围堰危大工程施工方案

围堰危大工程施工方案一、工程概况1.1项目基本信息本项目为XX河航道提升改造工程3标段围堰施工，围堰位于主河道K12+340~K12+720段，主要作用为标段内3个重力式码头泊位、200m长护岸结构的干地施工提供作业条件。围堰采用双排钢板桩+土工膜止水结构，设计总长度380m，堰顶设计高程6.2m，对应20年一遇汛期最高水位5.7m，安全超高0.5m；堰内开挖后底部高程-1.2m，最大挡水高度7.4m，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，需按规定组织专家论证后方可实施。1.2地质水文条件根据工程地质勘察报告，施工区域地层从上至下依次为：①淤泥层：层厚2.1~3.4m，含水率42%~56%，承载力特征值fₐₖ=40kPa；②粉质黏土层：层厚3.8~5.2m，fₐₖ=120kPa，渗透系数k=1.2×10⁻⁶cm/s；③强风化花岗岩层：层厚1.8~3.2m，fₐₖ=300kPa；④中风化花岗岩层：未揭穿，fₐₖ=800kPa。水文条件：施工期为枯水期，常水位2.3~2.8m，设计流速0.8m/s，汛期最大流速1.2m/s，河床底部冲刷深度按1.0m考虑。1.3周边环境条件围堰上游侧距现有跨河桥梁墩台最小距离120m，下游侧距已建排水口85m，围堰内侧距拟建建筑物最小距离15m，满足施工操作空间要求。施工区域内无水下管线、文物等隐蔽障碍物，施工前已完成河道清障作业。二、编制依据1.《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2017）2.《钢板桩围堰施工技术规范》（JTG/T3650-2020）3.《建筑施工土石方工程安全技术规范》（JGJ180-2009）4.《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）5.《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第37号及31号文）6.本项目岩土工程勘察报告、施工设计图纸、总进度计划7.现场踏勘及水文、气象实测资料三、施工部署3.1施工进度计划总工期35日历天，具体节点安排：施工准备：3天钢板桩插打：12天内支撑安装、后排桩后土方回填：7天围堰闭气、抽水：5天围堰加载预压及监测：5天验收移交：3天围堰拆除安排在主体结构完工、回填至高程2.0m后实施，拆除工期10天。3.2资源配置计划1.人员配置：项目负责人1名，技术负责人1名，专职安全员3名，施工员2名，质量员2名，测量员2名，钢板桩作业班组15人，土方作业班组10人，焊接作业班组4人，水电工2人，监测人员3人，所有特种作业人员均持证上岗。2.机械设备配置：拉森Ⅳ型钢板桩2400根，150t履带吊1台，450型振动锤1台，长臂挖掘机2台，普通挖掘机3台，自卸汽车15辆，50kW水泵8台（含备用2台），电焊机4台，全站仪2台，水准仪3台，测斜仪2台，应力计12个，水位计4个。3.材料配置：φ609×16mm钢管支撑280m，I40b工字钢围檩680m，400g/㎡无纺土工布1800㎡，2mm厚HDPE土工膜1800㎡，编织袋2000个，水泥5t，碎石120m³，止水条、焊条等辅材按需配备。3.3施工流程施工准备→测量放线→导墙施工→前排钢板桩插打→后排钢板桩插打→钢板桩缝隙止水处理→下层围檩及支撑安装→后排桩后土方回填→土工膜铺设→上层围檩及支撑安装→堰顶防浪墙施工→分级抽水→堰内清淤→围堰监测及验收→主体结构施工→围堰拆除。