[太浦]閘除險(xiǎn)加固工程圍堰施工方案

1、 太浦閘除險(xiǎn)加固工程圍堰施工方案一、工程概況太浦閘位于江蘇省吳江市境內(nèi)的太浦河進(jìn)口，西距東太湖約2km，北距蘇州市約50km，是環(huán)太湖大堤重要口門控制建筑物，也是太湖流域骨干泄洪河道太浦河的泄洪及輸水建筑物。對(duì)太湖流域防洪、泄洪及向下游地區(qū)、上海市供水發(fā)揮著重要作用。現(xiàn)狀太浦閘于1958年興建，現(xiàn)狀太浦閘工程嚴(yán)重老化安全類別較低，其規(guī)模與現(xiàn)狀河道規(guī)模不相適應(yīng)，與規(guī)劃河道規(guī)模更不相匹配。本工程任務(wù)是使得太浦閘除險(xiǎn)加固規(guī)模與河道規(guī)模相適應(yīng)，工程實(shí)施能夠消除現(xiàn)狀太浦閘安全隱患，進(jìn)一步增加太浦閘行洪能力，同時(shí)工程實(shí)施還有利于進(jìn)一步改善太湖流域尤其是太浦河下游河網(wǎng)水環(huán)境質(zhì)量，具有相當(dāng)?shù)谋匾?。太浦閘除險(xiǎn)

2、加固工程采用改建方案，即在原址拆除重建，主要建筑物為1級(jí)。新建工程由閘室、上游護(hù)坦、下游消力池、海漫、上下游拋石防沖槽、上下游翼墻、交通橋、啟閉機(jī)房和橋頭堡等建筑物組成。閘室采用開敞式，共10孔，單孔凈寬12m，總凈寬120m，底板高程-1.5m，近期設(shè)閘檻堰頂高程0.0m，新建太浦閘設(shè)計(jì)流量784m3/s（遠(yuǎn)期985 m3/s）。為了滿足太浦閘除險(xiǎn)加固工程土建施工及設(shè)備的安裝干地施工條件，在施工期間，在太浦閘上下游各打一道施工圍堰對(duì)太浦河進(jìn)行截流，上下游圍堰兼作溝通南北兩岸的臨時(shí)交通道路。太浦閘施工圍堰采用均質(zhì)粘土，圍堰填筑量53633 m3，圍堰（水上）拆除量3896m3，圍堰（水下）拆除

3、量49737 m3。二、工程水文、地質(zhì)條件1.水文氣象太浦閘工程所屬區(qū)域?yàn)楸眮啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨水充沛，全年無霜期較長，年平均氣溫15.7，平均年降水量1126.4mm，年平均降雨日數(shù)130.1天，降雨主要集中在59月，占全年降雨的65%70%，57月梅雨量較多，往往形成澇災(zāi)，78月天氣炎熱干燥，干旱年供水不足，79月受臺(tái)風(fēng)倒槽影響，平均每年2次，產(chǎn)生狂風(fēng)暴雨，形成風(fēng)災(zāi)和洪澇災(zāi)害。年平均降雪天數(shù)為6天，平均年最大風(fēng)速15.4m/s，歷年平均大風(fēng)（陣風(fēng)8級(jí)以上）為3.6天，歷年最大風(fēng)速20.0m/s，平均年蒸發(fā)量為1407mm，全年霧日為36天。2.工程地質(zhì)條件工程區(qū)位于太湖平原

4、區(qū)湖濱堆積平原上，周圍湖蕩水網(wǎng)稠密。太浦閘兩岸地形平坦，北岸緊臨公路，南岸臨太浦河泵站。場地30m深度范圍內(nèi)可分為7個(gè)土層，其中層分為1、2、3三個(gè)土層，層分為1、2兩個(gè)土層和1夾層、2夾層，主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土等。水閘主要建筑物建于1層或2層暗綠、草黃色粉質(zhì)粘土上，周圍沒有斷裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)域，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性較好。三、圍堰設(shè)計(jì)工程開工后即開始進(jìn)行施工圍堰的填筑，盡早為后續(xù)的工作創(chuàng)造條件。施工圍堰按4級(jí)水工建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)；上游常水位3.35m，非汛期10年一遇水位4.09m，下游非汛期10年一遇水位3.65m，因此上游圍堰擋水位按4.09m設(shè)計(jì)，下游圍堰擋水位3.6

