河道围堰施工方案

河道围堰施工方案
一、工程概况
机场南线京承高速公路～东六环路公路工程西起京承高速公路,东至东六环路;由西向东分别与京承高速公路、京密路、规划温榆河大道、规划观景路、机场高速公路、机场辅路、规划机场二通道、规划壁富路、东六环路等主要道路相交,路线全长;全线共分为九个标段,本标段为第五标段,起止桩号为K7+300～K8+539,全长1239m;
本标段工程中涉及跨温榆河的桥梁包括：
1、机场南线南主线桥,B21轴至B25轴,桥梁形式为预应力砼箱梁；
2、机场南线北主线桥,N22轴至N26轴,桥梁形式为预应力砼箱梁；
3、互通式立交Z1桥,Z1-6轴至Z1-10轴,桥梁形式为简支T梁；
4、互通式立交Z4桥,Z4-27轴至Z4-31轴,桥梁形式为简支T梁;
由于必须避开汛期进行围堰施工,因此跨河工程为制约本工程工期的关键;根据本工程的实际,我项目部将做好河道内施工的各项准备工作;待今年汛期结束,立即组织围堰及导流河道施工,并确保2007年5月25日之前,全部完成河道内工程;
二、河道施工导流顺序
1、主线桥施工
本工程中主线桥B21-B25和N22-N26预应力砼箱梁跨越温榆河,B22、B23、B24、N23、N24和N25轴桥梁下部结构位于现况河道内;
1、一期围堰
计划开工后,从2006年10月10日开始进行一期围堰,围堰范围由河道东侧向河中心围至过B23、N24轴10米处,围堰后开始进行B23-B25和N24-N26轴下部结构施工;
见主线桥一期围堰示意图
一期围堰的同时,在现况河道的西侧河滩上B20-B21和N21-N22轴之间新建一条临时导流河道,施工时严格按照河道管理单位的要求进行,以保证二期围堰后河水能够按要求顺畅流通;
见导流河道横断面示意图
2、二期围堰
待河道西侧临时导流河道施工完毕后,于11月10日开始进行二期围堰施工;此次围堰从东向西推进将现况河道部分全部封堵住,围堰后进行B21-B25和N22-N26预应力砼箱梁施工;施工过程中通过合理的计划安排,确保于2007年5月25日前清除围堰,恢复河道;
见主线桥二期围堰示意图
2、匝道桥施工
本工程中Z1-6至Z1-10、Z4-27至Z4-31简支T梁在机场高速两侧分别跨越温榆河,其中Z1-7、Z1-8、Z1-9和Z4-28、Z4-29、Z4-30轴下部结构位于现况河道内,此两条匝道桥计划按两次围堰同步进行施工;
第一次围堰时间为2006年10月10日至2006年11月6日,围堰范围由河道东侧向河道中心围至过Z1-8、Z4-29轴10米处,在此期间完成Z1-8至Z1-10、 Z4-27至Z4-29轴下部结构及T梁吊装施工;见匝道桥一期围堰示意图
第二次围堰时间为2006年11月7日至2006年12月26日,围堰范围由河道西侧向河道中心围至过Z1-8、Z4-29轴10米处,在此期间完成Z1-6至Z1-8、 Z4-29至Z4-31轴下部结构及T梁吊装施工;
见匝道桥二期围堰示意图
跨河道桥梁施工完毕后挖开围堰,恢复河道;
三、围堰施工方案
1、主线桥施工
本工程中主线桥B21-B25和N22-N26预应力砼箱梁跨越温榆河,B22、B23、B24、N23、N24和N25轴桥梁下部结构位于现况河道内;
根据我方对现况温榆河调查情况,经研究决定,河道内围堰采用中间填土,外侧加土袋的围堰方法;
计划开工后,先将河床底上的石块、杂草等杂物清除干净,再在河道内采用粘性土或砂夹粘土进行填筑,填土外侧堆码两层土袋,土袋间放置两层彩条布;