四、主要施工工艺及技术要求4.1施工准备1.技术准备：完成施工方案编制及专家论证，对所有作业人员进行三级安全技术交底，交底签字记录齐全。复核测量基准点，设置围堰轴线控制点、高程控制点，控制点设置在不受施工影响的稳定区域，定期复核。2.现场准备：完成施工场地平整，打通钢板桩运输、吊装通道，通道承载力不小于150kPa。清理施工区域河道内的杂草、漂浮物、孤石等障碍物，采用挖探方式确认水下无隐蔽管线。接通施工用电、用水，在围堰周边设置临时照明、警示标志。3.材料检验：钢板桩进场前逐根检查，桩身弯曲度偏差不超过1%桩长，锁口无变形、裂纹、锈蚀，不合格桩体不得使用；锁口采用黄油+滑石粉混合物涂抹，减少插打摩擦。土工膜、土工布进场检验拉伸强度、渗透系数、断裂伸长率等指标，符合设计要求后方可使用。4.2导墙施工导墙采用C20混凝土结构，高度1.2m，厚度0.3m，内侧净宽比钢板桩轴线宽10cm。导墙顶面高程3.0m，高于常水位0.2m，确保插桩作业时导向稳定。导墙设置φ12mm钢筋拉结筋，间距1.5m，模板采用钢模板，支撑牢固，浇筑过程中严格控制轴线偏差，导墙轴线偏差不大于10mm，顶面高程偏差不大于5mm。混凝土强度达到70%设计强度后方可进行钢板桩插打作业。4.3钢板桩插打1.参数设计：双排钢板桩间距4.0m，前排桩（迎水面）采用拉森Ⅳ型15m长钢板桩，插入强风化花岗岩层不小于2.0m，桩顶高程6.2m；后排桩（背水面）采用拉森Ⅳ型12m长钢板桩，插入粉质黏土层不小于3.0m，桩顶高程6.2m；钢板桩均为密扣排列，锁口朝向一致。2.插打顺序：从河道左岸向右岸逐根插打，先插打前排桩，再插打后排桩。首根钢板桩插打时采用全站仪双向定位，垂直度偏差不大于0.5%，确认位置准确后再振动下沉，后续桩体以首根桩为基准，锁口对齐后插打，每插打3根复核一次轴线及垂直度，轴线偏差不大于50mm。3.施工要求：振动锤夹桩牢固，插打过程中若遇孤石、桩体倾斜、锁口脱开等情况，立即停止作业，排查原因，采用掏挖、调整桩位等方式处理，不得强行沉桩。插打完成后，对所有钢板桩的锁口密封性进行检查，对缝隙大于5mm的位置采用玻璃胶+止水棉填塞处理。4.4围檩及支撑安装围檩采用双拼I40b工字钢，分上下两层设置：下层围檩高程2.0m，上层围檩高程5.0m。围檩与钢板桩之间的缝隙采用C20细石混凝土填实，确保传力均匀。横向支撑采用φ609×16mm钢管，水平间距3.0m，竖向间距3.0m，与围檩采用焊接连接，焊缝高度不小于10mm，焊缝连续饱满，无气孔、夹渣、裂纹等缺陷。支撑安装完成后逐个检查预紧力，设计预加轴力为80kN，采用千斤顶分级施加，每级加载20kN，持荷5min，加载完成后锁定销固定牢固。相邻支撑之间设置φ140mm钢管横向联系杆，竖向间距3.0m，水平间距6.0m，增强支撑体系整体稳定性。4.5后排桩后土方回填及止水层施工后排钢板桩插打完成后，桩后2m范围内采用粉质黏土分层回填，回填高度至桩顶高程6.2m，每层虚铺厚度不大于300mm，采用小型振动夯实机压实，压实度不小于93%。回填过程中避免对钢板桩造成碰撞，每回填1m高度复核一次后排桩垂直度，偏差超过1%时立即停止回填，调整后再继续作业。