亳州市建安隧道钢围堰工程安全专项施工方案 0919.doc
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1、中铁十局集团有限公司亳州市建安隧道工程钢围堰工程安全专项施工方案中铁十局集团有限公司亳州市建安隧道工程项目经理部二零一六年九月亳州市建安隧道工程钢围堰工程安全专项施工方案工 程 名 称: 亳州市建安隧道工程 .编 写 单 位:中铁十局集团有限公司亳州市建安隧道工程项目经理部编 写 人: 日 期: 年 月 日审 核 人: 日 期: 年 月 日目 录1 编制说明11.1 编制依据11.2 编制原则11.3 适用范围12 工程概况及水文地质情况12.1 工程概况12.2 主要工程数量22.3 水文地质条件33 施工计划43.1 施工进度计划43.2 机械投入计划53.3 人员投入计划63.4 周转料
2、投入计划64.方案比选64.1方案介绍64.2 方案比选与选定95 施工方案与工艺105.1 总体施工方案105.2 钢板桩围堰设计115.3 钢板桩围堰施工工艺185.4 两期围堰过渡施工方案265.5围堰变形观测285.6围堰渗水、漏水处理措施295.7围堰拆除306.危险源分析、评价和应急预案316.1危险源分析和评价316.2应急预案336.3应急结束397.安全目标、安全保证体系及措施397.1安全目标397.2安全保证体系及组织机构407.3安全管理综合措施417.4施工安全措施447.5防洪防汛应急措施478.质量保证措施498.1 质量目标498.2质量管理措施498.3钢板桩
3、施工质量控制措施498.4高压旋喷桩施工质量控制措施508.5夜间施工保证措施519.文明施工及环境保护529.1文明施工组织机构529.2文明施工保证措施529.3环境保护措施5410.附件55附图1:施工平面布置示意图56附图2:施工进度横道图57附件3:施工网络计划图58附件1:亳州市建安隧道水中围岩检算报告59钢围堰工程安全专项施工方案1 编制说明1.1 编制依据(1)亳州市建安隧道工程施工图及其它相关设计资料;(2)国家及公路行业现行有关施工规范、验收标准。(3)亳州市建安隧道工程实施性施工组织设计;(4)我集团公司以往积累的施工经验,拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法
4、及科技成果。1.2 编制原则(1)根据设计图纸结合现场实际情况,制定科学合理、经济适用、切实可行的施工方案,确保建安隧道河中围堰工程的各项技术经济指标及施工工期等要求得以实现。(2)充分考虑水中围堰施工过程中的重、难点。(3)合理利用现场资源配置,施工中合理安排施工顺序。1.3 适用范围本方案适用于亳州市建安隧道工程河中围堰工程,里程为K0+510K0+785。2 工程概况及水文地质情况2.1 工程概况亳州市建安隧道工程位于亳州市城区,线路全长1280米,其中,暗埋段660米、共板敞开段360米、地平顺接段260米。隧道呈南北走向,南起建安路-白果树街交口南侧,下穿人民路、涡河南路,穿越涡河及
5、涡河北路后,于规划路南侧接地。隧道岸边段采用明挖顺做法施工,河中段设围堰明挖顺做通水不断航施工。河中段围堰分为两期施工,设计方案为:涡河南岸为一期围堰,里程范围K0+510K0+675;涡河北岸为二期围堰,里程范围K0+605K0+785,二期围堰位于一期围堰内部分利用一期已施工结构干法施作。拟按以下方案进行实施:扩大一期围堰的施工范围,里程范围K0+510K0+755;涡河北岸为二期围堰,里程范围K0+710K0+785,一期围堰施工前在北岸大堤内设置导流槽,二期围堰位于一期围堰内部分利用一期已施工结构干法施作。2.2 主要工程数量主要工程数量表如下:序号工程项目单位工程量备注一一期围堰工程
