填筑m324750征地面积亩85.5*节制闸施工导流按一期进行，上下游围堰分别位于上下游连接段以外处，导流明渠布置于*河道右岸。*节制闸导流按一期进行，下游围堰分别位于上下游连接段以外处，导流明渠布置于*河道右岸。其他建筑物较小，导流布置根据现场实际决定。6.1.2 导流建筑物结构围堰结构为均质土围堰，利用就近开挖的土料碾压填筑。围堰采用铺装土编织袋防护围堰坡脚和坡面受水流冲刷损坏。导流明渠及截水沟迎水面采用复合土工膜防渗，混凝土预制板压边。*倒虹吸施工导截流参数见表6-2,表6-3；*、*节制闸施工导截流设计有关参数见表6-4,表6-5。表6-2 *倒虹吸*上、下游围堰参数名称堰顶宽（m）堰顶高程（m）堰底高程（m）坡比上游围堰539.533.41:2.5下游围堰539.533.41:2.5表6-3 *倒虹吸小运河下游围堰参数名称堰顶宽（m）堰顶高程（m）堰底高程（m）坡比上游围堰535.530.51:2.5下游围堰536.531.31:2.5表6-4 *节制闸下游围堰参数名称堰顶宽（m）堰顶高程（m）堰底高程（m）坡比下游围堰53428.51:2.5表6-5 *节制闸上游围堰参数名称堰顶宽（m）堰顶高程（m）堰底高程（m）坡比上游围堰534291:2.56.2围堰填筑施工6.2.1围堰利用基坑和导流明渠开挖土料填筑，采用1.2m3反铲配20t自卸汽车运输，160HP推土机摊铺平整，20t自行式振动碾分层碾压，填筑用土料不夹杂腐植土、草木等有害物质。6.2.2围堰填筑施工程序测量放样堰基植被、腐植土清理分层铺筑碾压坡面整理坡脚防护（1）测量放样：采用TC802全站仪确定围堰轴线，轴线每2030m设中桩，红油漆标注桩号与高程。（2）碾压填筑：选择合格的土料填筑围堰，进占法卸料，160HP推土机摊铺整平，层铺厚度按30cm控制，20t自行式振动碾分层碾压填筑。（3）坡面整理：人工配合1.2m3反铲修整坡面，保证坡面压实度，使堰体结构线平顺、美观。（4）坡脚防护：人工在围堰迎水坡面铺装土编织袋，防护围堰坡脚和坡面以免受水流冲刷损坏。6.3 导流明渠的施工导流明渠采用1.2m3反铲开挖，将开挖合格料直接用于围堰填筑或就近堆存于临时堆土场。7、围堰防渗根据招标文件及施工图纸中的地质情况，本工程所在施工区域为裂隙粘土、砂壤土和粘土，用这样的开挖料填成的围堰本身防渗能力较强，围堰堰基基础同样也为黄土状重粉质壤土，围堰防渗能力也较好，所以围堰不需设置其它形式的防渗体。8、基坑排水8.1初期排水*倒虹吸施工导截流围堰修完后，对于基坑积水，进行初期排水。初定为备选5台6SA-8B型离心泵，抽水量为138m3/h，估算初期排水约3天。*、赵庄河节制闸导截流建筑物修建完成后，对于围堰内积水，进行初期排水。初定为备选6SA-8B型离心泵5台，抽水量138m3/h，估算初期排水2天。另外，配备12台IS(IR)65-50-125离心水泵辅助进行基坑降排水。8.2施工期排水本标段地下水位总体埋深一般为0.97.8m，在建筑物施工过程中遇到渗流时，采用在建筑物外侧挖排水明渠和集水井，采用水泵抽排，以保护原基不被破坏。8.3施工区水流控制本标段内的水流控制主要是将施工区域内的地下渗水、河道内的水及降雨汇水进行导引抽排，以保证施工区的正常施工。主要方式是疏通天然排水沟道、修建施工区域周边排水网络，确保排水畅通，及时排除河道内的水流和降水为其控制重点。根据河道地势低的特点，在开挖前修筑导流沟、截流沟，或用开挖料填筑挡水堤，施工时因地制宜设置。9、保证措施9.1降排水由张建强负责，带领1020人专人看管，实行两班倒连续作业，制定专门的管理制定落实到人。9.2所有排水均要排入渠顶的排水沟中，沟内铺设防渗布，由排水沟排至施工区区域外，不得随意乱排。9.3备用35台污水泵，防止泵坏，用坏的水泵应及时修理，配备专人二十四小时值班，随时检查设备的运转状况，做到故障勤检查，早排除故障，确保降水的连续性，从而保证工作面开挖连续作业。9.4水泵电缆必须采用三相五线制，随时检查电缆线有无破损，及时排除安全隐患，做到安全施工。9.5在渠顶要做好污水、雨水截排措施，防止污水、雨水流入渠道内。9.6安排责任心强的人员进行管理，并采取必要的奖惩措施，避免抽水不到位影响后续工序施工，降排水与开挖穿插同步进行。9.7排水施工时要对渠坡是否稳定安排专人轮流值班勤观察，一旦有安全隐患，及时逐级汇报，迅速撤离人员设备，按要求及时处理。9.8渠道降排水施工和其它工作面施工相互之间存在一定的干扰和影响，必须统筹安排，加强现场组织和管理力度，确保施工顺利进行。