回填完成后，在前排桩后、双排桩之间的区域铺设止水层：先铺设400g/㎡无纺土工布作为垫层，土工布搭接宽度不小于200mm，采用缝接方式连接；再铺设2mm厚HDPE土工膜，土工膜采用热熔焊接，搭接宽度不小于150mm，焊接强度不低于母材强度的80%，铺设范围从河床面高程-1.0m至堰顶高程6.2m，土工膜底部采用碎石压重，顶部嵌入堰顶防浪墙混凝土内不小于300mm。土工膜铺设完成后，在其上回填1.0m厚粉质黏土压实，避免土工膜受外力破损。4.6堰顶及防浪施工堰顶宽度2.0m，采用C20混凝土硬化，厚度150mm，顶面设置2%向外的排水坡。迎水面设置50cm高C20混凝土防浪墙，防浪墙与前排钢板桩顶部焊接的钢筋锚固连接，钢筋直径φ16mm，间距500mm，锚固长度300mm。堰顶临边设置1.2m高防护栏杆，刷红白警示漆，挂密目安全网，防护栏杆底部设置18cm高挡脚板。4.7围堰抽水及闭气围堰抽水采用分级抽水方式，共分4级：第一级：水位降至高程1.5m，下降速率不大于0.5m/d，抽水时间2天；第二级：水位降至高程0.0m，下降速率不大于0.4m/d，抽水时间1天；第三级：水位降至高程-0.8m，下降速率不大于0.3m/d，抽水时间1天；第四级：水位降至高程-1.2m，持荷观察24h，渗漏量不大于10m³/d为合格。抽水过程中同步开展围堰监测，若出现位移速率超过预警值、支撑轴力突增、渗漏量突然增大等情况，立即停止抽水，必要时向堰内回水，排查隐患处理完成后再继续抽水。对钢板桩锁口渗漏位置，采用在内侧填塞止水棉、外侧抛填黏土袋的方式处理；若出现管涌、流土现象，立即在渗漏点周边堆填反滤层（粗砂→碎石→块石，每层厚度300mm），控制渗漏发展后再进行永久处理。4.8堰内清淤抽水完成后，采用长臂挖掘机清理堰内淤泥，淤泥装入自卸汽车外运至指定消纳场，严禁在围堰周边堆载。清淤过程中挖掘机距离钢板桩内侧最小距离不小于3.0m，避免机械碰撞钢板桩及支撑结构。清淤完成后对堰底进行整平，铺设200mm厚碎石垫层，作为主体结构施工的作业面。五、施工安全保证措施5.1危险源辨识及防控本工程主要危险源及防控措施如下：1.钢板桩倾覆、坍塌：严格按设计参数施工，控制插桩垂直度、入土深度，支撑预加轴力符合要求，禁止在堰顶超堆荷载，严禁在围堰内侧5m范围内堆载。2.高处坠落：堰顶防护栏杆按规范设置，作业人员高处作业（2m及以上）系好安全带，上下通道采用定型化爬梯，通道防滑措施到位。3.起重伤害：吊装作业划定警戒区，专人指挥，指挥信号统一规范，吊装索具定期检查，报废标准的索具及时更换，严禁超载吊装，严禁在吊物下方站人。4.淹溺：围堰周边设置救生圈、救生绳等应急物资，严禁作业人员擅自下水，夜间施工照明充足，临水区域设置警示灯。5.触电：施工用电采用TN-S接零保护系统，三级配电两级保护，用电设备接地可靠，水下电缆采用铠装电缆，架空高度不小于2.5m，电工定期巡查线路，严禁私拉乱接。5.2安全技术交底施工前由项目技术负责人向全体管理人员、作业班组进行书面安全技术交底，交底内容涵盖施工工艺、风险点、防控措施、应急处置流程等，交底双方签字确认，留存交底记录。各工序作业前，施工员针对当日作业内容对作业人员进行针对性班前交底，明确作业注意事项。5.3安全检查建立日巡、周检、月查制度：专职安全员每日对施工现场进行巡查，重点检查钢板桩稳定性、支撑牢固性、用电安全、防护设施完整性，发现隐患立即下达整改通知书，定人定时间定措施整改；项目负责人每周组织一次安全专项检查，每月联合监理单位开展一次围堰安全大检查，检查记录存档备查。