临时围堰施工方案设计

一、工程概况本工程为金山新城老红旗港河道整治工程一期，主要针对老红旗港进展整治，同时对工程围与其相交的旧港河、金卫仓河、战斗港以与长堂河等周边河道一并实施整治，整治围分别为老红旗港整治围：东平路海盛路；旧港河整治围龙堰路老红旗港；金卫仓河整治围：老红旗港龙皓路；战斗港整治围：龙航路龙皓路；长堂河整治围：老红旗港龙皓路。河道整治总长度为3.67km。工程起终点详见总平面布置图。本工程河道设计河口宽2540m，陆域实施宽度610m。332，现状桥梁拆除5座，管线搬迁3处。本工程施工围老红旗港由西向东，工程桩号为：红C0+000.00红C2+380.40东平路海盛路，建设长度为3.67 km。包括与老红旗港相交的旧港河龙堰路老红旗港、金卫仓老红旗港龙皓路、战斗港龙航路龙皓路和长堂河老红旗港龙皓路。1.3 专项方案概况本工程位于北亚热带南缘，是东亚季风盛行地区，四季清楚，受海洋性气候影响较为明显，由于冷暖空气交替影响，天气变化复杂，台风等灾害性天气频繁。本工程区域，夏季6、7、8月以东和东南风为主，冬季12、1、2月以西北风为主，春秋季是冬夏季风的过渡季节。金山嘴累年各月最多风向与频率分布见表2.2-1。瞬时风速17m/s或风力8级的日数年平均为20天。造成大风的主要因素为夏秋之交的台风与冬季的寒潮；此外，气旋、反气旋、锋面等移动性天气过程也可能伴随一定的大风。影响金山沿海地区的台风，多出现在78月份，占总次数的86.7%。过境最早的为7903号台风，发生在1979年4月1213日；最迟为6523号台风，发生在1965年11月2425日。过境风速最大的为1984年的8416号台风，每秒27.6m10级风。据金山嘴海洋水文站19541985年32年的资料统计，过境风力达到8级以上的有23年，共发生45次。19491992年中严重影响本地区的台风有11次，每次台风过境影响时间13天。从金山嘴累年各月平均风速统计值看表2.2-2，夏秋向岸的东南风强度较大，在与冬季离岸的西北风交替作用下，岸滩的季节性冲淤年周期非常明显。表2.2-1 金山嘴累年各月最多风向与频率分布%项目123456789101112全年风向NNWNNWESEESESSESESEESESESSESSENNWNNWNWNWSE频率13141114151725201215192111表2.2-2 金山嘴累年各月平均风速m/s月份123456789101112全年风速工程所在地区平均气温15.5，最高平均气温16.4，最低年平均气温15，极端最高气温39.62003年8月，极端最低气温-10.81977年1月31日，常年高于35含35的高温日平均为6天，常年低于0的平均为44天。本区年降雨日数130天左右，平均年降雨量为1085.8mm，其中5至9月降雨652.6mm，占年降雨量的60%；实测1日最大降雨量159.4mm，发生在1986年9月6日。1.3.4 水文金山新城南临湾，处于浦南东片的南部，其南部边界受湾强潮河口影响，部河网水系为浦南东片有控制河网。根据湾金山嘴潮位站资料，历史最高潮位为6.57m，最低潮位为-1.78m。区域部河道水位控制按照浦南东片防洪除涝与水资源调度规划要求确定：常水位为2.502.80m，除涝水位控制为瞬时河网最高水位3.90m，河网预降水位为2.00m。本工程河道特征水位见表2.3-1：表2.3-1 特征水位表项目水位值m备注设计高水位3.90规划除涝控制最高水位常水位设计低水位2.00规划预降控制最低水位二、编制依据 序 号规、标准名称编 号1老红旗港河道整治工程一期施工招标文件、施工图纸2水利水电建设工程验收规SL223-20083施工现场临时用电安全技术规JGJ46-20124建设工程施工现场供用电安全规GB50194-20145堤防工程施工规 SL260-20146水利水电工程施工组织设计规SL303-20047水利水电工程测量规SL197-20138水利水电工程施工地质规程NB/T 35007-20139市水利工程施工质量检验与评定标准DG/TJ08-90-201410水利水电工程施工质量检验与评定规程SL176-2007三、施工计划施工围堰修筑 2016/12/20-2017/1/10施工围堰拆除 2017/4/21-2017/5/1四、施工工艺技术 4.1 施工流程施工顺序：施工准备测量定位围堰分层填土堰抽水围堰养护构筑物施工围堰拆除。