6、1钢板桩围堰(1)拉森钢板桩t3800(2)钢围檩 双拼36b槽钢t480(3)钢对拉杆 60螺纹钢t190(4)土工膜m24500(5)高强土工格栅m25200(6)回填砂土m322000(7)砂袋围堰m35000(8)800高压旋喷桩防渗墙m350002地基加固及围护(1)800高压旋喷桩地基加固m4000(3)850型三轴水泥搅拌桩隔水帷幕m28503围堰系统拆除项1二二期围堰工程1钢板桩围堰(1)拉森钢板桩t1100(2)钢围檩 双拼36b槽钢t90(3)钢对拉杆 60螺纹钢t30(4)土工膜m21200(5)高强土工格栅m21500(6)回填砂土m35500(7)砂袋围堰m31800
7、(8)800高压旋喷桩防渗墙m155002地基加固及围护(1)800高压旋喷桩地基加固m1300(3)850型三轴水泥搅拌桩隔水帷幕m28503围堰系统拆除项1三导流槽1土方开挖m3250002回填夯实m3250002.3 水文地质条件2.3.1地质构造河中段地质构造主要为:-1层淤泥(Q4al):青灰灰黄色,软塑,局部流塑,见有少量腐殖质,轻微腥臭味,夹粉土、粉细砂薄层,该层主要在堤内河床表层分布,层厚0.52.0m。层粉土夹粉质粘土(Q3al):灰黄色,稍中密,干强度低、韧性低、无光泽反应、摇振反应中等。层厚3.9m左右。层细砂(Q3al):灰黄色,密实,以石英、长石等矿物颗粒为主,见有少
8、量云母碎片,颗粒较均匀,分选较好。厚度9.2m左右。层粉质粘土(Q3al):褐黄色,可塑硬塑,含钙质结核,局部夹粉土、细砂薄层。层厚3.1m左右。层粉土(Q3al):灰黄色,中密密实状态,夹粉质粘土、细砂薄层。该层厚度6.8m左右。层粉质粘土与粉土互层(Q3al):粉土;灰黄色,中密,干强度低、韧性低、无光泽、摇振反应中等。该层厚度5.5014.60m。2.3.2水文特征涡河南岸大堤与北岸大堤之间宽度300m,涡河水面常水位宽度约210m,水面标高约35m(汛期水位较之高0.5m1m),设计最大水深7.5m,实测最大水深6.2m。该段涡河现状为级航道,航道宽度62.7m。每年10月至次年5月为
9、枯水期,6月份至9月份为汛期。河道现状实拍图如下:2.3.2-1 涡河河道现状实拍图2.3.3地震参数隧址区抗震设防烈度6度,设计基本地震加速度值为0.05g,特征周期值为0.55s。3 施工计划3.1 施工进度计划序号施工项目工期(d)起始日期结束日期备注一施工准备202016年9月1日2016年9月20日二一期围堰工程1涡河北岸导流槽施工82016年9月23日2016年9月30日2钢板桩插打、围檩及对拉杆安装382016年9月23日2016年10月30日3围堰内填土102016年10月31日2016年11月9日4高压旋喷桩防渗墙、三轴水泥搅拌桩截水帷幕252016年11月10日2016年1
10、2月4日5围堰抽水102016年12月5日2016年12月14日6围堰内围护结构及主体工程施工1352016年12月15日2017年4月28日7基坑回填及大坝修复202017年4月29日2017年5月18日8一期围堰拆除102017年5月19日2017年5月28日三二期围堰工程1钢板桩插打、围檩及对拉杆安装362017年5月2日2017年6月6日2围堰内填土52017年6月7日2017年6月11日3高压旋喷桩防渗墙、三轴水泥搅拌桩截水帷幕152017年6月12日2017年6月26日4围堰抽水52017年6月27日2017年7月1日5围堰内围护结构及主体工程施工902017年7月2日2017年9
