河道倒虹吸导流施工工法

天津市XX工程有限公司 XXX河倒虹吸 施工导流专项方案工程名称：治理工程合同编号： XX工程有限公司2016年1月外环河综合治理工程（河道及阻水建筑物部分）施工（第1标段） 目 录第一章 工程概况11. 工程概况12. 编制依据13. 施工条件2第二章 外环河施工围堰 41. 围堰布置42. 围堰设计43. 围堰施工与拆除54. 施工排水5第三章 小王庄河围堰及导流施工51. 小王庄河围堰及导流布置52. 一期围堰设计与施工63. 二期围堰设计与施工84. 小王庄河一期导流设计95. 一期导流施工及排水116. 二期导流施工及排水12第三章 安全防护措施13第四章 设备物资、管理人员、进度横道图141. 设备、物资计划表142. 主要人员投入表143. 进度横道图15附图一：小王庄河倒虹吸施工总平面布置图16附图二：小王庄河倒虹吸一期施工导流布置图17附图三：小王庄河倒虹吸二期施工导流布置图18外环河综合治理工程 第一章 工程概况1. 工程概况本工程为外环河综合治理工程，根据要求，将外环河作为城市水循环、排涝通道，以及与外环绿带相适应的对河道水环境的需求，采取截污治污、改造阻水建筑物、新扩建联通闸及出口泵站、清淤、岸坡整治等工程措施。本次的外环河综合治理工程包含水循环、排涝和河道整治2大项内容，本合同段为河道及阻水建筑物部分的4个施工标中的东丽区段工程。内容包括包括：河道清淤10.3km、河道治理10.3km、河道整修8km、治理倒虹吸3座、涵桥拆除6座、涵桥拆除重建8座、小王庄河联通闸1座。为小王庄河在施工期内不影响小王庄河正常行洪及排涝，根据相关部门要求特制订小王庄河倒虹吸施工导流专项方案，小王庄河倒虹吸位于外环河与小王庄河交口处，程林桥与津汉桥之间，桩号：W4+147W4+293， 小王庄河倒虹吸全长146m，由护砌段、闸室段、斜管段、深槽段组成，结构为三孔箱涵，净尺寸为2.8m2.8m，水平段底高程为-2.70m，深槽段底高程为-7.00m，斜管段高程为：-2.70m-7.00m，外环线侧原地表高程为+3.00，施工区域内高程为：+3.20m-1.50m之间。2. 编制依据（1）外环河综合治理工程）施工组织设计；（2）外环河综合治理工程施工图纸；（3）外环河综合治理工程施工合同；（4）防洪标准（GB 502011994）；（5）水利工程建设项目验收管理规定（水利部第30号令）；（6）水利水电建设工程验收规程（SL 2232008）；（7）水利水电工程施工组织设计规范（SL 3032004）；（8）水利水电工程天然建筑材料勘察规程（SL 2512000）；（9）水利水电工程等级划分及洪水标准（SL 2522000）；（10）水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范（SL 1741996）；（11）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL 621994）；（12）导流工程项目的专项技术涉及其它章节引用的标准和规程规范。3. 施工条件3.1 水文气象条件本工程所在区域位于海河干流，该区域属北温带半湿润季风型大陆性气候，四季分明，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽少雨，冬季寒冷少雪。海河干流上游为大清河、永定河两流域，地处太行山、燕山山脉迎风坡，下游濒临渤海，是干旱和湿润气候过渡地带。