围堰施工专项方案

围堰专项施工方案苏南运河镇江段三级航道整治工程SNZJ-10标围堰专项施工方案编 制 人：审 核 人：编制单位： （盖章）编制日期：二一一年七月六日围堰专项施工方案一、项目概述苏南运河镇江段三级航道整治工程， 1988年至1992年期间整治完成，整治后的航道尺度为：航道底宽40m、斜坡段口宽70m；驳岸段口宽60m、最小设计水深2.5m，最小弯曲半径600m，跨河桥梁通航净高7m、净宽50。整治后由于航运发展迅猛，船舶量急增，船舶大型化发展，船舶航行由设计的双线航行发展到四线航行，加之该段土质条件特殊，呈现流砂土现象，以致该段预制砼护坡毁坏严重，护坡多处土体被冲刷掏空，导致坍塌严重。我公司中标的SNZJ-10合同段，起讫里程桩号为24k+595-26k+156，工程范围全长1561米。主要工程内容为土方开挖、围堰构筑、驳岸施工、土方回填、二级护坡、疏浚土方，以及为实施以上工程所必须的临时工程的施工与缺陷修复。计划工期为16个月。本合同段全线开挖A型护岸水上方3561.2延米，水下方约为69万方，回填土方A型护岸3561.2延米。一级护岸：新建空腔式C20素砼重力式护岸（A型）3561.2m，护岸底板采用C20砼，压顶采用C25砼。软基处理分别采用水泥搅拌桩、钢筋混凝土方桩、换填块石三种形式。二级坡采用厚度120mm的C15生态混凝土护坡。二、航道概况本河段整治标准为四级，一般河段底宽B40m，两岸采用1：3的砼预制块护坡，1997年苏南运河全面整治完成后，船舶流量迅速增长，大吨位、大船舶流量产生较大的航行波与船撞力，对驳岸和护欧及河床造成较大的影响，本航段两岸预制砼护坡损坏较为严重，沿线多处发生护坡坍塌至4.1（85国家高程基面，以下同）平台。根据调查，苏南运河河床在动水作用下，沿航道中心线一般均被冲刷成宽2-5米，深0.52m的深槽，而航道两侧坡脚附近则淤高了13m左右，故该段现状航道底宽在3035m左右。三、地形、地貌及工程地质概况苏南运河镇江段属于高亢平原工程地质区，其中丹阳以北的运河两岸为平缓的岗地，时有残丘出现，在地貌上属于长江漫滩一级阶地类型，系堆积侵蚀而成。由于水流侵蚀切割作用，往往形成陡坎突变的景象，地面标高在10.0左右。根据江苏省交通规划设计院提供的苏南运河镇江段三级航道整治工程地质勘察报告，本标段特殊土类型与特征如下：所属类型：区内主要特殊土为软土，对应的主要层位为12层，12b层和22层，软土的主要成因为冲湖积成因。土性特征：12淤泥质（粉质）粘土，灰色，流塑，高压缩性。12b淤泥，灰色，灰黑色，夹腐植物，流塑，高含水率，高压缩性。22淤泥质（粉质）粘土，灰色，局部夹腐植物，流塑，中等高压缩性。四、水文根据江苏省19601985年水文资料的分析表明：汛期为每年的59月，枯水期为10月次年的4月。长江最高水位为5.65（1974年8月，国家85高程基准，下同），最低水位-0.76（1979年1月）。苏南运河最高水位5.73米（1931年8月），最低水位0.3米（1970年1月）；丹金溧漕河最高水位5.15米（1956年），最低水位0.5米（1970年1月）。受人为水利设施条件控制，苏南运河镇江段水位明显受潮汐作用而波动。运河沿线地下潜水层顶部的埋深一般为25米，潜水层厚度一般为68米。