11、月29日6基坑回填及大坝修复202017年9月30日2017年10月19日7二期围堰拆除102017年10月20日2017年10月29日3.2 机械投入计划根据现场实际情况,投入本工程的主要施工设备见下表:序号机械设备种类型号规格额定功率(KW)数量用于施工部位备注1高压旋喷桩机XJ-100型1356高压旋喷桩2挖掘机220型4土方3装载机50型2土方4自卸汽车15t4土方5长臂挖机PC220-81土方6浮船240t3钢板桩7运输船200t2钢板桩8履带吊50t2钢板桩9钢板桩打桩机450型3钢板桩10振动锤90型902钢板桩3.3 人员投入计划本工程由河中围堰专业工班、开挖工班、运输工班进行
12、施工,其中:围堰专业工班30人、开挖工班15人、运输工班10人。3.4 周转料投入计划根据现场实际情况,投入本工程的主要周转材料如下:序号材料名称单位工程量备注1A.SP-U40017015.5钢板桩t16002B.SP-U60021018 钢板桩t22003钢围檩 双拼36b槽钢t4804钢对拉杆 60螺纹钢t1904.方案比选4.1方案介绍4.1.1 方案一(设计方案)围堰结构为双排拉森钢板桩,并采用对拉螺杆拉结形成整体。钢板桩采用SP-U50020024.3及SP-U40017015.5,堰顶根据水深变化,510m宽,钢板桩挂防渗土工膜防排水,堰心回填砂土,迎水面和背水面均采用砂袋护坡,
13、底部设土工格栅。围堰中部设800500mm高压旋喷桩防渗墙。围堰顶部施做混凝土压顶及2m高防洪墙,墙顶标高38m。河中段分两期围堰施工,涡河南岸为一期围堰,里程范围K0+510K0+675;涡河北岸为二期围堰,里程范围K0+605K0+785,二期围堰位于一期围堰内部分利用一期已施工结构干法施作。围堰分期施工平面布置图如下:(1) 一期围堰图4.1-1围堰平面布置面(第一阶段)(2) 二期围堰图4.1-2围堰平面布置面(第二阶段)4.1.2 方案二围堰结构与方案一基本相同,为双排拉森钢板桩,并采用对拉螺杆拉结形成整体,堰顶根据水深变化,510m宽,钢板桩挂防渗土工膜防排水,堰心回填砂土,迎水面
14、和背水面均采用砂袋护坡,底部设土工格栅。围堰中部设800500mm高压旋喷桩防渗墙。不同的是以下几点:(1) 原设计采用钢板桩SP-U50020024.3,但由于目前市面上无该型号钢板桩,提高一级,改为SP-U60021018。(2) 原设计围堰顶部施做混凝土压顶及2m高防洪墙,墙顶标高38.0m。为便于施工,加快进度保证工期,将外侧钢板桩桩顶标高加高2m,同样达到38.0m的标高,以起到防洪墙的目的。(3) 对需要进行水下施工的钢拉杆设置方案进行优化,具体在“5.2钢板桩围堰设计”中详细介绍。(4) 河中段同样分两期围堰施工,但涡河南岸为一期围堰里程范围加大至K0+510K0+755;涡河北
15、岸为二期围堰,里程范围K0+710K0+785,二期围堰位于一期围堰内部分利用一期已施工结构干法施作。一期围堰施工之前,在北岸大堤内设导流槽,导流槽按倒梯形进行开挖,上口宽度25m,下口宽度14m,并保证水面宽度(按常水位标高35.0m考虑)不小于20m,过水深度不小于3m。围堰分期施工平面布置图如下:1) 一期围堰图4.1-3围堰平面布置面(第一阶段)2) 二期围堰图4.1-4围堰平面布置面(第二阶段)4.2 方案比选与选定以上两种方案从技术、安全、工期及成本控制方面对比情况如下表:序号对比项目方案一方案二备注1技术方面可行可行2安全方面二期围堰在汛期施工,施工难度大、风险高整个河中段施工安
16、排在枯水期,安全更有保证3工期方面两期围堰均跨越河中最大水深处,施工难度大,施工工期长基本整个河中段重难点全部安排在一期实施,通过加大投入、多开工作面,工期更有保证,且二期围堰工作量相对较小,周期短,对整个项目的工期也有利。4成本方面3275万元3340万元通过上述几个方面的综合比选,采用方案二较方案一有以下几个方面的优点:(1) 整个河中段施工安排在枯水期,安全更有保证。(2) 按方案二可确保整个工程的关键工作,也是重难点的河中段施工基本全部安排在一期。由于一期有足够的工作面,可通过加大人力、周转材料、机械设备及资金投入等措施,提前完成整个河中段施工。(3) 方案二较方案一基本不增加投资。通