受季风影响，降水量集中在汛期79月，占全年的7580%，年际变化也很大，多年平均为400600mm。3.2 工程地质条件工程区内属陆相冲积和海相沉积而成。工程区钻孔揭露范围内，地层包括第四系全新统第I陆相冲积层(Q43al)、第I海相沉积层(Q42m)、沼泽相沉积层(Q41h)、第陆相冲积层(Q41al)；第四系上更新统第陆相冲积层(Q3eal)、第海相沉积层(Q3dmc)和第陆相冲积层(Q3cal)。地层自上而下分述如下：1）第四系全新统第I陆相冲积层(Q43al)：岩性主要为粘土和粉质粘土，地层厚度一般3.5m4.0m左右；2）第四系全新统第I海相沉积层(Q42m)：主要岩性为粘土、粉质粘土和淤泥质粉质粘土，地层厚度一般7.5m11.0m左右，顶板埋深4.0m左右；3）第四系全新统沼泽相沉积层(Q41h)：主要岩性为粉质粘土和粉土，地层厚度一般2.0m3.0m左右，顶板埋深11.015.0m左右；4）第四系全新统第陆相冲积层(Q41al)：主要岩性为粉质粘土、粉土和粘土，地层厚度一般4.0m6.0m左右，顶板埋深11.017.0m左右；5）第四系上更新统第陆相冲积层(Q3eal)：主要岩性为粉质粘土、粉土、粉砂，地层厚度一般6.0m9.0m，顶板埋深18.522.3m左右；6）第四系上更新统第海相沉积层(Q3dmc) ：主要岩性为粉质粘土、粉土，地层厚度一般1.8m3.5m，顶板埋深25.030.0m左右；7）第四系上更新统第陆相冲积层(Q3cal)：主要岩性为粉质粘土、粘土、粉土和粉砂，钻孔揭露该地层最大厚度为11.8m，顶板埋深28.031.8m左右。根据中国地震动参数区划图（GB183062001）及建筑抗震设计规范（GB500112010），本场区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.55s，相应地震基本烈度为度。4. 外交通条件本工程以外环线道路及与本标段外环线相交的道路作为本工程的主要对外交通运输道路，满足本工程施工交通要求。第二章 外环河施工围堰1. 围堰布置本次施工需对外环河进行断流，在建筑物两侧分别搭设围堰，上游围堰位置距离倒虹吸进水口50m，下游围堰位置距离倒虹吸出水口60m。围堰具体位置详见：小王庄河倒虹吸施工总平面布置图。2. 围堰设计外环河设计常水位为2.0m，排涝水位2.5m。拟考虑外环河断流施工，由于倒虹吸施工周期较长，为确保施工安全，在建筑物上下游分别搭设土围堰，围堰顶面考虑通行要求，设计为5m宽，两侧按照成型后坡比1:2的边坡，围堰顶高程为3.50m，围堰底高程为河底高程-1.50m。考虑到上游围堰迎水面防冲，在围堰迎水侧加设防水土工布利用编织砂袋压实。围堰断面形式详见：外环河围堰断面图示意图。外环河围堰断面示意图3. 围堰施工与拆除施工围堰采用粘土填筑，机械采用8t自卸汽车运输，1m3反铲挖掘机摊平，用74kw推土机进占法推料填筑压实。考虑到上游围堰迎水面防冲刷，在围堰迎水侧坡面加设防水土工布利用编织砂袋压实，下游围堰采用和上游同样的围堰形式。施工完成后对围堰进行拆除。围堰的拆除采用1m3反铲挖掘机挖装，8t自卸汽车运输，围堰拆除采用退占法拆除临时围堰，拆除时设专人监督、跟测，确保将围堰拆除干净恢复河道原样，拆除土料运至指定弃土区。4. 施工排水围堰封闭后，采用6寸泥浆泵将封闭段内的河水予以排除。外环河计划采用6台6寸泥浆泵（450m/h、功率30KW）配备2台200KW柴油发电机进行降排水，预计2天降排完成。