主线桥围堰总长185米,高4～米,高于现况水面2～3米,边坡为1:;由于本工程主线桥为南、北并行两座桥,结构形式为现浇箱梁,桥宽共40米左右,因此施工期间进行南、北桥统一围堰,在考虑保证施工过程中箱梁排架搭设及各种车辆通行等占地因素的情况下,围堰宽度设为70米;围堰土方量为32000方;
围堰时,当填土超过现况水面后,每填筑起20cm碾压一次,逐层压实至距围堰顶部米处,压实度保证达到95%;由于此联为现浇箱梁形式,剩余米高度回填级配砂石,保证箱梁施工时地基满足施工要求;堆码的土袋的上下层和内外层互相交错,码放密实平整;在土袋与填土之间设置第一层彩条布防水层,在两层土袋之间设置第二层彩条布防水层,彩条布下部用木楔固定在河床上,并用土袋压实,禁止河水从底部渗入;
见围堰断面大眼井井位示意图
2、匝道桥施工
本工程中Z1-6至Z1-10、Z4-27至Z4-31简支T梁在机场高速两侧分别跨越温榆河,其中Z1-7、Z1-8、Z1-9和Z4-28、Z4-29、Z4-30轴下部结构位于现况河道内,此两条匝道桥计划按两次围堰同步进行施工;
与主线桥相同,匝道桥围堰也采用中间填土,外侧加土袋的围堰方法;
此两处围堰分别长110米,高4米,高于现况水面2～3米,边坡为1:;本工程匝道桥结构形式为简支T梁,桥宽12米,由于两个匝道位于在机场高速公路南、北两侧,因此施工期间两个匝道桥同期进行围堰,在考虑保证施工过程中运梁车辆及吊梁车
辆通行、站位等占地因素的情况下,围堰宽度设为30米;每条匝道围堰土方量为15000方,共30000方;
围堰时,当填土超过现况水面后,每填筑起20cm碾压一次,逐层压实至围堰顶部米处,压实度保证达到95%;由于此联为简支T梁形式,剩余米高度回填级配砂石,保证T梁吊装时地基满足承载要求;堆码的土袋的上下层和内外层互相交错,码放密实平整;在土袋与填土之间设置第一层彩条布防水层,在两层土袋之间设置第二层彩条布防水层,彩条布下部用木楔固定在河床上,并用土袋压实,禁止河水从底部渗入;其断面形式参照主线桥围堰;
主线桥及匝道桥跨河施工所需围堰土方共计约万方,土方取自河道两侧河滩处,施工结束后对河道、河滩进行恢复;
3、主线桥箱梁排架基础施工及施工降水施工
1、围堰施工细节及挖填土方
①围堰施工：围堰上顶宽3米,高出现有水面2米;双面边坡1：,围堰基础必须座在沙层上,淤泥最深处标高米;此时围堰最高从底到顶米;
②清淤：在箱梁投影面积外清淤采用直接挖取与抛石挤淤法,在箱梁投影面积下所有淤泥清除施工方法分为：a混水泵配合高压水枪抽吸,b挖掘机直接挖,c明沟抽排水;
③围堰内平衡土方：在明沟抽水的条件下平衡围堰内土方;统一挖或填至标高米,与承台顶高相同;
在此项工程中共清淤14652立方,共填方4320立方;
2排水设施施工
①设置大眼井：沿围堰内底角1米处每10米设一个60cm大眼井,共设井36口,井深自围堰顶起25米;
②明沟设置：在大眼井中和围堰之间设置一道明排水沟;宽60cm,深60cm;
③每个大眼井中设置一个2寸潜水泵
④为确保基桩施工时的水头,大眼井在钻孔工作开始后要连续抽水,直到承台施工完成;在施工现场必须设置双路电源a、变电线路;b、200KVA电机组;潜水泵具有足够的备用数量已保证及时替换;
⑤大眼井降水能力验算：本工程中围堰部分基坑开挖需进行降水,采用大眼井形式;基坑底宽50米、长180米、深以7米计,水位为-2米;根据地质勘查资料,该处底面下为细砂层,渗透系数K=d;
降水深度至承台底：s=7-2+=
含水层厚度：H=10-2=8m
将基坑假象为一个半径为x的圆进行计算：
x= A/π^
=18050/^=53m