苏南运河镇江段设计水位根据苏南运河镇江段三级航道整治工程初步设计（2007年12月报批稿）中的设计水位进行确定。设计最高通航水位取二十年一遇水位，最低通航水位采用98%保证率。其设计特征水位如下：设计最高通航水位： 5.1；设计最低通航水位： 0.6；常水位： 2.1。五、分阶段施工工期安排1、2011年7月31日前完成试验段围堰，试验段围堰桩号暂定25K+000-25K+150（左岸）。2、2011年9月开始构筑其他段落围堰，围堰构筑进度根据施工进度协调安排，具体新建围堰桩号见下节。3、所有围堰预计2012年3月全部构筑完成，2012年5月开始拆除围堰，2012年6月围堰拆除结束。六、围堰构筑方案苏南运河是国家的重要水运通道，按招标文件的要求，本项目须采用不断航的施工方案，在施工期须保证通航水面宽度始终不小于45米。苏南运河航行船舶较多，且船型大，水流、船行波对围堰的冲刷大，且施工工期较长，围堰跨越洪水期，施工围堰须牢固，需对堰体的土质加以选择，并考虑防渗要求。具体措施：1、本河段围堰主要采取四种结构形式：留置围堰草袋土围堰（主要存在于留置围堰的内部局部地段）单排木桩围堰双排木桩围堰。现场根据地形条件采用不同的围堰形式，减少对航道的占用；2、在围堰构筑中，项目部将对堰体的土质加以选择，采用粘土，并用挖机分层压实。在水位变动区以上，我部采用草袋土护面防水流冲刷。3、围堰分段构筑，每隔200米左右筑一分隔坝，提高围堰的稳定性。同时，在软基处理段砼基础浇筑中，每隔100米左右，在底板下浇一条止水带，避免因底板下的换填块石和级配碎石垫层形成一条贯通的透水带。4、围堰形成后，在围堰上下游设一警示牌，提醒过往船舶小心驾驶，晚间在围堰迎水侧悬挂红灯，避免船舶冲撞围堰。5、堰构筑至设计标高后，项目部将派专人对围堰定期进行检查维护，特别是在雨季、汛期，要安排人员日夜值班看守，遇有险情及时加固抢修，以确保基坑开挖工作的顺利进行。6、围堰结构形式留置围堰本工程为航道拓宽，大部份新建驳岸前沿线离原护坡河口线较远，基坑开挖后，在老护坡保持完好地段，新建护岸前沿线距离老护坡顶格梗前沿线超过11米，则会自然形成留置围堰，围堰既牢固，又能保证在施工期通航水面宽度始终不小于45米。草袋土围堰在留置围堰中的老护坡前口少量坍塌，原平台大部分仍然有所保留的地段，可以构筑草袋土施工围堰，构筑时应结合驳岸基槽土方开挖，利用基坑开挖出的土方来进行，构筑前，应先进行适当清淤和拆除原护坡砼预制块，围堰土方应用挖掘机分层压实。根据本项目现场情况，计划围堰顶宽不小于3.5米，顶高程3.5米，迎水面边坡1:3，背水面边坡1:1.52.5，迎水面在水位变动区用草袋土防护，防止水流冲刷，围堰构筑应不影响航道船舶的正常航行。如下图所示。迎水面坡比1:3背水面坡比1:2.5土体围堰图1 草袋土围堰构筑示意图顶宽3.5米3.5米草袋土防护2.1米原河道草袋土围堰主要位于留置围堰内部的局部坍塌地段，一般处于长度几米或者几十米左右的区域。双排木桩粘土围堰当新建护岸前沿线距离老护坡顶格梗前沿线不足8米，或者虽然超过8米，但是老护坡平台基本全部坍塌，甚至坍塌至原二级护坡位置，或者当墙前水深较深时，特别是在与原有砖瓦厂码头、砂库码头、海事码头等衔接的地段，为减小占用航道区域，缩小围堰体积，保证码头的正常运营，可采用双排木桩围堰。