大面积河道水排除后，局部积水可结合场地清理施工，由开挖排水沟引水，再由潜水泵排入围堰以外的河道内。第三章 小王庄河围堰及导流施工1. 小王庄河围堰及导流布置本倒虹为穿越小王庄河施工，由于受市区排涝、水质等要求的影响，施工期间小王庄河不能断流，依此采取搭设两期围堰的方式进行施工。一期施工保留现有小王庄河河堤，小王庄河上游围堰搭设在距外环线12米处，明渠导流进水口在距外环线8m处。明渠导流采用 “L”型，导流出水口位于倒虹吸中心线下游60m。小王庄河下游围堰并在位于距倒虹吸中心线54m处。二期导流在深槽段和左、右岸斜管段施工完成后，恢复小王庄河右侧河堤。二期导流采取围堰束窄原河床的方式进行导流。上、下游围堰起始位置均与一期围堰位置形同。小王庄河围堰及导流布置详见：小王庄河倒虹吸施工总平面布置图2. 一期围堰设计与施工2.1 一期围堰设计围堰挡水时段为枯水期。上游围堰由于在施工区域与外环线之间，施工区域有限，因此上游围堰设计顶宽4.0m，两侧按照成型后坡比1:1.5的边坡，围堰顶高程为3.0m，围堰底高程为小王庄河底高程-1.50m，在背水坡加打设一排长6m，间距1.0m的中经20cm的木桩。下游搭设土围堰，下游围堰设计顶宽4.0m，两侧按照成型后坡比1:2的边坡，围堰顶高程为3.0m，围堰底高程为小王庄河底高程-1.50m。迎水坡考虑到水面防冲刷，在围堰迎水侧加设防水土工布利用编织砂袋压实。（见小王庄河河围堰断面图示意图）。由于导流围堰设计是按枯水流量设计规划，在施工期间制定汛期的防洪措施。(1)做到预防为主的思想意识，在施工期间安排专人掌握汛情。(2)专人掌握小王庄河流量变化，根据流量变化采取相应措施（水泵排水和扩挖明渠）。(3)安排好可以紧急调用的机械设备，一旦需要防洪度汛即可按预定方案进行扩挖明渠，保证行洪安全。 小王庄河上游围堰断面示意图小王庄河下游围堰断面示意图2.2 一期围堰施工为确保施工过程安全，小王庄河上、下游采用土围堰进行施工。施工围堰采用原开挖粘土填筑，机械采用1m3的反铲挖掘机挖装，8t自卸汽车运输，用74kw推土机进占法推料填筑压实。 2.3 一期围堰拆除围堰的拆除采用1m3反铲挖掘机挖装，8t自卸汽车运输，围堰拆除采用退占法拆除临时围堰，拆除时设专人监督、跟测，确保将围堰拆除干净恢复河道原样，拆除土料运至指定弃土区。3. 二期围堰设计与施工3.1 二期围堰设计二期围堰挡水时段为汛期。二期导流采取束河围堰，围堰顶宽4.0m，两侧边坡坡比均为1:2，围堰顶高程为3.00m，围堰底设计高程为-2.50m。原河道过水断面减小一半，为保证河道安全度汛，在原河道河底深度为-1.5m的基础上增深1.0m。围堰迎水坡考虑到防冲刷，在围堰迎水侧坡面加设防水土工布利用编织砂袋压实。束河围堰采用土围堰，围堰设计顶宽4.0m，两侧按照成型后坡比1:2的边坡，围堰顶高程为3.0m，围堰底高程为小王庄河底高程-1.50m。束河围堰断面图详见：小王庄河束河围堰断面示意图。二期导流束河围堰搭设完成后，对一期导流搭设的上、下游围堰拆除挡水部分，围堰拆除完成后对一期明渠导流出入口进行封堵，封堵完成导流进入二期导流施工。小王庄河束河围堰断面示意图3.2 二期围堰施工为确保施工过程安全，束河围堰采用土围堰进行施工。施工围堰采用原开挖粘土填筑，机械采用1m3的反铲挖掘机挖装，8t自卸汽车运输，用74kw推土机推料填筑压实。 3.3 二期围堰拆除围堰的拆除采用1m3反铲挖掘机挖装，8t自卸汽车运输，围堰拆除采用退占法拆除临时围堰，拆除时设专人监督、跟测，确保将围堰拆除干净恢复河道原样，拆除土料运至指定弃土区。