汉北河1#特大桥水中墩围堰施工方案

汉北河1#特大桥主桥水中墩围堰施工方案

一、概述

武汉至荆门高速公路是国家规划重点干线公路的重要组成部分，是沟通甘肃、四川、重庆等西部省市与我国中东部地区的东西向公路交通运输的大动脉，也是湖北省规划的“六纵五横一环”公路主骨架的重要组成部分。武汉至荆门高速公路起于武汉市外环高速公路与京珠高速公路交叉的东西湖互通，沿途经过汉川市、应城市、天门市、京山县、钟祥市，止于荆宜高速公路与襄荆高速公路交叉的荆门互通。路线全长183.209km。

二、大桥概况

1、大桥简介：

主桥：全长210m，中心桩号K14+221。上部结构为（55m+100m+55 m）预应力砼变截面连续箱梁，主墩均为空心薄壁墩，基础为承台、群桩基础。

引桥：上部结构为30米、40米预应力混凝土T梁，下部结构为盖梁、双柱式桥墩设系梁，基础为钻孔灌注桩。

2、气象气候

本合同所在地属亚热带湿热季风气候，春、夏、秋、冬四季冷暖分明，十二月至次年二月为冬季，月平均气温在19℃-6.5℃，冬季历年最低温度为零下19.6℃，无霜期233-262天，五月至十月为雨季，年平均降雨量900-1200mm，七至八月为炎热夏季，极端气温可达40℃。3、水文概况

流域面积6299m2，发源于京山县管桥铺王家岭，流经钟祥、天门、应城、云梦、汉川、新沟流入汉江。干流全长242km。系人工河道，堤距宽500~750m。沿河两岸均为平原湖区，左侧为老观湖、龙赛湖、东西汊湖，右侧为汊湖，区域地势低洼，（最低高程22.40m）均为外洪内涝严重地区。设计防洪标准为20年一遇，泄洪流量为2000m3/s，东山头闸泄洪能力800m3/s。根据《湖北省交通厅港航局关于杭兰线武汉至荆门高速公路跨诸河流通航标准的复函》（鄂交港航函[2003]1 9号）的意见，本项目跨越的河段的通航等级为Ⅳ（3）级。设计最高通航水位27.15m，要求通航净宽45m，净高8m。为汉江水系之主要支流，发源于京山县管桥铺王家岭，流向自西向东，流经京山县、天门市、应城市至武汉市新沟镇汇入汉江。该河为季节性河流，冬春雨少，河水落槽，河床出露，夏秋雨季，暴涨一时，水位及流量变幅很大。

目前，水面河宽约180米，水深约5米。河床主要为粘土，局部分布有厚约0.3m的淤泥。

三、大桥主桥水中施工方案设计

通过与当地水力部门商恰，湖北省水力厅同意在不影响通航条件下主桥水中施工可以采用土围堰和钢板桩围堰，待主桥下部构造施工完毕后须恢复河道原样。当地每年5月1日至10月15日为汛期，此阶段河床内水流较大。汉北河河水常年为流动状态。综上，大桥主桥的水下施工拟定三种施工方案：方案一：U形土围堰

（一）已知相关数据：

承台尺寸：10 .5m（横桥向）*10.5m（纵桥向）*4 .5m（承台高度），河底顶面与河床相平，河床淤泥约为30cm。正常水位5.0米，最高水位5 .5米，堰顶高度按最高水位考虑。

水流速度为1.5m/s，河床土质良好，多为粘土，亚粘土，承载力较高。

（二）方案描述：

1、围堰方式：

从河岸上游做起点对水中桥位承台用红粘土以U字形填成临时施工围堰，堰体围好后，将堰内围起部分水抽干，清除里面淤泥，设置防渗层，回填红粘土，并压碾密实，移入钻机进行桩基施工，桩基施工完，在堰内直接进行承台开挖，进行承台施工。

2、围堰尺寸设计：

水中土围堰，拟定围堰填土高度为5.5米，高出水面0.5米，上口填土宽度为4.5米，内侧（承台部分）坡度为1：1（5.5米），外侧度为1：1.5（8.5米）。一个u形坝基占地面积3272平方，占同一汇水截面积20%（压缩河道面积），围堰总长147.5米，需填土方量约为9634立方。围堰存留期为3个月。

3、围堰平面布置如图1：

图1 U形土围堰平面布置图

4、轴线及高程控制：

对围堰各控制点进行坐标计算，在现场对填土围堰轴线及高程控制采用设置方向标，临时拟定点等，保证轴线及高程正确。

5、堰体稳定性验算：

因河道水为流动水，静水压计算P=ρ*h*g*L=1*5 .0*10*1 .2*147 .5=6 0kNm

动水压力： pd=k*h*u^2*b*s/(2*g)

堰体重: G=(4.5+18.25)/2*5.5*ρ2=109

P--水压力、ρ1--水密度、ρ2--红土容重、h--河水高度、g--取10 L--水中堰体长度、4 .5-堰体上内宽、18 .25-堰体下口设计宽、5 .5-堰体填土高度。1 .2-为安全系数。

6、堰体的抗渗性计算：

Q=1.366*k(H^2-h^2)/(log(2D)-logr)

三、施工准备：

1、测量放样：通过放样确定围堰范围，占地面积。

2、清除岸边杂物，整平现场

3、绘出平面图，计算出围堰控制点坐标报监理工程师核准。

4、修筑便道：便道设在桥梁桩位中间，宽5m。

5、选定围堰取填料土场，结合当地材料情况，选择当地施工大都采用的红粘土做施工坝基围堰，红粘土有一定的粘度，渗水量小，碾压密实有具有一定的抗冲刷性，饱水效果好，是土石围堰填料的良好材料，避免了坝好和坝基二次重做渗水处理和工作。

四、施工方法：

1、围堰填筑不要直接向水中倾倒土，应出水面和土倒在已堰头，用机械顺坡送入水中，以免直接倒入水中土体发生离析或被水冲走，造

成堰体填好渗水或当浪费，水面以上土分层填筑，每层厚度不超过3 0cm，并采用压路碾压密实，达到堰体整体稳固，承受一定的抗冲刷，合拢后不下沉，不塌陷满足施工要求。

2、清除围堰内淤泥，先采用抽水机将被围起部分水抽干，然后组织挖机及运输车将水中淤泥运离现场。

3、对清好的围内设积水坑，定时将积水抽出，然后再对堰内填入防渗好的土，填土厚度视堰内渗水大小及满足要求来定。

4、因筑引起河水流速增大使堰外坡面有受冲刷的危险时，可在外坡面用草皮、柴排、片石、草袋或土工织物等加以防护。

5、清除堰底河床上杂物、树根、石块等，减少渗漏发生，填筑应从上游开始至下游合拢。

6、施工中严格设计要求放出坐标控制点，保证施工过程没有多于设计的土落入河道挤压河道造成汇水面积减少，水流量增大给堰体造成压力。

五、施工进度及措施

1 .计划于11月中旬开始，20天完成填土，12月中旬钻机就位，以5天完成一根桩计算，4 0天完成主墩桩基的施工；一个承台考虑用10 ~15天。施工工期为90天，即围堰存留期为3个月。

2 .详细的实施性工程进度计划，采用流水作业与平行交叉作业施工，使总体计划得到实现。总体计划的控制由项目经理负责监督实施，并检查落实，同时与工资挂钩，促使各项工序紧密连接，统筹兼顾。3、调动全体员工的工作积极性，因事定岗，因岗定人，做到事事有