吹填砂试验段施工方案.docx
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吹填砂试验段施工方案
武汉至监利高速公路
洪湖至监利段第二合同段
吹砂填筑试验段
施工方案
编制：
复核：
审批：
山东省公路建设（集团）有限公司
二O一三年一月二十八日
第一章工程概况
武汉至监利高速公路洪湖至监利段是湖北省规划的“六纵五横一环”骨架公路网之纵二线的支线，起于洪湖市新滩东荆河大桥，沿途经洪湖市、监利县，止于监利县白螺镇与随岳南高速公路相交。
本合同段起讫桩号为K26+000-K58+650,全长32.65公里，设计时速100km/h，主线路基为整体式路基宽度26m，双向四车道。
经过的主要城镇有：
洪湖市的新滩、大同湖、大沙湖、老湾、乌林、小港、新堤、滨湖、螺山及监利县白螺、柘木等乡镇。
经过区域主要为第四系全新统冲湖积平原，区内主要由全新统淤泥、淤泥质土、粉质粘性土、砂土等组成，路线沿线遍布水塘，并经过比较重要的规划中的洪湖分蓄洪区。
路基工程大部分为填方路堤，路拱横坡2%，土路肩横坡4%，边坡坡率1：
1.5（H小于8m）。
本项目所处区域土源缺乏，取土较困难，运输不便，远运借土费用较高，可利用河流运输采购当地的丰富砂源，经分析比较后，设计采用吹（填）砂路堤。
本区雨量充沛，降水量一般为1100mm~1450mm，雨水多集中在4-10月份，为洪涝期，约占全年雨量的84%~88%。
第二章编制依据说明
一、编制依据
1、《两阶段施工图设计》及文件；
2、《疏浚与吹填工程施工规范》（JTS207-2012）；
3、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》；
4、其他相关技术规范、现场勘察和实地调查；
二、编制说明
我公司将根据施工图纸和施工合同要求以及业主、监理工程师的各项指示，编制吹填砂工程的施工组织技术方案，确保工程保质保量完成。
工程特点：
1、资源匮乏：
本地区路基填料极为匮乏，远运土方不经济，且沿线优质耕地是宝贵的不可再生资源。
2、质量要求高：
本工程是高速公路项目，要能满足高速公路路基的质量要求，同时要能体现同类工程的施工管理和先进水平，更要能体现安全、可靠、社会、经济和环保等综合效益的最佳目标。
3、运输距离远，施工条件较差：
由于本项目是高速公路，属于线性工程，线路长，断面内用砂需求量少，加之高速公路路线基本与长江平行，距离长江大部分在3.5～10km范围内，沿线居民区较集中，交通机耕通道狭小，协调工作面广，施工条件较差，输送难度大。
施工方法的选定
根据工程特点，试验段的施工分为三个阶段：
（一）开工准备阶段：
施工前测量、布管、资源配置；
（二）排水系统的布设和清表围堰阶段：
提供吹填场地和吹填条件；
（三）路基吹填和软基处理施工阶段：
吹填施工；
路堤的吹填采取同层分段的办法施工,分段的长度由吹填设备的生产率及路堤宽度而确定。
一段吹填完毕以后接长管道吹填下一段,边接管边向前推进；同层吹填完毕后,再一边拆管一边向后推进,吹填下一层,如此往复。
当吹填施工的距离超过设备的最大能力时,可采取二级加压或多级加压的办法。
二级加压是在排砂管中间增设加压泵。
按工程实际情况,采取路基全幅吹填。
全幅吹填时,将排砂管布设在路堤中间,一次性吹填够全幅宽度,沿路堤中线布设,排砂管的前段应以橡胶管连接,以便排砂管管口可在左右两半幅和上下移动。
说明：
1、在认真、全面地阅读有关文件、设计图纸及地质资料的基础上，深刻领会和贯彻设计意图及对施工组织设计的要求。
针对本工程的特点，结合我公司在类似工程施工技术和施工经验，我们本着实事求是的态度，编写本工程施工方案。
2、本施工方案是具有内容全面、较为经济合理、操作简易的施工组织设计，同时在施工全过程中接受业主及现场监理工程师的指导和审查。
3、针对本工程的特点，我们在保证工程质量和安全文明施工的前提下。
同时加强现场施工管理，合理组织部署施工，积极配合业主、监理对本工程在施工过程中的检查验收工作，加强各施工工序的施工过程控制，充分体现我公司“优质、高效、文明”之宗旨。
三、编制原则
1、严格按照设计要求、有关技术标准与规范编制施工方案；