围堰拆除恢复原小王庄河堤。4. 小王庄河一期导流设计导流明渠为临时工程，既要根据小王庄河水情满足导流，又要节约用地，合理安排，并充分考虑到汛期防汛措施。因此，我们拟按枯水期流量设计导流，安排专人值班掌握汛情，一旦上游有大雨来水，本方案导流不能满足过流，即安排设备扩挖明渠，保证洪水正常通过。4.1导流流量设计小王庄河在枯水时期流量现场测量为1.8m/秒。同时查勘现场实际情况，考虑随时配备备用水泵准备应急排水。6台6寸排水泵其排水24小时流量为60000方，即0.7m/秒根据以上资料，导流明渠按枯水时期流量应满足1.8m/秒过流，设计导流时充分考虑到设计参数比枯水时期适当增加流量。我们按枯水流量的1.5倍考虑，如此应急导流的流量应是2.7 m/秒。因此确定明渠导流为2.0m/秒（应急导流2.7 m/秒-水泵排水0.7m/秒）。比降，考虑小王庄河上、下游坡降0.93，设计按1考虑。流速按0.1m/s，根据计算，设计导流明渠断面见下图。导流明渠断面示意图4.2 导流明渠流量计算正常时期小王庄河河道流量(不考虑雨季汛期较大洪水),选择现场实际测定如下：河面宽8米，河底宽7米，深1.2米断面面积M=(8+7)*2/2=15河流流速V=0.1m/秒H=1.2m流量Q=M*V*T=15*0.1*1.2=1.8m/秒,故导流明渠应满足过流为1.8m/秒考虑到临时雨水进入，Q按1.5倍考虑为2.7 m/秒6台6寸排水泵其排水24小时流量为60000方，即Q1=0.7m/秒明渠导流流量为：Q2=Q-Q1=2.0 m/秒明渠导流上口宽5米，低宽3米，深2.5米 导流流速V=0.2m/s，时间T=1s流量设计Q=M*V*T=（5+3）*2.5/2*0.2*1=2.0m5. 一期导流施工及排水5.1 一期导流施工一期导流采取“L”型开挖明渠方式和小王庄河上、下游搭设土围堰综合方式导流。一期导流施工计划使用时间为：2016年4月10至2016年6月10日，主要为完成主体工程的一期建筑物施工项目（4+3014+310右岸斜管段、深槽段、左岸斜管段箱涵及相应部位土方填筑施工）提供明渠导流。一期导流施工， 采用1m3的反铲挖掘先开挖“L”型导流明渠，长度约120m。明渠开挖完成过程中，使用开挖土在小王庄河上、下游搭设围堰。导流明渠开挖及围堰搭设均完成后，开挖左岸导流明渠进出口，联通小王庄上下游河道，一期导流明渠正式启用。开挖导流进出口争取在24小时之内完成。一期导流布置详见小王庄河倒虹吸一期施工导流布置图。5.2. 小王庄河施工排水围堰封闭后，采用6寸泥浆泵将封闭段内的小王庄河河水予以排除。小王庄河计划采用6台6寸泥浆泵（450m/h、功率30KW）配备2台200KW柴油发电机进行降排水，预计2天降排完成。大面积河道水排除后，局部积水可结合场地清理施工，由开挖排水沟引水，再由潜水泵排入围堰以外的小王庄下游河道内。6. 二期导流施工及排水6.1 二期导流施工二期围堰采取围堰束窄原河床的方式进行导流。二期导流围堰施工主要为完成除一期项目外其余工程施工，以及金属结构安装等工程施工提供挡水围堰。一期导流施工在深槽段及左岸斜管段施工完成后，恢复小王庄河右侧河堤，并安排二期的导流。二期导流采取围堰束窄原河床的方式进行导流，北侧围堰采用与小王庄河右侧河堤相同断面形式，将河道过水断面减小到一半，河底深度在原河道基础上增加1.0m，保证河道过流断面符合要求。