承台围堰施工方案

1. 编制依据

本施工方案以下列文件作为编制依据：

⑴.

⑵.《两阶段施工图变更设计（第一册）》，2010年8月；

⑶.《桩基施工勘察中间资料》，2010年9月；

⑷.《水利水电工程施工组织设计手册》，1987年；

⑸.《水工挡土墙设计规范》(SL379-2007)；

⑹.《路桥施工计算手册》(人民交通出版社，2001年10月)；

⑺.《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)。

2. 工程概况

工程设计为独塔单索面预应力混凝土展翅箱梁斜拉桥。大桥跨越x江，其主塔7#墩位于河心滩上。

2.1. 工程结构形式

7#墩承台的结构尺寸为13.2×13.2×4m（长×宽×高），设计底标高为94.5m。

2.2. 工程地质情况

目前，墩位附近水位约为101.5m。承台底在水面以下深度为7m。按照现在承台的设计标高，水下开挖深度需达8m以上。

河床覆盖层为强透水性卵石，下伏基岩为石灰岩，岩体破碎，岩溶较为发育。

投标阶段在大桥7#墩墩位处无地质勘探孔，根据《工程两阶段施工图变更设计（第一册）》，离墩位最近的地质勘探孔号为ZK12，ZK12揭示基岩面顶标高为91.51m （见图2-1）。

平面布置地质剖面

图2-1 7#墩原地勘资料图

施工单位进场后，进行了“一桩一孔”地质补勘。根据2010年9月水文地质工程地质勘察院提供的《大桥桩基施工勘察中间资料》，其中7#墩的逐桩钻探地质柱状图揭示：ZK7-9的基岩面高程最高，为98.56米；ZK7-8的基岩面高程最低，为94.99米；基岩面平均高程为96.96米，较承台底标高94.5m高2.46m。详情见图2-2。

桥位区域岩溶较为发育。进行7#墩桩基钻孔施工时，经常出现漏浆，塌孔和不同孔位之间的泥浆串通等情况。

2.3. 不良地质对承台施工造成的困难

⑴.由于基岩面较高，钢板桩围堰不能插打至承台下方，并保证封底混凝土厚度的深度。钢板桩的下部不能通过封底混凝土形成硬支撑。因此钢板桩围堰不可行。基岩面起伏比较大，并且溶洞发育，采用钢套箱或沉井也不能满足止水的要求。

⑵. 由于岩溶较为发育，基坑底部止水困难

⑶. 基岩开挖工作量大为保证已完成施工的桩基质量，岩层开挖需要在无水的条件下进行。但是，水下爆破具有较大的盲目性，水下岩层开挖困难。

⑷. 如果仍按目前承台设计标高进行施工，施工方案的选择余地将会很小，一般认为，只有排桩支护和帷幕止水方案才能满足施工要求，而采用该方案将造成建设投资大幅增加。

2.4. 水文、气候

⑴. 水文

桥位附近地下水主要由第四系覆盖层中的孔隙潜水及赋存于灰岩中的岩溶裂隙水组成。雨季地下水位高，水量大，旱季地下水位低，水量相对减少。地下水与贺江保持密切的水力联系。

水文资料及航道等级为：常年水位：+100.30m；洪水位（1/20）：+105.20m。桥位处贺江通航要求为：内河VI（2）级，双孔通航净宽40m，净高6m，最高通航水位取常水位+100.30m。

⑵. 气象条件

市地处亚热带，到南海的直线距离不到400Km，受海洋性气候影响显著，气候

湿润多雨。多年平均降雨量1555.4mm，最大年降雨量2324.9mm(1973年)，最下降雨量1006.3mm（1956年）。降雨量年份分配极不均匀，雨季一般在4月中旬至9月上旬，其中4月至8月降雨尤为集中，占全年雨量的67.2%，年24小时最大降雨多年平均为112.40mm，实测最大24小时降雨量301.7mm（1994年7月22日）。

市多年平均气温19.9℃，月平均最高气温为8月，月平均最低气温为1月，实测极端最高气温39.5℃（1989年8月），历年平均日照时数1591小时。

贺州市多年平均风速1.7m/s,多年最大平均风速14.3 m/s，极端最大风速40 m/s（1963年9月），相应风向NE及WSW,历年最多风向为WN。

2.5. 拟采用的承台基坑开挖与支护方案

从施工安全和节约建设投资的角度考虑，拟采用提高承台设计标高和草土围堰或提高承台设计标高和就地拌制混凝土围堰施工相结合的方式进行施工。即采用经济成本较低的施工方案，在保障安全和成功排水的前提下，尽量挖深基坑，直至不能继续向下挖掘为止，然后按照变更程序就此确认承台标高。

3. 施工方案比选

桥位区域，过水断面较为狭窄，围堰平面上不宜占用水域过大，避免雨季施工时影响行洪。

堰体至承台边缘的距离应足够，便于堵漏和排水，但由于岩溶发育较大，考虑围堰底部止水困难，围堰内无防渗区域的面积不宜太大。

3.1. 草土围堰施工方案

3.1.1. 平面布置

草土围堰的平面布置见图3-1。围堰占用水域57×57m。

3.1.2. 横断面

堰体横断面见图3-1。

⑴. 堰顶高程

按常水位季节的高水位101.5m加高0.7m，即堰顶高程定为102.2m。

⑵. 堰体断面

顶宽为9m，施工时近似按矩形截面施工，其边坡由围堰土自重压缩和被水冲刷后形成，约1:0.2～1:0.4。

⑶. 稳定性验算

草土围堰受到的水平力为外侧水压力P

水、外侧土压力P

卵石

，受到的竖向力为自

重G

0、外侧卵石对堰体的竖向压力G

卵石

、基底水的渗透压力U，见图3-2。

图3-2 草土围堰受力示意(尺寸单位:米)

计算工况：

草土围堰高H=4m，水头高H

水

=4m，草土围堰的容重γ

草土

=12KN/m3，水的容重γ

水

=10KN/ m3，卵石的容重γ

卵石=19KN/m3，卵石的浮容重γ`

卵石

=11KN/m3，取卵石的内摩

擦角φ=300，则主动土压力系数Ka=tg2（45-30/2）=0.33，草土体基底与地基的摩擦系数f=0.4。

外侧水压力:

P

水=1/2H

水

2γ

水

=80KN/m

外侧土压力:

P

卵石=1/2(H-H

水

)2γ

卵石

Ka+(H-H

水

)H

水

γ

卵石

Ka+1/2H

水

2γ`

卵石

Ka=29.3KN/m

堰体重量:

G 0=1/2(9+11)×4×γ

草土

=480KN/m

外侧土对堰体的竖向压力：

G

卵石=1/2×((11-9)/2×4) γ

卵石

=38KN/m

渗透压力:

U=1/2×H

水×9×γ

水

=220KN /m

抗滑稳定系数：

K 1=f(G

+G

卵石

-U)/(P

水

+P

卵石

)=1.23>1.2