5、5m設(shè)計(jì)。根據(jù)上、下游圍堰的擋水高度及其功能不同，圍堰斷面設(shè)計(jì)如下：上游圍堰按3.35m水位填筑，堰頂標(biāo)高為5.09m，頂寬4.0m，底寬44.58m，上游迎水坡比1:4，背水坡常水位以上坡比1:3常水位以下坡比1:4。迎水坡采用30cm厚袋裝土護(hù)坡，袋裝土下鋪設(shè)防滲土工膜一層，圍堰軸線長約198.9米。下游圍堰按3.65m水位填筑，堰頂標(biāo)高為4.65m，頂寬4.0m，底寬40.2m，上下游坡比均為1:4。迎水面部位鋪設(shè)防滲土工膜，再用紡織袋裝土護(hù)面的防滲防沖刷措施，圍堰軸線長約188.2米。上、下游圍堰的斷面圖見下圖。 四、圍堰的填筑圍堰施工前申報(bào)圍堰施工方案，經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可批準(zhǔn)后開始施工

6、。圍堰的填筑的土源采用業(yè)主指定的取土區(qū)土料。圍堰的填筑用挖掘機(jī)開挖，自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，推土機(jī)平整，水下圍堰合攏后，再進(jìn)行水上部分的填筑、推土機(jī)分層推平壓實(shí)，待填至設(shè)計(jì)高程后再進(jìn)行圍堰內(nèi)排水。圍堰填筑前對(duì)土方運(yùn)輸便道路基進(jìn)行處理，確保運(yùn)輸車輛隨時(shí)暢通，水上部分溝段側(cè)先用挖掘機(jī)進(jìn)行地基清理，溝塘清淤、清表，取土區(qū)清表、清雜，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗(yàn)收后方填筑。圍堰的施工順序：上下游圍堰同時(shí)采用雙向進(jìn)占填筑，上游圍堰合攏后再合攏下游圍堰，然后加高上下游圍堰至設(shè)計(jì)斷面。圍堰填筑時(shí)，采用雙向同時(shí)進(jìn)占立堵，沿圍堰軸線填筑，水下部分采用擠淤法填筑，以便將圍堰基底淤泥擠出，以確保填筑的圍堰與堰基良好的結(jié)合，保證圍

7、堰的防滲性及穩(wěn)定性，由于太浦閘常年排水，受水流沖刷影響，水下淤泥被水流裹挾帶走，故圍堰處淤泥量不會(huì)太多。擠淤法施工時(shí)，填土順序應(yīng)沿圍堰軸線施工，然后逐次向兩旁展開，使淤泥向兩側(cè)展開?？紤]填土車輛和推土機(jī)的交叉施工，留出一定車輛施工面，先填土至超出水面0.5米，這樣上游圍堰就有11米寬施工面，下游圍堰有12米寬施工面，然后再進(jìn)行填土至圍堰設(shè)計(jì)高程。圍堰填筑至設(shè)計(jì)高程后立即對(duì)上下游圍堰迎水面部位鋪設(shè)防滲土工膜，再用紡織袋裝土護(hù)面的防滲防沖刷措施。具體施工方法如下：土工膜要求：防滲土工膜采用兩布一膜形式（100g/m2布+0.2mm膜+100g/m2布），克重不應(yīng)小于350g/m2。防滲土工膜垂直于

8、圍堰整條布置，土工膜橫向搭接寬度不小于0.5m。土工膜定型尺寸為寬6米長50米，上游圍堰迎水面斜長為22.8米，下游圍堰斜長為23.5米，考慮土工布延長可以更好延長滲徑，對(duì)袋裝土固角也有幫助，故取土工膜長度為25米，這樣裁剪便于操作。在岸邊裁剪好之后抬至圍堰處按照搭接寬度0.6米整幅搭接好。搭接時(shí)一副一副搭接，邊搭接邊卷。鋪設(shè)時(shí)兩條船拉拽至土工布整平，幅度30米，然后船上拋袋裝土固角，圍堰頂工人隨即拋袋裝土順勢拋投。依次進(jìn)行，直至圍堰全部土工布整平，袋裝土拋投結(jié)束。對(duì)袋裝土要求如下：袋裝土裝填量為袋容量的1/21/3,堆砌時(shí)必須縱橫交錯(cuò)，錯(cuò)縫搭接，搭接長度不小于1/3袋體。袋裝土所用編織袋布的