二期导流围堰搭设完成后，对一期导流搭设的上下游围堰进行拆除，围堰拆除完成后对一期明渠导流出入口进行封堵。封堵完成，进入二期导流，整个施工过程小王庄河不断流。二期导流围堰起点在小王庄河距外环线12m处（原一期上游围堰），经倒虹吸箱涵左岸斜管段，终点位于倒虹吸中心线下游60m（原一期下游围堰）。束河围堰总长为80m。二期导流布置详见小王庄河倒虹吸二期施工导流布置图。6.2. 导流明渠施工排水围堰封闭后，采用6寸泥浆泵将封闭段内的明渠大水予以排除。计划采用3台6寸泥浆泵（450m/h、功率30KW）配备2台200KW柴油发电机进行降排水，预计1天降排完成。大面积河道水排除后，局部积水可结合场地清理施工，由开挖排水沟引水，再由潜水泵排入围堰以外的小王庄下游河道内。第三章 安全防护措施1、试验现场设立安全警示牌，并拉警戒线隔离封闭。2、进入施工现场佩戴安全帽。3、施工现场有专职安全员负责机械设备、人员的安全调度。4、机械运行区域内非施工人员不逗留。5、机械操作人员严格按照操作规程施工，保证各种机械设备的运行良好。6、自卸汽车和振动碾有专人指挥。 7、施工现场要注意文明施工，不乱扔杂物、机械加油时避免油料污染地面。8、废料选择适当方式处理，不污染环境。 第四章 设备物资、管理人员、进度横道图1. 设备、物资计划表序号设备名称型号规格数量国别产地制造年份额定功率(kw)生产能力用于施工部位备注1液压挖掘机1m5日本2011-良好导流施工2液压挖掘机0.5 m2日本2011-良好导流施工3推土机74KW2中国徐工2013-良好导流施工4自卸汽车20t10中国徐工2012-良好运输5洒水车5t3三一重工2013-良好洒水6水泵12寸10天津2012-良好排水工程7发电机200kw4中国徐工2013-良好现场电源2. 主要人员投入表序号工种数量备注1司机402测量工53电工54机修工105排水工206普工50233. 进度横道图附图一：小王庄河倒虹吸施工总平面布置图附图二：小王庄河倒虹吸一期施工导流布置图附图三：小王庄河倒虹吸二期施工导流布置图桥梁下部墩柱、系梁、盖梁施工安全教育培训施工单位：中铁电气化局集团西安铁路工程有限公司监理单位：厦门中平工程监理咨询有限公司教育内容桥梁下部结构施工安全受教育班组桥梁下部结构队教育人时 间 一、基本规定 1、作业人员进入施工现场必须正确佩戴安全帽。 2、墩柱、盖梁施工2米以上高处作业人员必须佩戴安全带，并高挂低用（钩挂在牢固位置）。 3、临时用电接线或维修电气设备均由持有效上岗证的电工操作，严禁非电工操作。 4、电气设备如焊机等均应按安全操作规程操作。各岗位、各作业人员施工作业时必须遵守安全操作规程，严禁任何人员违章指挥、冒险作业。如有违章指挥、冒险作业，作业人员有权拒绝作业。 5、系梁基坑开挖后应及时进行安全防护，墩柱模板应固定牢固，浇筑混凝土时应慢速分层浇筑。 6、墩柱、盖梁施工必须设置安全爬梯，安全爬梯必须设置牢固可靠，确保作业人员登高安全。 8、每班作业前，班组长必须组织作业人员进行班前安全教育及安全检查，确认施工作业环境安全后方可上岗作业。 二、危险源及其防范措施 桥梁系梁、墩柱、盖梁施工危险源较多，管理人员及作业人员必须高度重视生命安全与财产安全，现将相关危险源分析如下： （一）、桩间系梁施工 1、系梁基坑开挖后应及时进行安全防护，基坑开挖超过2米的必须放坡开挖，施工完毕后应及时回填基坑。 2、系梁模板拆除时必须使用起重机械拆除，严禁使用人工拆除。 （二）、墩柱施工墩柱施工所有作业人员必须高度重视、思想集中、防护措施到位、安全技术措施落到实处，确保安全施工。