降水系统的总涌水量：
Q=2H-ss/lgR-lgx
=2lg90-lg53
=446m3/d=s
每米井的单位进水量：
q=2πrl√K/15
=21√15
= m3/s
井管长度：
L=Q/q==≈9m
假定降水井间隔10米,井数为36个时
h0=^2-466ln53/36/36
=
该数值符合n h0=36=49≥L=9条件,因此降水井满足要求;
3、基桩、承台、基墩柱施工：
①基桩：土方回填和开挖后首先实施降水,必须保证钻孔内水头高于地下水3米以上;
②承台：灌桩完成后下挖3米凿桩头,检测;打垫层进行承台施工,待承台施工完毕后可以局部或全部停止大眼井降水;
③墩柱施工;略
④施工现场道路
由于堤顶标高24米,工作面标高米,高差米;在围堰内侧设置一条施工道路长90米;坡度%;道路结构为50cm级配砂石;
4、排架基础施工
在墩柱拆模并做好保护后开始进行排架基础施工,首先处理承台四周基坑,其次分层填方碾压,每层20cm,压实度按公路路基工程标准一直回填到河道水面以上50cm,最后再回填一层50cm厚级配砂石,回填材料共高出河道现有水位1米;比围堰顶低1米;
在此项工程中共填方25509立方;
回填级配砂石3600立方;
在填方过程中如果工作面有水,则继续采用大眼井降水并把大眼井井壁向上接长;
箱梁底模施工完毕后进行箱梁预压,在箱梁底模上放置沙袋或其他配重材料配载,并对基础沉降量进行观测,总结出沉降数据;
5、排架基础验算：
因目前箱梁图纸未到暂以米高箱梁箱体最重处配杆模式进行单杆地基承载力验
算,取排架60×60方阵,杆下铺设枕木16×22×250cm;其计算模式简化为:22cm×60cm计算地基承载力：
按排架处于最不利位置计算,选择在箱梁肋板处,梁高米,采用的矩阵布设,支架下方垫衬的黑枕木;砼容重采用26KN/m3;
⑴采用公式： N≤Rd
N/Ad≤K×fak
标注：Rd ——底座承载力设计值,一般取40KN；
Ad ——立杆基础的计算底面积,按枕木底面积计算；
fak ——地基承载力特征值,按填筑材料为砂砾,压实度达到97%,查表得200Kpa；
K —调整系数,取；
⑵计算：
① N=×××26KN/m3=≤Rd=40KN 合格
② Ad =×=
N/Ad= m2=
K×fak=×200Kpa=194 Kpa
N/Ad≤K×fak 合格
四、围堰稳定性计算
在本工程围堰过程中,边坡的内、外出现水位差,在挡水土堤内形成渗流场,浸润线在下游坡面逸出,这时,在浸润线以下,下游坡内的土体除了受到重力作用外,还受到由于水的渗流而产生的渗透力作用,因而使下游边坡的稳定性降低;
渗流力可用绘流网的方法求得;
先求滑弧范围内每一流网网格的平均水力梯度i
i＝1
作用在网格上的渗透流力：
=10113=130
式中：w γ——水的重度；
Ai ——网格的面积;
求出每一个网格上的渗透力Ji 后,便可求得滑弧范围内渗透力的合力TJ;将此力作为滑弧范围内的外力滑动力进行计算,在滑动力矩中增加一项：
=13018=2340
式中：lJ ——TJ 距圆心的距离;
如果水流方向与水平面呈夹角θ,则沿水流方向的渗透力j =i w γ;在坡面上取土体V 中的土骨架为隔离体,其有效的重量为V γ';分析这块土骨架的稳定性,作用在土骨架上的渗透力为iV jV J w γ==;因此,沿坡面的全部滑动力,包括重力和渗透力为
=2210sin30+101cos0
=120
坡面的正压力为
=221010
=
则土体沿坡面滑动的稳定安全系数：
=≥
土坝稳定系数符合要求
式中：i ——渗透坡降；
