长江堤防工程四边透水框架护岸工程方案研究

长江堤防工程四边透水框架护岸工程方案研究

0混凝土四边透水框架护岸工程应取得的成绩四个边缘的透水框架是具有减速、促进和消耗作用的河流过载防洪和渗透结构的。由于重心低，因此具有良好的稳定性和适应性。1996年开始应用在长江干堤加固工程,并经受了1998年长江特大洪水考验,因而被水利部作为推广项目列入《98灾后堤防加固15项推荐技术指南》中,该项技术同时还获得了陕西省2000年度科技进步二等奖。目前,这项技术已推广应用于河道整治、护岸及抢险中,且效果显著。近几年,该工艺在长江河道整治工程施工中得到广泛运用,从运用后的情况看,四面六边透水框架的边缘出现大量的淤积,效果十分显著。但各地的实施单位均只根据经验制订工程投资概预算,未对混凝土四面六边透水框架护岸工程定额进行系统分析和研究。笔者负责长江南京河段二期整治护岸工程的施工,并对混凝土四面六边透水框架护岸工程进行了连续关注和研究,取得了一手的资料和经验。在此基础上,本文对混凝土四面六边透水框架护岸工程定额进行分析和探讨,对于混凝土四面六边透水框架护岸技术的应用推广有着重要的积极意义。1材料结构及周边透水结构的施工技术介绍1.1混凝土杆件混凝土钢筋混凝土四面六边透水框架结构是由6根长1m、断面0.1m×0.1m的混凝土杆件焊接拼装而成,杆件中央预埋1根长1.4m的Φ10钢筋,混凝土设计强度为C15,钢筋外露段以沥青涂刷作防锈处理。1.2.1混凝土浇筑及浇筑(1)浇筑预制场。预制场地必须浇筑混凝土面层才能保证预制质量。C15混凝土场地6000m2,厚度5cm,普通方法浇筑混凝土,底部铺设20cm厚碎石垫层。(2)设模板。混凝土杆件所用模板为钢质模板必须专门设计。采用本工程专用钢模板2000套(每套可一次性浇筑6根杆件),以满足混凝土杆件预制的需求。(3)预埋钢筋。浇筑前每套模板内预埋6根Φ10钢筋。(4)浇筑混凝土。混凝土浇筑集中搅拌,翻斗车运输,平板振捣器密实。(5)脱模、养护。脱模后用草袋及薄膜覆盖并浇水养护。1.2.2框架钢筋的焊接性能框架拼装时的杆件混凝土强度不小于设计标准值的75%。钢筋焊接用电弧焊接,三根钢筋两两搭接单面焊,搭接的电弧焊缝长度:单面焊为10d以上。焊接性能应符合GB5177《碳钢焊条》的规定,焊缝质量符合JGJ18-96《钢筋焊接及验收规程》的规定。框架钢筋外露部分均用沥青刷涂一遍作防锈处理。达到拼装强度要求的混凝土杆件统一堆放于靠近临时码头附近的堆场进行拼装,拼装完成且达到龄期要求的四面体即可搬运上抛投船。1.2.3驳船结构及网格划分定位船准确定位后即进行四面体试抛工作,以此确定正常水流、水深条件下按设计位置准确抛投四面体所需的各施工参数。选择长、宽尺寸及吨位大小相当的20-30条驳船作为固定的四面体装载、运输和抛投的船只。施工将按照设计图纸要求所设计的网格在垂直水流方向网格线上划分定宽的条形抛投区域作为控制驳船移位及控制网格抛投数量的小单元。按设计的抛投数的正负5%控制大、小网格内的框架抛投量。本工程四面六边透水框架施工流程图见图1、图2。2预算定额分析包括四个边缘的透水框架涂料的编制、预算和分析2.1混凝土表面处理的表面处理预制混凝构件工作内容有:(1)钢模制作、拼装、安装、拆除、修理。(2)混凝土配料、拌和、浇筑、养护。(3)材料及成品件场内运输堆放。2.1.1混凝土生产设备经现场观察统计,现场操作人工每班组50人,工长2人,高级工7人,中级工25人,初级工16人,生产量平均值为2500根长1m,断面0.1m×0.1m的混凝土杆件(以8h工作计)。则每100m3块数为10000块,共需工时数为工长64工时,高级工224工时,中级工800工时,初级工512工时,合计1600工时。2.1.2材料费用占总费用的比例本工程共完成产品的数量:预制四面体91425架,共消耗混凝土5595m3,共消耗定型钢模板4937kg,共消耗铁件787kg,共消耗水10971m3,其他材料费用占总费用的约1%。根据《江苏省水利工程预算定额-建筑工程》中规定每100m3消耗混凝土102m3,每100m3消耗定型钢模板为(100×4937/5595)=90kg,每100m3消耗铁件为(100×787/5595)=14.35kg,每100m3消耗水(100×10971/5595)=200m3,每工作日的其它材料使用费占总费用约1%。2.1.3平板式振捣器(1)混凝土搅拌机(0.4m3)。现场4台搅拌机生产,实际正常2台生产,2台备用,每台搅拌机日出产36m3混凝土,考虑到预制块较小,每拌生产停滞待运时间长,因此工作时间利用系数较低,经观察约为40%,则每100m3板体生产台班数为:100÷36×2台×40%×8h=17.76台时(2)平板式振捣器(2.2kW)。本工程配备2台平板振动器,时间利用系数约为50%,则每100m3板体生产台班数为:100/36×2×50%×8=22.22台时(3)胶轮车。