10、降排水设备配置和劳力安排10.1降排水设备配置见表10-1表10-1 降排水设备配置表序号名 称型号/规格数量1离心泵6SA-8B52离心泵IS(IR)65-50-125303发电机30KW54发电机50KW610.2人员配置人员配置见表10-2表10-2 人员配置表序号工 种数 量（人）备 注1管理人员32技术员23抽水工164修理工35电工26合计2610.3人员职责人员职责见表10-3表10-3 人员职责表序号名称职务职责备注1主管2技术负责3技术负责4技术负责5现场负责白天6现场负责夜间7电工11、安全保证措施11.1以现场技术员、管理员、安全员经常性检查为主，随时查找当班实时存在的安全隐患，并随时纠正。班前由安全员对当班人员进行安全交底，签字认可。当班安全员向下班安全员交班时，认真、详细的告知本班存在的问题及整改情况，并填写交接班记录，将所有安全隐患消除在萌芽状态。11.2安全责任落实到人，与个人经济利益直接挂勾，严管、重奖、重罚。11.3在安全和进度发生矛盾时，必须坚持进度服从安全的原则。11.4在马黄生产桥、李田路公路桥和*生产桥附近分别设置水位观测尺，以观测汛期小运河和*排涝行汛水位。11.5一旦出现安全事故，应逐级及时汇报，及时处理，坚持“查出原因不放过，无防患措施不放过，所有人员不接受教育不放过，当事人不处理不放过”的处理原则。附件1： 管井计算新开挖段计划分段开挖施工，每500m左右为一个施工段，分别施工。本标段渠底平均高程为28.71m，底宽25m，砼衬砌部分齿墙底高程27.91m，地下水位平均按31.78m考虑，降排水后的水位按27.41m考虑，两侧滩地高程平均按33.66m考虑，基于此对输水河道土方开挖降水进行校核计算。(1)确定管井高程由简明施工计算手册，管井涌水量得计算和轻型井点计算基本相同，故管井降水计算采用轻型井点计算涌水量。按最不利的细砂地层计算管井出水量。管井沉没深度的计算：H=h+h1+h2+iB式中，H管井沉没深度（m）；h基槽深度（m），由渠道开挖高度6m，齿槽深度0.8m，取6+0.8=6.8m；井筒封底厚度（m），取0.4m；h1抽水泵吸水头高度（m）,取4m；h2井筒内预留回淤高度（m），取2m；i降水坡度，取0.1B管井与基槽的水平距离（m），渠道宽度25m，管井在渠道中心线上，所以取35/2=17.5m。经计算：H=14.95m，自地面以下井深为14.95m。设计井底高程=两侧滩地高程-井深=33.66-15=18.66m（2）基坑等效半径roro=0.29(a+b) 式中a基坑综合长度，取1000m；b基坑综合宽度，取35m;则ro=300.15m影响半径R:R=2SK*H式中H为含水层，即地下水位至管井管底的深度，地下水位为31.78m，管井管底深度为18.66m，即H=31.78-18.66=13.12m;S基坑水位降深（m），即平均水位高程-降排水后的水位=31.78-27.41=4.37m；K渗透系数，根据设计图纸得2.1m/d；则：R=2*4.372.1*13.12=45.88m（3）基坑总涌水量Q总=1.366K*（2H-S）S/Ig（1+R/r0）=1.366*2.1*(2*13.12-4.37)4.37/ Ig（1+45.88/300.15）=4437.64m3/d(4)确定管井井间距沿渠道中间线方向每隔40m布置1眼井，能满足降水需要。总计约布置13眼井。（5）确定单井流量单井流量=总涌水量/井数= 4437.64/13=341m3/d附件2： 管井计算*计划分段开挖施工，采用上下游围堰，将小运河分为500m左右的施工段，分别施工。本标段渠底平均高程为29.47m，底宽25m，砼衬砌部分齿墙底高程28.67m，地下水位平均按31.78m考虑，降排水后的水位按28.17m考虑，两侧滩地高程平均按34.3m考虑，基于此对输水河道土方开挖降水进行校核计算。(1)确定管井高程由简明施工计算手册，管井涌水量得计算和轻型井点计算基本相同，故管井降水计算采用轻型井点计算涌水量。按最不利的细砂地层计算管井出水量。管井沉没深度的计算：H=h+h1+h2+iB式中，H管井沉没深度（m）；h基槽深度（m），由渠道开挖高度5.5m，齿槽深度0.8m，取5.5+0.8=6.3m；井筒封底厚度（m），取0.4m；h1抽水泵吸水头高度（m）,取4m；h2井筒内预留回淤高度（m），取2m；i降水坡度，取0.1B管井与基槽的水平距离（m），渠道宽度25m，管井在渠道中心线上，所以取25/2=12.5m。经计算：H=15m，自渠底以下井深为15-5.5=9.5m。设计井底高程=平均河底高程-井深=29.47-9.5=19.9