9、孔徑大小應(yīng)與土粒相匹配，土工織物等效孔徑應(yīng)小于等于0.5倍被保護(hù)土的特征粒徑。袋裝土填筑時(shí)應(yīng)注意保持坡面的穩(wěn)定。圍堰的填筑執(zhí)行施工規(guī)范的有關(guān)要求，逐層碾壓密實(shí)，同時(shí)在施工過程中，嚴(yán)格控制圍堰的設(shè)計(jì)斷面尺寸，確保堰體的整體受力和穩(wěn)定。五、圍堰內(nèi)降水圍堰內(nèi)河道面積約4.8萬m2，平均水深按4m估算：積水總量約為4.8萬m24=19.2萬m3擬采用15KW泥漿泵，單機(jī)抽水流量約為150 m3/h，10天排完。則所需泥漿泵：1.119200010241506臺(tái)。上下游圍堰靠近圍堰坡腳處各布置3臺(tái)泥漿泵10天可以排除圍堰內(nèi)積水（系數(shù)內(nèi)包含圍堰滲水，地基含水，多年平均降水量），排水時(shí)嚴(yán)格控制水位下降速率，

10、降水速率為0.50.7m/d，排水管通往上下游河道漿砌塊石護(hù)坡上，為防止對(duì)護(hù)坡的沖刷，在排水口處架設(shè)跳板，跳板上布設(shè)土工布。降水后按照堰體飽和容重計(jì)算圍堰穩(wěn)定性結(jié)果如下：上游圍堰斷面及穩(wěn)定計(jì)算如下所示： 邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算報(bào)告1.土層屬性土層名土體類型飽和容重(kN/m3)粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角()層厚m土層14-119.95462.49土層24-219.5226.92.50土層33-119.3927.51.40土層43-219.5827.74.1土層4520.2454102.加筋結(jié)構(gòu)(無)3.坡面荷載(無)4.其它計(jì)算參數(shù) 滑動(dòng)面類型圓弧滑動(dòng)面分析方法簡化畢肖普法滑動(dòng)方向自動(dòng)設(shè)定土條數(shù)100

11、計(jì)算應(yīng)力模式總應(yīng)力法是否考慮地震力否是否考慮滲流是水平地震系數(shù)0.10005.計(jì)算結(jié)果簡化畢肖普法安全系數(shù)Fs = 2.911.3，滿足要求，圍堰穩(wěn)定下游圍堰斷面及穩(wěn)定計(jì)算如下所示： 邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算報(bào)告1.土層屬性土層名土體類型飽和容重(kN/m3)粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角()層厚m土層14-219.5 226.93.52土層23-119.3927.52.8土層33-219.5827.74.5土層4620.2606.1102.加筋結(jié)構(gòu)(無)3.坡面荷載(無)4.其它計(jì)算參數(shù) 滑動(dòng)面類型圓弧滑動(dòng)面分析方法簡化畢肖普法滑動(dòng)方向自動(dòng)設(shè)定土條數(shù)100計(jì)算應(yīng)力模式總應(yīng)力法是否考慮地震力否是否考慮滲流是

12、水平地震系數(shù)0.10005.計(jì)算結(jié)果簡化畢肖普法安全系數(shù)Fs = 2.411.3，滿足要求，圍堰穩(wěn)定降水過程中24小時(shí)觀察堰體的邊坡穩(wěn)定情況，成立搶險(xiǎn)救援小組，并不斷加固，防止出現(xiàn)險(xiǎn)情。圍堰填筑完畢后，在堰內(nèi)有計(jì)劃地逐步降水，邊降水邊修筑背水邊坡至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。降水過程中隨時(shí)觀察圍堰的邊坡穩(wěn)定情況，防止出現(xiàn)險(xiǎn)情。六、圍堰填筑質(zhì)量保證措施1、填筑圍堰前，清理圍堰基面及取土區(qū)范圍內(nèi)的雜物及浮淤；2、對(duì)土料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格有效的控制，選用符合質(zhì)量要求的土料，對(duì)土料經(jīng)常檢查，符合規(guī)范要求的土料才可進(jìn)行圍堰填筑，土料含水量偏高是時(shí)，開挖土方翻曬后填筑于圍堰，用來裝填和填筑的土料嚴(yán)禁采用含植被等有機(jī)質(zhì)的雜土，宜采