土围堰填筑取土主要利用老红旗港沿线填筑土源，水上土方逐层压实，分层厚度不大于30cm，配备两台挖掘机。每层填土厚度不大于20cm，压实时要不断地进展整平和夯实，以保证填料均匀密实施工。每段围堰平均长约30m，待围堰自然沉降稳定后，人工配合挖机进展围堰修坡、边坡堆砌袋装土来修筑子堰。子堰的堆砌务必保证袋装土与袋装土之间鱼鳞纹搭接，确保堆砌密实。由于受民宅和管线搬迁影响，开工时间有所滞后，我部要尽量将延误的工期抢回来。计划工期为非汛期时间段施工，但沿线拆迁形势与管线搬迁工期尚未明朗，为保证2017年安全度汛，在保证施工安全的前提下，我部将根据历年汛期最高水位线和施工过程中水位情况实时调整围堰断面，某些岸段考虑采取加宽围堰截面的形式来修筑，以保证围堰稳定，为2017年安全度汛留出必要的结构施工时间。围堰施工质量保证措施1、填筑围堰前，清理围堰根底面与取土围的杂物与淤泥；2、取土料符合规要求，必要时，对土方进展翻晒后填筑；3、严格控制分层厚度，确保压实度；围堰的维护与加固围堰填筑形成后，围堰的维护与加固对工程能否挡住风浪冲刷与安全度过施工期具有十分重要的意义。首先保证堰体能均衡下沉，不致于出现较大的滑坡与裂缝。围堰抽水时控制降水速度，并设专人巡视坝堤遇到裂缝与沉陷，与时组织人员、机械对围堰进展加固、维护。河道疏浚时临时围堰的防汛工作尤为重要，考虑引排时水位上下变动较大容易冲刷围堰引起土体流失，预先在迎水面准备编织袋装土保护围堰填土。4.4围堰的拆除围堰在施工完毕后需要拆除。水下工程阶段验收完成后既对围堰进展拆除，先使用挖掘机逐步挖出围堰水上与水下土方，挖至围堰两侧后运出施工现场。须知事项：1围堰的拆除必须统一组织，统一协调，统一行动，一切行动服从组织指挥、安排，不得盲目行动，瞎指挥。2加强安全监视，防止意外事故的发生。3自卸汽车运土必须到指定地点卸下，严禁乱抛乱卸，影响市容。4土方装卸时，场地必须保持清洁，预防车轮粘带；车轮出门时，必须对车轮进展冲洗；车轮装载土方不应超高超载，并应有覆盖物以防止土方在运输中沿途扬撒。5弃土施工时采取必要的保护的措施，防止淤泥外露，影响场容场貌。必要的措施如采用封闭式的自卸卡车。五、施工安全保证措施围堰施工组织措施为确保本工程围堰施工安全、快速、高质量地完成，项目部全面负责本次围堰的施工和管理，项目经理部设项目经理1名，项目技术负责人1名，质量员1名，专职安全员1名。管理组织机构网络图围堰的安全防护措施1、围堰迎水面和背水面均采用袋装土护面，施工过程中控制坡比；2、围堰施工周边设置测量监控标志，对围堰定期进展位移和沉降观测；3、围堰施工完后，在周围设置警示标志和标牌；4、施工期间围堰不得作为机械、车辆施工便道，同时安排专人对围堰进展巡视检查。六、劳动力计划 围堰施工为分区施工，不占用主要工序施工时间，所以在配备劳动力、材料、机械设备上面，考虑四个工区共计11道围堰施工即可保障。保障表如下：项目主要投入数量劳动力人员20人材料土方8000m3机械设备操作手8台七、计算书与附图 计算依据： 1、建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012 2、建筑施工计算手册江正荣编著 3、实用土木工程手册第三版文渊编著 4、施工现场设施安全设计计算手册建民编著 5、地基与根底第三版 一、参数信息 1、根本参数围堰后深度h(m)3围堰平均重度cs(kN/m3)20围堰龄期抗压强度设计值fcs(N/mm2)11围堰厚度B(m)2嵌固深度ld(m)3基坑外侧水位到坑顶的距离ha(m)围堰侧水位到坑顶的距离hp(m)支护在坑底处的水平位移量(mm)12地下水渗透稳定性验算坑底突涌稳定性承压水含水层顶面至坑底的土层厚度D(m)承压水含水层顶面的压力水头高度hw(m)4 2、土层、水压参数序号土名称土厚度h(m)土重度(kN/m3)黏聚力c(kpa)摩擦角()饱和土重度sat(kN/m3)水土合算1粘性土318202520是2水1112812是3粘性土18202520是 