遇大风、暴雨、汛期等特殊天气前后，专项检查围堰的防渗、防冲、稳定性情况，发现隐患及时处置。六、围堰监测及预警6.1监测点布置1.水平及竖向位移监测：沿钢板桩轴线每20m设置1个监测点，上下游端头、跨中位置加密布置，共22个监测点，同时在围堰周边稳定区域设置3个基准点，定期复核。2.支撑轴力监测：在上、下层支撑各选择6个受力较大的断面安装应力计，共12个监测点，实时监测支撑轴力变化。3.钢板桩测斜：在围堰跨中、上下游100m位置各设置1个测斜孔，孔深与钢板桩长度一致，共3个监测点，监测钢板桩深层水平位移。4.水位监测：在堰内、堰外各设置2个水位计，实时监测水位差。5.渗漏监测：安排专人每日巡查钢板桩、止水层渗漏情况，记录渗漏量、渗漏位置。6.2监测频率1.钢板桩插打、抽水阶段：每2小时监测1次；2.预压及主体结构施工前期：每日监测2次；3.主体结构施工后期：每日监测1次；4.遇暴雨、水位骤升、位移超过预警值等情况：加密至每30分钟监测1次，必要时实时监测。监测数据当日整理分析，形成监测日报报送项目负责人、监理单位。6.3预警阈值1.钢板桩顶部水平位移累计值超过50mm，或单日位移速率超过5mm/d，连续3天不收敛；2.支撑轴力超过设计值的80%，或轴力变化速率超过10kN/d；3.钢板桩深层水平位移累计值超过60mm，或速率超过3mm/d；4.渗漏量突然增大超过20m³/d，或渗漏出现浑浊、带泥沙现象；5.堰外水位超过设计水位5.7m。达到预警值时，立即停止作业，疏散人员，组织技术人员研判风险，采取加固措施，隐患消除后方可继续施工。七、应急处置措施7.1应急组织机构成立以项目负责人为组长的应急领导小组，下设技术处置组、应急救援组、通讯联络组、后勤保障组、善后处理组，明确各小组职责，应急队伍由25名经验丰富的作业人员组成，定期开展应急演练，每季度不少于1次，演练记录留存。7.2应急物资储备现场储备应急物资：编织袋5000个，砂石料200m³，工字钢20t，水泵10台（含备用4台），发电机1台（120kW），救生圈20个，救生衣30件，安全带15条，担架2副，急救箱2个，对讲机10台，警示标志、警示灯若干。所有应急物资专人管理，定期检查，严禁挪作他用。7.3常见险情处置1.钢板桩位移过大：立即停止堰内作业，向堰内回水平衡水位差，在位移段增加临时斜撑，对后排桩后进行压重，待位移稳定后排查原因，加固完成后再逐步降水。2.支撑失稳：立即停止作业，疏散人员，对失稳部位的相邻支撑进行加固，更换损坏的支撑构件，重新施加预加轴力，确认体系稳定后再恢复施工。3.管涌、流土：立即在渗漏点周边堆填反滤层，控制泥沙流失，同时在迎水面渗漏点位置抛填黏土袋进行封堵，必要时采用注浆止水，渗漏点稳定后再进行永久处理。4.漫溢风险：当预报水位超过设计水位时，立即在堰顶堆砌袋装砂石料加高防浪墙，加高高度超出预报水位0.5m，同时增加抽排水设备，降低堰内水位，减小水头差。7.4报告流程发生险情后，现场人员立即向项目负责人报告，项目负责人1小时内上报建设单位、监理单位及属地住建、交通运输、应急管理部门，报告内容包括险情发生时间、位置、影响范围、已采取的措施、人员伤亡情况等，不得迟报、瞒报、谎报。八、围堰拆除8.1拆除条件主体结构施工完成，护岸、码头后方回填至高程2.0m，回填压实度符合设计要求，主体结构混凝土强度达到100%设计强度，且通过隐蔽工程验收，由总监理工程师下达拆除令后方可实施拆除作业。8.2拆除顺序拆除作业遵循“先安装后拆除、