围堰构筑前，先用全站仪测放围堰位置，对构筑原河床进行必要的检查，采用水上挖泥船清理围堰位置的淤泥和预制块，确保建成的围堰不透水。围堰顶标高3.5m，顶宽4.0m，围堰两侧采用长不小于6m，间距0.5m的圆木桩，确保木桩进入土层至少2米，桩两侧横向绑扎木桩联结成整体，两排桩之间每隔3米设置一道用8钢筋对拉杆；桩内侧绑扎竹篱，为防止水土流失，竹篱表面覆上土工布，再在桩内侧填土夯实。采用挖机打桩，木桩施工结束后绑扎覆有土工布的竹篱巴。土方采取反铲挖掘机挖土至泥驳船上，运至围堰处由抓斗挖泥船挖填构筑。围堰构筑出水面后，自然沉降一段时间后，水面以上的围堰应分层填筑和夯实，直至填筑到设计标准。如下图所示。3.5m 木桩内绑竹篱土工布填土原河道图2 木桩围堰构筑示意图单排木桩粘土围堰 当新建护岸前沿线距离老护坡顶格梗前沿线为8-11米范围时，或者虽然超过11米，但是局部坍塌后水深较大，又不宜构筑草袋土围堰时，则构筑单排木桩围堰。具体做法为：在老护坡顶格梗前3米左右的地方首先清除河底淤泥和杂质，然后用挖泥船挖机或岸上挖机反铲斗打桩，桩入泥土深度一般为1.5米2.0米，桩距为50厘米，木桩纵向紧固采用木桩铅丝绑扎；木桩横向坚固为：在老护坡后每隔5米打一根粗木桩（梢径14cm以上，桩长6m以上），然后再与木桩用粗铅丝连接坚固，然后先在木桩围堰上绑扎竹篱笆再铺设彩条布，然后利用基坑开挖土方在木桩围堰与原护坡之间进行土方充填，当土方充填过水面时应逐层碾压夯实直至标高3.5米。由于各处新驳岸前沿线距老护坡压顶线的距不等，大于10米时，木桩采用6米木桩，810米时采用5米木桩。本工程需进行围堰构筑的地段和形式为：序号地 段围堰形式备 注3左岸24K+59524K+700单排木桩粘土围堰5米木桩4左岸25K+10025K+750单排木桩粘土围堰5米木桩7右岸24K+59524K+620单排木桩粘土围堰5米木桩8右岸24K+62024K+890双排木桩粘土围堰6米木桩9右岸25K+12025K+270双排木桩粘土围堰6米木桩10右岸25K+310裹头30米双排木桩粘土围堰6米木桩11右岸25K+55025K+630单排木桩粘土围堰5米木桩12右岸25K+63026K+160双排木桩粘土围堰6米木桩其余施工地段为不构筑人工围堰的留置围堰。围堰构筑至设计标高后，要组织专人对围堰定期进行检查维护，特别是在雨季、汛期，要安排人员日夜值班看守，遇有险情及时抢修，以确保基坑开挖工作的顺利进行。为应付紧急情况，项目部将编制防汛应急预案，成立防汛领导小组和应急队，项目部并将预备一些木桩、草袋、铅丝和彩条布等防汛物资，随时准备抢修加固围堰。本工程范围内共有作业码头4座，由于采用不断航施工，本工程在围堰构筑施工时势必与码头进出装卸船舶发生矛盾，有可能出现堵挡现象，因此在我构筑与码头相连部位围堰时，请海事部门协助维护，以确保航道的畅通。护岸工程构筑施工围堰的土方结合水上土方开挖进行。首先在构筑3.1米平台时，表层含杂质、树根土方由挖掘机开挖，推土机推至临时堆土区，然后用素土进行围堰构筑。为防止围堰渗水，在粉砂土地段，3.1米平台构筑完毕后，即开始布设双排轻型井点降水设备，前排井点距离压顶前沿线6米，后排井点距离压顶前沿线12米，采用7.5KW电机、分管长度3-6米轻型井点降水设备。