γ'——土的浮重度； w γ——水的重度； φ——土的内摩擦角;
水流在逸出段顺着坡面流动,即θ＝α;
五、围堰施工标准
围堰高度高出施工期间现有水面2米;
围堰内平面尺寸满足施工的需要;
围堰逐层压实,满足施工过程中承载力要求;
围堰防水严密,减少渗漏;
在筑围堰之前,将堰底下河床底上淤泥杂物清理干净;
因筑围堰引起流速增大使堰外坡面受冲刷时,在外坡面用草袋或土工织物等加以防护;
堆码的土袋的上下层和内外层相互错缝,尽量堆码密实平整;
北京市公路桥梁建设公司
2006年9月25日
测量放线
由测量人员根据设计图纸放出基础开挖边线控制桩,根据地质情况确定适宜的
开槽放坡坡度,本工程土质为中密的碎石类土充填物为砂土,采用1：放坡;用石
灰洒出开挖线,并做好水准点引桩;利用人工配合挖掘机械开挖,人工修整至设
计高程,不能扰动渠底及坡面原土层,不许超挖;开挖过程中要严格观察边坡稳
定性,土稳定时执行此规定;发现土质有变化、有地下水或土体不稳定等情况及
时采取护坡桩护坡或增大放坡坡度的措施;开挖清理完毕后,约请监理工程师验
收;
排水明渠卵石砌筑
置
根据施工段长度以20m-50m分段砌筑并15m-20m设臵沉降缝,沉降缝用聚氯乙烯
泡沫板填充;
勾缝一律采用凹缝,勾缝采用的砂浆强度,砌体勾缝嵌入砌缝20mm深,在砂浆凝
固前将外露缝勾好,若不能及时勾缝,则将砌缝砂浆刮深20mm为以后勾缝做准备;
每砌好一段,待浆砌砂浆初凝后,洒水养护.养护期间避免外力碰撞、振动或承
重;
底面混凝土施工
底面混凝土采用C15商品混凝土,厚150mm;混凝土施工前将基底清理干净,平整,
采用泵车浇注渠底,人工抹面找平;
3.质量控制要点
砂、水泥,样品报送监理、实验室,检验合格后方可进场,材料进场后要经监理现场检验合格方可使用;
砌筑砂浆要按配合比采用搅拌机拌和,按要求做好试块,送实验室检测;
4.雨期施工措施
雨期基槽施工措施
混凝土施工雨期施工措施
雨季应避免遇雨露天浇注混凝土,并预备相应的苫布,遇雨时随时遮盖;在混凝土达到终凝之前,覆盖塑料膜、不允许雨水直接淋浇在已抹平的混凝土结构上; 砌筑施工雨期施工措施
5.文明施工和安全、环保措施
施工现场采用定型金属围挡进行封闭,顶部设臵夜间警示串灯,围挡上设臵标志、标语,路口处设臵透视绿网,方便车辆及行人出行;
在距槽边1m以外设臵牢固的高防护栏杆,刷醒目的红白漆,悬挂安全警示标志,夜间设臵红色标志灯;
在距槽边至少1m以外沿周边设臵至少50×50cm挡水坎,以防外来水灌入,引起涮坡和塌坡;施工中注意对沟槽边坡的安全检查,发现问题及时处理;
沟槽两侧1m范围内严禁堆土;
槽壁有裂缝及坍塌危险处必须及时处理,由安全员负责指挥;
入场、岗前对施工人员进行安全教育和技术交底,施工人员进入现场一律穿戴好安全防护用品,普通人员为安全帽,电工、打夯、振捣等人员还要穿戴好绝缘鞋、绝缘手套;上下沟槽要走安全爬梯,禁止从自然边坡上下;
严禁非电工人员拉接电线、操作电路,非专业司机操作施工机械设备;
挖土机、装载机、吊车、电工等特殊工种操作人员持证上岗,遵守操作规程,正确操作,严格执行安全技术交底,听从统一指挥;挖土机作业前要对机手进行地
下管线等障碍物详细交底,并在开挖中由清楚地下物的专人指挥；吊车作业时要有起重信号工指挥;
加强施工机械,尤其是大噪音机械设备的管理,使用情况良好的机械设备,尽量
降低噪音源;夜间一般不安排施工,尤其是有较大噪音的施工,特殊情况需要夜
间施工时,办理夜间施工证,并争取附近居民理解和支持;
对工程废弃物采取集中堆放、处臵,严禁乱放、乱排;。