根据现场观察:运距为50m,配备胶轮车6辆,后台4辆(3台砂石料,1台运水泥),前台2辆,时间利用系数为50%,则每100m3板体生产需要胶轮车台班数为:100/30×6×50%×8h=80台时。(4)其它机械使用费。因考虑到本工程模板的高强度周转使用,模板维护工作是日常工作的重要内容之一,这就有时需要用电焊机等,据观察估值,每工作日的其它机械使用费约占总费用的4%。工作内容:(1)钢模制作、拼装、修理。(2)混凝土配料、拌和、浇筑、养护。(3)材料及成品件场内运输堆放。见表1。2.2安装完成后的四个边缘的透水框架的焊接固定定额分析透水框架焊接拼装工作内容有:回直、切断、弯制、焊接、刷漆及运输到抛投场地。2.2.1生产和透水框架经现场观察统计,现场操作人工每班组10人,工长1人、高级工3人、中级工3人、初级工3人,生产量平均值为拼接355架四面六边透水框架(以8h工作计)。则每100m3混凝土生产1666架四面六边透水框架,共需工时数为工长37.5工时、高级工112.6工时、中级工112.6工时、初级工112.6工时,合计375.3工时。2.2.2共消耗涂层材料费用本工程共完成产品的数量:预制四面体91425架,共消耗钢筋559.521t,共消耗电焊条(Φ4mm)942.4kg,共消耗镀锌铁丝(20#)1650.6kg,共消耗防腐沥青漆1291.8kg,其他材料费用约占总费用的1%。根据《江苏省水利工程预算定额-建筑工程》中规定每10t定额消耗钢筋10.2t,则每100m3消耗钢筋,8.56t,每100m3消耗电焊条(Φ4mm)(100×942.4/5595)=17.18kg,每100m3消耗镀锌铁丝(20#)(100×1650.6/5595)=30.09kg,每100m3消耗防腐沥青(100×1291.8/5595)=23.55kg,其他材料费用约占总费用的1%。2.2.3生产设备及时间利用系数(1)钢筋切断机(7kW)。现场1台钢筋切断机生产,考虑到预制块较小,每拌生产停滞待运时间长,因此工作时间利用系数较低,经观察约为40%,则每100m3板体生产台班数为:8.56÷6.6t/d×1×40%×8h=4.15台时。(2)钢筋弯曲机(Φ6-40mm)。现场用配备钢筋弯曲机1台,考虑到预制块较小,每拌生产停滞待运时间长,因此工作时间利用系数较低,经观察约为70%,每100m3板体生产台班数为:8.56÷4.47t/d×1台×8h×70%=10.72台时。(3)电焊机(交流30kVA)。根据现场观察:电焊机1台,时间利用系数为50%,则每100m3板体生产需要胶轮车台班数为:8.56/1.3×1×50%×8h=26.34台时。(4)风沙枪(6.0m3/min)。根据现场观察:风沙枪1台,时间利用系数为50%,则每100m3板体生产需要胶轮车台班数为:8.56/3×1×50%×8h=11.41台时。(5)胶轮车。根据现场观察:运距为50m配备胶轮车6辆,时间利用系数为50%,则每100m3板体生产需要胶轮车台班数为:100/30×6×50%×8h=80台时。工作内容:回直、切断、弯制、焊接、刷漆及运输到抛投场地。见表2。2.3配置和设计后四面边缘的风险分析透水框架抛投施工工作内容有:定位、起仓、搬运、抛投工作等。2.3.1边透水框架经现场观察统计,生产量平均值为抛投2000架四面六边透水框架(以8h工作计)。则每100m3混凝土生产1666架四面六边透水框架,共需工时数为工长6.7工时、初级工300工时,合计306.7工时。2.3.2每100m板体生产需要驳船台班数(1)驳船(150t)。根据现场观察:因四面六边透水框架空间占用较大,每艘驳船实际利用率为50%,每日平均出航4艘次,75m3四面六边体质量为150t,则每100m3板体生产需要驳船台班数为:100/(75×4)×1×50%×8h=1.33艘时。(2)抛锚艇(35kW)。如前面观测计算,每100m2所需抛锚艇艘时数为0.92艘时。(3)拖轮(147kW)。如前面观测计算,每100m2所需拖轮艘时数为0.46艘时。(4)钢质趸船(350t)。如前面观测计算,每100m2所需抛锚艇艘时数为0.92艘时。工作内容:定位、起仓、搬运、抛投工作。见表3。2.3.3护岸工程预算定额根据以上四面六边透水框架护岸工程分项预算定额分析,对进行四面六边透水框架护岸工程预算定额综合分析,四面六边透水框架护岸工程工作内容有:(1)钢、木模制作、拼装、安装、拆除、修理。(2)混凝土配料、拌和、浇筑、养护。(3)材料及成品件场内运输堆放。(4)钢筋回直、切断、弯制、焊接、刷漆及运输到施工场地。(5)定位船定位、抛投船起仓、搬运、抛投工作等。综上所述,四面六边透水框架护岸工程预算定额详见表4。工作内容:(1)钢、木模制作、拼装、安装、拆除、修理。(2)混凝土配料、拌和、浇筑、养护。(3)材料及成品件场内运输堆放。(4)钢筋回直、切断、弯制、焊接、刷漆及运