3、荷载参数类型荷载q(kpa)距支护边缘的水平距离a(m)垂直基坑边的分布宽度b(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用深度d(m)满布荷载3/条形局部荷载44/0 4、计算系数结构重要性系数01综合分项系数F圆弧滑动稳定安全系数Ks抗滑移安全系数Ksl抗倾覆安全系数Kov抗隆起安全系数Kb经验系数b突涌稳定安全系数Kh墙体材料的抗剪断系数 1主动土压力系数 Ka1=tan2(45- 1/2= tan2(45-25/2)=0.406； Ka2=tan2(45- 2/2= tan2(45-25/2)=0.406； Ka3=tan2(45- 3/2= tan2(45-8/2)=0.756； Ka4=tan2(45- 4/2= tan2(45-8/2)=0.756； Ka5=tan2(45- 5/2= tan2(45-25/2)=0.406； 2土压力、水产生的水平荷载 H1=0h0+q1/1 Pak1上 =1H1Ka1-2c1Ka12 Pak1下 =1(h1+H1)Ka1-2c1Ka12 H2=1h1+q1/sat2 Pak2上 =sat2H2-w(h1-ha)Ka2-2c2Ka2+w(h1-ha2 Pak2下 =sat2(H2+h2)-w(h2-ha)Ka2-2c2Ka2+w(h1-ha2 第3层土：3-4m H3=2h2+q1/sat3 Pak3上 =sat3H3-w(h2-ha)Ka3-2c3Ka3+w(h2-ha2 Pak3下 =sat3(H3+h3)-w(h3-ha)Ka3-2c3Ka3+w(h2-ha2 H4=3h3+q1+q1b1/(b1+2a1)/sat4 Pak4上 =sat4H4-w(h3-ha)Ka4-2c4Ka4+w(h3-ha2 Pak4下 =sat4(H4+h4)-w(h4-ha)Ka4-2c4Ka4+w(h3-ha2 H5=4h4+q1+q1b1/(b1+2a1)/sat5 Pak5上 =sat5H5-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka5+w(h4-ha2 Pak5下 =sat5(H5+h5)-w(h5-ha)Ka5-2c5Ka5+w(h4-ha2 3水平荷载 临界深度：Z0=Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=13.3872.33/(19.373+13.387)=0.952m； 第1层土 Eak1=0kN； 第2层土 Eak2ak2下Z01=0.513.3870.9521=6.372kN； aa2=Z0/3+h3=0.952/3+3=3.317m； 第3层土 Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)1/2=1(31.43+42.942)1/2=37.186kN； aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+h4=1(231.43+42.942)/(331.43+342.942)+2=2.474m； 第4层土 Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)1/2=0.5(43.831+49.587)1/2=23.354kN； aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)+h5=0.5(243.831+49.587)/(343.831+349.587)+1.5=1.745m； 第5层土 Eak5=h5(Pa5上+Pa5下)1/2=1.5(30.076+51.166)1/2=60.932kN； aa5=h5(2Pa5上+Pa5下)/(3Pa5上+3Pa5下)=1.5(230.076+51.166)/(330.076+351.166)=0.685m； 土压力合力： Eak=Eaki=0+6.372+37.186+23.354+60.932=127.844kN； 