为了保证分管滤头低于底板底标高1.5米以下，布设前，先用挖掘机在布管位置开挖宽2米、深1.5米的沟槽，沟槽的作用一方面是降低分管滤头高程，另一方面是汇聚冲孔水流,保证作业面干地施工。洪水期围堰（含留置围堰）顶高程为4.6米，水位过高时，可在顶部用装土土工布袋加高。基坑内侧底部四周设置排水沟和集水坑进行明排水。 驳岸工程施工完毕后，围堰用挖泥船清除。七、稳定性验算(仅对洪水期施工围堰进行验算)围堰的坡比设置：迎水面1：3，背水面1：2.5围堰顶高程4.6米(按洪水期最不利状态考虑)，围堰顶宽设置3.5米。背水面的边坡稳定，依据基坑开挖边坡坡比设置，其1：2.5-1：2.0是安全的。其迎水面边坡坡比按1：3设置，洪水期水位按4.1米考虑。应按照有水渗流时土坡稳定计算进行，此渗透仅考虑迎水面向背水面渗流的单向渗流，因施工时采取干施工，基坑水位是受到措施控制的。动水力D D=GDA=gWIAGD作用在单位体积土体上的动水力 KN/m3gW水的容重 KN/m3A假想滑动土体在浸润线以下部分的面积 I在面积范围内的水头剃度平均值为简化计算，在此不再将其按土层分层（即条分），仍选定2-1层（粉土）作为代表土层计算校核。则K=Mt/MS=I(tgj W cosa + C l )/(R W sina + g D) 其中：l = H =4.1+2.6=6.7米根据计算得知：K=1.42 ，仍是稳定的。顶宽之所以设置成3.5米，一是考虑船行波会对围堰迎水面产生冲刷及施工期内暴雨冲刷等，因此，在局部施工段根据实际情况还将采取土工织物护面的办法（如袋装土、土工布等），据此，对其进行抗倾稳定验算：作用在迎水面上的静力压力合力为：W=gW h2/2=0.59.816.76.7=220.19 KN/m考虑动船行驶，动力系数KD取1.25则WD=159.361.25=275.23 KN/m土体重量：W1=3.57.217.6=443.52KN 其重心在几何形心处土体重量W2=1827.217.6=1140.48KN 其重心在几何形心处土体重量W3=21.627.217.6=1368.58 KN 其重心在几何形心处则土体总重为W= W1+ W2+ W3=2952.58KNW的重心形心如图对A点抗倾覆力矩为W抗=W18.3=54032.14 KNm对A点的倾覆力矩为W倾= WD2.4=382.46KNmW抗W倾 故安全！八、安全措施在构筑围堰时每隔200米构筑一道分隔坝，以提高围堰的稳定性。为防止船舶撞击围堰，围堰两端要设防撞墩，沿线每200米设置警示标志，夜间设警示灯光信号，现场购置适量围堰构筑材料如：木桩、编织袋、彩条布等，以便抢救使用。项目部将派专人对围堰进行看守和定期进行检查维护，特别是在雨季、汛期，安排人员日夜值班看守，遇有险情及时加固抢修，以确保围堰的安全。由于该段土质的特殊性，如何防止管涌和流砂的发生非常重要。一旦发生流砂，围堰将在几分钟内垮塌，这将对基坑内的施工人员生命安全带来重大威胁，同时还会造成重大经济损失和工期损失，因而制订好围堰防护及应急预案非常重要。通常最可能发生流砂的部位是分管布设的位置，最可能发生流砂的时间是分管拔除后的1-3天内。因而在分管拔除后应及时进行墙前墙后的回填，墙前最好回填至水位下1米左右。管涌在基坑开挖的过程中就随时可能发生，但管涌没有流砂危险性大，主要是现场观察和掌握，一旦有冒浑水的管涌情况就必须立即停止基坑开挖，对管涌位置进行覆盖，并用挖掘机或挖泥船在围堰外围切断渗流路径。