17、过以上几个方面的比选,计划采用方案二作为河中围堰工程施工方案。5 施工方案与工艺5.1 总体施工方案(1) 围堰结构采用双排拉森钢板桩,并采用对拉螺杆拉结形成整体,堰顶根据水深变化,510m宽,钢板桩挂防渗土工膜防排水,堰心回填砂土,迎水面和背水面均采用砂袋护坡,底部设土工格栅。围堰中部设800500mm高压旋喷桩防渗墙。钢板桩采用SP-U60021018及SP-U40017015.5。(2) 外侧钢板桩桩顶标高加高2m,达到38.0m的标高,以起到防洪墙的目的。(3) 河中段分两期围堰施工,涡河南岸为一期围堰,里程范围K0+510K0+755;涡河北岸为二期围堰,里程范围K0+680K0+7
18、85,二期围堰位于一期围堰内部分利用一期已施工结构干法施作。一期围堰施工之前,在北岸大堤内设导流槽,导流槽与线路中心交点里程为K0+780,导流槽按倒梯形进行开挖,上口宽度25m,下口宽度14m,并保证水面宽度(按常水位标高35.0m考虑)不小于20m,过水深度不小于3m。导流槽横断面示意图如下:图5.1-1导流槽横断面图(4) 钢围堰施工利用2艘240t的浮船作为作业平台,艘200t运输船进行材料的水上运输。钢板桩插打采用450型打桩机及履带吊配合90型振动锤,其中:15m及以下拉森型钢板桩采用450型打桩机进行插打,18m长拉森型钢板桩采用50t履带吊配合90型振动锤进行插打。(5) 另外
19、,考虑到整个项目的施工组织安排,一期围堰顶部(主要指右半侧)兼做南北岸的施工运输便道,并于一期围堰北端设置6m宽钢栈桥,连接涡河北岸施工运输便道。(6) 河中段围堰分期施工平面布置图见图4.1-3、图4.1-4。5.2 钢板桩围堰设计结合原设计方案,对钢板桩围堰进行适当优化,通过加长钢板桩的方式实现原防洪墙的作用,节约投资、节省工期,具体断面设计如下:表5.2-1钢围堰断面设计选用表序号断面里程节段编号堰内平均填土高度(m)围堰断面设计1K0+520K0+535、K0+755K0+780C1、C151.1围堰结构横断面图(一)2K0+535K0+550、K0+735K0+755C2、C12、C
20、142.8围堰结构横断面图(二)3K0+550K0+570、K0+710K0+735C3、C11、C133.9围堰结构横断面图(三)4K0+570K0+590、K0+690K0+710C4、C105.6围堰结构横断面图(四)5K0+590K0+605C57.0围堰结构横断面图(五)6K0+605K0+690C6C97.4围堰结构横断面图(六)(1)C1、C15段钢围堰里程范围为:K0+520K0+535、K0+755K0+780。围堰结构采用双排拉森钢板桩,不设对拉杆。堰顶宽度7m,外侧钢板桩挂防渗土工膜防排水,堰心回填砂土,迎水面和背水面均采用砂袋护坡,底部设土工格栅。围堰中部设800500
21、mm高压旋喷桩防渗墙,桩长28.5m。钢板桩采用SP-U40017015.5,桩长6m、9m,其中迎水面钢板桩长为9m,背水面钢板桩长6m(根据设计检算结果进行该调整)。外侧钢板桩桩顶标高加高2m,达到38.0m的标高,内侧钢板桩标高36.0m。图5.2-1围堰结构横断面图(一)(2)C2、C12、C14段钢围堰里程范围为:K0+535K0+550、K0+735K0+755围堰结构采用双排拉森钢板桩。对拉杆设一道,位于标高35.5m处,对拉杆采用60钢筋,纵向间距2m。围檩采用双拼36b槽钢堰顶宽度7m,外侧钢板桩挂防渗土工膜防排水,堰心回填砂土,迎水面和背水面均采用砂袋护坡,底部设土工格栅。
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