合力作用点： aa= (aaiEaki)/Eak=(00+3.3176.372+2.47437.186+1.74523.354+0.68560.932)/127.844=1.53m； 1被动土压力系数 Kp1=tan2(45+ 1/2= tan2(45+8/2)=1.323； Kp2=tan2(45+ 2/2= tan2(45+8/2)=1.323； Kp3=tan2(45+ 3/2= tan2(45+25/2)=2.464； 2土压力、水产生的水平荷载 H1=0h0/1=0/11=0m Ppk1上 =1H1Kp1+2c1Kp12 Ppk1下 =1(hi+H1)Kp1+2c1Kp12 H2=1h1/sat2 Ppk2上 =sat2H2-w(h1-hp)Kp2+2c2Kp2+w(h1-hp2 Ppk2下 =sat2(H2+h2)-w(h2-hp)Kp2+2c2Kp2+w(h1-hp2 H3=2h2/sat3 Ppk3上 =sat3H3-w(h2-hp)Kp3+2c3Kp3+w(h2-hp2 Ppk3下 =sat3(H3+h3)-w(h3-hp)Kp3+2c3Kp3+w(h2-hp2 3水平荷载 第1层土 Epk1=1h1(Pp1上+Pp1下)/2=10.1(27.605+29.061)/2=2.833kN； ap1=h1(2Pp1上+Pp1下)/(3Pp1上+3Pp1下)+h2=0.1(227.605+29.061)/(327.605+329.061)+2.9=2.95m； 第2层土 Epk2=1h2(Pp2上+Pp2下)/2=11.4(29.066+46.77)/2=53.085kN； ap2=h2(2Pp2上+Pp2下)/(3Pp2上+3Pp2下)+h3=1.4(229.066+46.77)/(329.066+346.77)+1.5=2.146m； 第3层土 Epk3=1h3(Pp3上+Pp3下)/2=11.5(86.398+138.358)/2=168.567kN； ap3=h3(2Pp3上+Pp3下)/(3Pp3上+3Pp3下)=1.5(286.398+138.358)/(386.398+3138.358)=0.692m； 土压力合力： Epk=Epki=2.833+53.085+168.567=224.485kN； 合力作用点： ap= (apiEpki)/Epk=(2.952.833+2.14653.085+0.692168.567)/224.485=1.064m； 3、基坑侧土反力计算 1主动土压力系数 Kp1=tan2(45+ 1/2= tan2(45+8/2)=1.323； Kp2=tan2(45+ 2/2= tan2(45+8/2)=1.323； Kp3=tan2(45+ 3/2= tan2(45+25/2)=2.464； 2土压力、水产生的水平荷载 H1=0h0/1=0/11=0m Psk1上12-1+c1)h0(1-h0/ld)/b+1H1Ka1=(0.282-8+12)0(1-0/3)0.012/0.012+1101.323=0kN/m2 Psk1下12-1+c1)h1(1-h1/ld)/b+1(h1+H1)Ka1=(0.2822 H2=1h1/sat2 Psk2上22-2+c2)h1(1-h1/ld)/b+sat2H2-w(h1-hp)Kp2+w(h1-hp)=(0.2822 Psk2下22-2+c2)h2(1-h2/ld)/b+sat2(H2+h2)-w(h2-hp)Kp2+w(h2-hp)=(0.2822 H3=2h2/sat3 Psk3上32-3+c3)h2(1-h2/ld)/b+sat3H3-w(h2-hp)Kp3+w(h2-hp)=(0.22522 Psk3下32-3+c3)h3(1-h3/ld)/b+sat3(H3+h3)-w(h3-hp)Kp3+w(h3-hp)=(0.22522 3水平荷载 第1层土 Psk1=b0h1(Ps1上+Ps1下)/2=10.1(0+3.079)/2=0.154kN； as1=h1(2Ps1上+Ps1下)/(3Ps1上+3Ps1下)+h2=0.1(20+3.079)/(30+33.079)+2.9=2.933m； 第2层土 