13、用粘性土，監(jiān)理認(rèn)為不合格的土料，一律不得采用；3、嚴(yán)格控制圍堰填筑堆進(jìn)速度及加高層厚，以確保圍堰的穩(wěn)定；4、施工期派專門人負(fù)責(zé)圍堰填筑的質(zhì)量控制。5、對(duì)圍堰的斷面形式、標(biāo)高等過程進(jìn)行有效控制，首先由測量員定出圍堰的中心位置，后進(jìn)行填筑，施工過程中隨時(shí)對(duì)其斷面進(jìn)行測量，糾偏。七、圍堰填筑施工和運(yùn)行的安全保護(hù)措施圍堰工程在施工過程中存在的安全隱患主要為：由于本工程機(jī)械較多，施工面狹窄，安全隱患主要為機(jī)械事故和墜落事故。圍堰施工時(shí)需注意土體的穩(wěn)定性，車輛在堰體上行駛時(shí)，注意掌握好車輛的行駛落線，嚴(yán)防墜落至水的事故發(fā)生。交通事故隱患，現(xiàn)場交通方面合理組織，在交通繁忙時(shí)安排專人在現(xiàn)場負(fù)責(zé)指揮交通。由于該

14、圍堰取土區(qū)距離施工場地較遠(yuǎn)，而且要經(jīng)過交通公路，在車輛進(jìn)場后即把每臺(tái)車輛的駕駛員、身份證、行駛證、駕照、車牌號(hào)等復(fù)印給交通管理部門，為了確保安全文明施工，在車輛運(yùn)土?xí)r，在行駛車道上安排專人打掃衛(wèi)生，專人指揮交通。為消除該隱患，本項(xiàng)目部將采取以下措施：a、在工程施工前，對(duì)作業(yè)班組進(jìn)行安全交底，規(guī)范推土注意事項(xiàng)，并與作業(yè)小組簽訂安全責(zé)任狀；b、制定發(fā)生落水事件后的救助方案，并落實(shí)到實(shí)處；c、安排安全員、機(jī)管員對(duì)現(xiàn)場機(jī)械、設(shè)備進(jìn)行安全專項(xiàng)檢查，排除安全隱患。為確保圍堰運(yùn)行的安全，對(duì)圍堰施工運(yùn)行中采取以下措施：1、為了防止圍堰滲透破壞、雨水沖刷以及風(fēng)浪對(duì)圍堰沖刷的影響，等圍堰填筑完成后，在其迎水面鋪設(shè)

15、防滲土工膜一層，并用紡織袋裝土鎮(zhèn)壓。必要時(shí)，在圍堰背水坡腳采用防滲導(dǎo)流措施進(jìn)行防護(hù)；2、圍堰施工完畢后，經(jīng)常派人維護(hù)檢查。加強(qiáng)圍堰的觀測，在圍堰的周邊設(shè)立測量監(jiān)控標(biāo)志，定期觀測水位并記錄，注意水位的變化，高水位期間（汛期）安排人員值班，巡回檢查，發(fā)現(xiàn)意外情況及時(shí)匯報(bào)，及時(shí)采取措施在圍堰頂施打子堰加高等應(yīng)急措施。 3、成立圍堰搶險(xiǎn)小組，購置足夠的編織袋和土工布，加強(qiáng)土方施工機(jī)械維護(hù)和保養(yǎng)，以防止在遭遇大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，即時(shí)投入搶險(xiǎn)施工，確保圍堰運(yùn)行萬無一失，。4、沿圍堰外側(cè)設(shè)置夜間信號(hào)燈警示；5、在上下游圍堰設(shè)置必要的禁止船舶?？康木緲?biāo)志和標(biāo)牌。八、圍堰的拆除水下驗(yàn)收結(jié)束后，向監(jiān)理報(bào)圍堰拆除