对于冒清水的管涌主要加强明水排除，不需要停止基坑开挖。一旦发生流砂导致围堰垮塌，首先采用液压抓斗挖泥船切断渗流路径，然后再重新进行围堰构筑，最后进行排水和清淤。八、应急预案 见围堰防护应急预案围堰防护应急预案 为了保证SNZJ-10标围堰及施工作业人员的安全，确保我标工程实施的顺利，特制定如下围堰防护应急预案。一、目的 为降低围堰坍塌等重大生产安全事故给人员带来危害，或对财产造成损失，避免由于突发事件造成混乱或由于职责不清造成指挥失灵、事态失控，结合本项目实际情况，制定本应急预案。二、适用范围 适用于工程施工发生围堰坍塌等重大生产安全事故时的应急处理。三、编制依据1、安全生产法2、建设工程安全生产管理条例3、职业健康安全管理体系规范（GB/T280012001）4、关于防止施工坍塌事故的紧急通知5、建筑工程预防坍塌事故若干规定6、关于防止建筑施工模板倒塌事故的通知（建建安（1993）第41号）7、建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）四、应急预案组织机构组长：夏陈生职责：接到警报后，应迅速了解事故情况，作出指示决策，下达应急抢险命令。副组长：鲁明职责：根据组长下达的抢险命令，组织各专业抢险队开展抢险工作，并做好事故通报和事故处理工作，负责各抢险专业队之间的组织协调工作。副组长：许宗强、杨华锋职责：负责事故的接报，配合主管领导做好事故的评价及传递、上报等信息处理工作；做好事故现场记录、拍照、收集证据工作；根据领导指示、决策，做好上情下达，协调有关工作事宜；代表指挥部对外发布有关抢险进展情况、支援、求救信息。成员：王小磊、汤龙庆、王平、何进军、龚炳喜、高扣红。职责：现场具体指挥各专业队的抢修和救援工作。五、应急措施1、预防措施为防止船舶撞击围堰，围堰两端应设置警示标志和防撞设施，夜间沿线设警示灯光信号（每200米一道），同时设专人巡视，发现问题及时抢修和处理。2、抢险物资的配备1）、通讯器材：应急指挥部事先制定通讯联络方法，配备和设置通讯器材，如对讲机、移动电话、值班报警电话，并要求有人员熟悉使用方法；2）、辅助工具：应急照明、移动照明、扩音话筒、帐篷、雨具等其他工具。事先配置并有适当数量的储存；3）、抢修材料：木桩400根、草袋2000只、编织袋1000只、材料布2000平方米；4）、急救设备：随时能投入抢修的挖掘机2台、推土机1台；汽车1辆（苏L86377），船舶1艘，急救器材、药品、运送工具（担架、轮椅等）若干。3、紧急情况处置程序发现事故和事故征兆报警接报发出抢修和救援命令开始抢修和救援现场处置结束紧急状态。现场处置：1）、管涌的处置管涌在基坑开挖的过程中就随时可能发生，但管涌没有流砂危险性大，主要是现场观察和掌握，一旦管涌有冒混水的情况就必须立即停止基坑开挖，对管涌位置进行覆盖，并用挖掘机或挖泥船在围堰外围切断渗流路径。2）、流砂的处置一旦发生流砂导致围堰垮塌，首先采用液压抓斗挖泥船切断渗流路径，然后再重新进行围堰构筑，最后进行排水和清淤。3）坍塌处理（包括船舶碰撞）清理坍塌现场，抢救人员，对坍塌范围前后进行支护加固，以防止坍塌扩大；排水和清淤。4）、人员伤害的急救措施：拨打“120”；采用加压包扎止血法等方法进行止血，防止过多出血；采用三角巾、四头带或专用绷