1、 用机械吊运模板时，应先检查机械设备和绳索的安全性和可靠性，起吊后下方不得站人或通行。模板下落，距地面1米时，作业人员方可靠近操作。2、 使用吊车将墩柱模板整体安装或拆除时，模板上不得有人。3、 整体式墩柱模板安装完毕后应对模板进行加固，设置缆风绳，确保模板施工时不发生倾斜、倒塌事故。4、 墩柱模板安装螺栓时，高度超过2米时必须系安全带，并高挂低用。5、 高度在2米以上墩柱浇筑砼作业时应设置可靠的立足点，走道垫板稳固，操作平台必须设置可靠的防护栏杆，施工平台上荷载不得超过允许荷载，堆放物品和站人应受力均匀。6、 在用斧锤作业时，应照顾四周和上下的安全，防止误伤他人。7、 整体式墩柱模板安装时需特别注意手和脚，应避开模板落点。8、 高处作业所用工具、材料严禁投掷，误伤他人。9、 发现安全措施有隐患时，立即采取措施，消除隐患，必要时停止作业。10、 遇到各种恶劣天气时，必须对各类安全设施进行检查、校正、修理使之完善。11、 高处作业应将所需工具装在工具袋内。传递工具不得抛掷或将工具放在平台和木料上，更不得插在腰带上。 （三）盖梁施工 盖梁（垫石）施工，危险性较大，作业人员必须认真执行安全操作规程、安全防护措施及相关规定，确保安全。1、盖梁底模安装时，作业人员应边铺工字钢边铺底模，确保有可靠的立足点。2、盖梁施工高处作业应设置可靠的爬梯，作业人员应沿着爬梯上下，不得沿着立杆与栏杆攀登。3、吊装模板时，严禁模板上有作业人员攀爬。4、侧模安装时应先将模板固定完成后方可松动绳索，进行下一块模板吊装。5、盖梁施工作业平台应满足承载力要求并搭设牢固，平台上应设栏杆，作业层下有防护措施。墩台高度超过2米时，应张挂安全网。6、模板上施工荷载不超过规定，浇筑砼时应分层均匀浇筑。7、施工时应随时检查支架和模板，发现异常状况，应及时采取措施。支架、模板拆除应按设计和施工规定的拆除程序进行。8、拆除模板时，应制定安全措施，按顺序分段拆除，不得留有松动或悬挂的模板，严禁硬砸或用机械大面积拉倒。拆下的带钉木料，应随即将钉子拔掉。9、拆除模板不得双层作业。3米以上模板在拆除时，应用绳索拉住或用起重设备拉紧，缓缓送下。10、拆除区域设置警戒线且专人监护。不得留有悬空模板。11、盖梁施工时，电焊机的焊把线经常与钢筋等摩擦，应经常检查，如有破皮或损坏应立即维修。12、高空作业人员应穿软底胶鞋，配备必要的安全防护用品。（四）、交流电焊机的安全要点1、应注意初、次级线，不可接错，输入电压必须符合电焊机的名牌规定。严禁接触初级线路的带电部分。2、次级抽头连接铜板必须压紧，接线柱应有垫圈。合闸前详细检查接线螺母、螺栓及其他部件应无松动或损坏。3、移动电焊机时，应切断电源，不得用拖拉电缆的方法移动焊机，如焊接中突然停电，应切断电源。4、焊接作业必须由持有效焊工证的人员上岗作业。（五）、临时用电安全1、一切电气设备在不确定是否带电前均应视为有电。2、电线断损后应立即使用绝缘胶带包裹，严禁违规使用透明胶带等。3、配电箱应及时关闭上锁，非电工不得进行接电操作。4、电工和用电人员工作时，必须按规定穿戴绝缘、防护用品，使用绝缘工具。5、如遇到人员触电或电气火灾的紧急情况，则允许就地、就近迅速切断电源后，方才迅速对触电人员进行施救。6、施工现场下班停止工作时，必须将班后不用的配电装置分闸断电并上锁。7、配电箱、开关箱内的电器设备和接线严禁随意改动，并不得随意挂接其他用电设备。8、配电装置的漏电保护器应于每次使用时用试验按钮试跳一次，只有试跳正常后才可继续使用。