16、方案，在接監(jiān)理工程師指令后方可拆除圍堰。拆除時(shí)，先用挖掘機(jī)將圍堰水上部位的土方及后戧臺(tái)的部分土方挖出，俗稱對(duì)圍堰進(jìn)行減肥，自卸汽車將土方運(yùn)至棄土場內(nèi)，待其水面上土方及后戧臺(tái)削坡結(jié)束后，在下游圍堰開一小斷面缺口，向河道內(nèi)灌水以保持圍堰內(nèi)外水位基本持平，開口前，采用土工布對(duì)過水?dāng)嗝孢M(jìn)行防護(hù)，防止水流對(duì)圍堰的過度沖刷對(duì)圍堰穩(wěn)定的影響。對(duì)圍堰水下土方，采用17m長臂挖掘機(jī)進(jìn)行水下挖掘。對(duì)圍堰減肥后預(yù)留水上大約20cm，17m長臂挖掘機(jī)作業(yè)半徑經(jīng)過驗(yàn)算完全可以挖掘到，作業(yè)半徑如下圖所示： SHAPE * MERGEFORMAT SHAPE * MERGEFORMAT 在考慮水下驗(yàn)收時(shí)水位在3.35m情況

17、下，從圖上可以看出17米長臂挖機(jī)完全可以拆除上游圍堰，下游圍堰基坑內(nèi)由于在放水前已對(duì)其減肥，內(nèi)側(cè)圍堰也可以完全拆除，圍堰外側(cè)大約有0.3885*180=79m3未拆除。由于在圍堰填筑過程中，坡腳會(huì)增大，所以我項(xiàng)目部在長臂挖機(jī)拆除水下方后，立即對(duì)河道上下游圍堰處斷面進(jìn)行測量，確保圍堰處水下土方完全拆除，未拆除部分使用挖泥船對(duì)其清除，挖出的土方運(yùn)至業(yè)主指定的棄土區(qū)。水下方作業(yè)期間經(jīng)常探測河床底高程及河道的寬度，直到滿足設(shè)計(jì)要求。至于詳細(xì)的拆除圍堰施工方案在以后申報(bào)的拆壩施工方案中有詳細(xì)具體措施。九、施工進(jìn)度計(jì)劃及進(jìn)度保證措施由于圍堰填筑對(duì)主體建筑物的施工起到控制約束作用，因此進(jìn)場后須立即著手圍堰施

18、工，給后續(xù)工程的施工創(chuàng)造有利的條件。具體計(jì)劃安排圍堰施工從2012年9月1日開始實(shí)施，2012年9月20日結(jié)束，計(jì)劃20天內(nèi)完成。為確保圍堰按期完工，項(xiàng)目部制定詳細(xì)的進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)土方機(jī)械及勞動(dòng)力進(jìn)行有效的控制，制定雨天施工措施，為盡快實(shí)施后續(xù)工作作出保證。十、施工勞動(dòng)資源配置計(jì)劃人員配置計(jì)劃：本工程圍堰在項(xiàng)目經(jīng)理部的領(lǐng)導(dǎo)下實(shí)施，下設(shè)施工員、測量員、調(diào)度員、安全員等，組織高素質(zhì)的圍堰施工隊(duì)伍，圍堰土方施工小組施工人員為45人。資源配置計(jì)劃：土方施工機(jī)械的配置按照施工強(qiáng)度最大的圍堰施工所需機(jī)械用量進(jìn)行配置。上下游圍堰土方量約為53600 m3，平均運(yùn)距按2km計(jì)算，需配備挖掘機(jī)及汽車翻斗車數(shù)量計(jì)算如下：反鏟挖掘機(jī)N=Q/PdTCKQ開挖土方量，Q=53633萬m3Pd斗容1 m3反鏟挖掘機(jī)臺(tái)班產(chǎn)量，取Pd =700/ m3臺(tái)班T工期 T=20天C每天工作班次 C=1.5K綜合時(shí)間利用系數(shù) 取K=0.7反鏟挖掘機(jī)需要量N=53633/(700201