Psk2=b0h2(Ps2上+Ps2下)/2=11.4(3.085+31.765)/2=24.395kN； as2=h2(2Ps2上+Ps2下)/(3Ps2上+3Ps2下)+h3=1.4(23.085+31.765)/(33.085+331.765)+1.5=2.008m； 第3层土 Psk3=b0h3(Ps3上+Ps3下)/2=11.5(113.61+75.57)/2=141.885kN； as3=h3(2Ps3上+Ps3下)/(3Ps3上+3Ps3下)=1.5(2113.61+75.57)/(3113.61+375.57)=0.8m； 土压力合力： Ppk=Ppki=0.154+24.395+141.885=166.434kN； 合力作用点： as= (asiPski)/Ppk=(2.9330.154+2.00824.395+0.8141.885)/166.434=0.979m； 1、滑移稳定性验算围堰的滑移稳定性应按下式验算： (Epk+(G-mB)tan+cB)/Eak=(224.485+(240-41.152)tan(25)+202)/127.844=2.644Ksl满足要求！ 2、倾覆稳定性验算 围堰的倾覆稳定性应按下式验算： (Epkap+(G-mB)aG)/(Eakaa)=(224.4851.064+(240-41.152)1)/(127.8441.53)=2.027Kov=1.3 满足要求！ 3、整体滑动稳定性验算 Ksi =cjlj+(qj+Gj)cosj-jljtanj/(qj+Gj)sin cj、j第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、摩擦角()； bj第j土条的宽度(m)；j第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角()； lj第j土条的滑弧段长度(m)，取ljbj/cosj； qj作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ；Gj第j土条的自重(kN)，按天然重度计算； uj第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa)，采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取ujwhwaj，在基坑侧，可取ujwhwpj；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取uj0；w地下水重度(kN/m3)； hwaj基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)； hwpj基坑侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)； min Ks1 ，Ks2 ，Ksi，=1.627Ks满足要求！ 4、抗隆起稳定性验算 1水泥土墙底面处的抗隆起验算 抗隆起稳定性按下式计算：m1=i hi /(h+ldm2=i hi /ld Nq=tan2(45+/2)etan=tan2(45+25/2)etan25 Nc=(Nq (m2ldNq+c)/(m1(h+ld)+q0)=(15.967310.662+2020.72)/(17.777(3+3)+3.778)=8.377Kb满足要求！ 5、渗透稳定性验算 承压水作用下的坑底突涌稳定性验算： D /(hww) =hii /(hww D /(hww) =1.236Kh满足要求！ 取单位长度围堰进展计算 1、截面弯矩计算 计算简图(kN) 弯矩图(kNm) Mk M=0FMk 剪力图(kN) Vk 2、正截面应力计算 1拉应力 6M/B2-cs22cs2满足要求！ 2压应力 6M/B2+0Fcs22fcs=11N/mm2 满足要求！ 3剪应力 (Eaki-Gi-Epki2fcs2满足要求！综上所述：本工程计划施工时间段为非汛期施工，同时考虑到一旦工期延误，汛期仍有结构施工，我部根据历年汛期最高水位线和风浪等气象因素，保证2017年安全度汛，临时围堰可抵御金山区规划除涝最高3.9米的水位。附图一：围堰位置分布示意图