2、充分结合现场实际情况进行科学合理地组织施工；
3、采用先进的吹填施工设备技术；
4、合理安排施工顺序，保质保量按时完成吹填砂施工任务。
四、试验段目的
1、确定压实机械型号以及小型夯机等机械的使用最佳配合经济必选。
2、确定吹填砂分层厚度和压实厚度。
3、确定压实工艺。
4、确定不同含水率的压实工艺。
5、确定压实遍数与压实度的关系以及最佳压实遍数。
6、检验施工组织管理和相关配合机构的效能。
7、提供给设计单位施工期间的沉降数据，用以验证设计。
五、编制范围及内容
1、本吹砂填筑试验段施工技术方案的编制范围为K51+043-K51+430段主线路基，试验段路基长度387m，填高在3.5m-7.8m，约84000方；
2、具体内容为：
施工范围内清障、围堰、排水沟设置，吹填区淤泥的处置、取沙点的确定、取样与吸砂船的布设，吹砂船（平台）与接力泵的架设，吸砂、运砂、吹砂。
第三章总体施工部署
一、人员配备及组织管理措施
1、人员配备
根据本合同段土方工程施工特点，委派具有类似工程施工经验的优秀管理人员组成管理班子，以确保现场各项施工管理工作能步步到位。
土方工程施工管理班子接受本合同段项目经理部的统一协调和指挥。
人员主要由两部分组成，管理层与施工劳务层。
施工劳务层是在施工过程中的实际操作人员，是施工质量、进度、安全、文明施工的最直接的保证者，故项目部在选择劳务层操作人员时的原则为：
具有良好质量、安全意识，具有较高的技术等级，具有相类似的工程施工经验的人员。
与班组签订的各类责任要突出工程质量和安全、文明施工的制约措施，直接与经济挂钩，使工程质量有可靠的保证。
根据本工程工程量的分布情况，计划由路基、吸砂、管道、吹填、综合等四个作业组来完成，具体分工如下：
1、管理人员
现场总指挥1名，施工员2名，质检工程师1名，测量员2名，试验员2名。
2、生产工人（一个台班满足正常生产）
吸砂船2-4人，运砂船4-6人，定位船（自动10人）人工14人，接力泵站2人/泵站，管理维修工（两泵间长约1.6公里）2人，围堰看守5-10人，焊工1人，电工1人，司机2人，其他4人。
管理层人员及分工
序号
姓名
职务
负责内容
备注
1
黄建春
常务副经理
施工总指挥
2
李胜发
生产副总工
施工总负责
3
杨勇军
工程副部长
技术指导
4
欧阳晚华
工区长
现场负责
5
方应生
路桥工程师
现场指挥
6
傅永彬
现场施工员
现场指挥
7
彭国田
测量主管
测量负责
8
曾艳军
安全工程师
安全负责
9
陈海滨
试验负责人
试验负责
10
蒋义雄
质检工程师
质检负责
施工层人员及分工
序号
名称
人数
负责内容
备注
1
测量工
6
施工放线、标高控制
2
试验工
4
试验、检测
3
吸砂作业组
12
采砂及配套工程
4
吹填作业组
8
吹填及配套工程
5
6
管道作业组
12
接力泵看守及管道架设
6
路基作业组
20
围堰看护，吹填区施工任务
7
综合作业组
20
其它附属工作
2、组织管理措施
为加强施工管理，项目部将采取措施，以启发、调动全体员工工作、生产的自觉性与积极性，保持良好工作秩序，确保优质快速地完成合同规定的施工任务。
措施如下：
（1）制定严格的管理制度，实行命令式的生产指挥模式，令行禁止，纪律严明。
（2）制定明确的岗位经济责任制，使每位员工的工作成果与工资收入密切挂钩，奖勤罚懒，赏罚分明。
（3）统一协调各专业组的工作，定期召开各种技术碰头会、生产会等，及时解决施工中出现的问题，优质高效完成施工任务。
二、材料供应计划
项目经理部统一安排材料的采购、运输、保管、领导和协调材料供应。
对工程中使用的各种材料要预先落实到位，确保工程需要，坚决杜绝停工待料现象的发生。
本工程所需的材料，视材料的性质和价格，分别采用外购和当地采购的办法予以解决，并作一定数量的储备。
三、工期安排
拟2012年10月底进驻现场，进行临时设施搭建和测量放样，2012年12月20日开始进船只和挖土机等设备。
计划于2013年2月2日开始吹填砂路基的施工。
第四章施工方案
试验段主要参数及施工方法概述
试验段路基为吹砂路基，采用湿地挖掘机根据测量进行围堰确定吹填砂范围，做好临时排水系统，吹砂船通过管道输送砂到施工现场，推土机整平碾压，纵向分段，水平分层逐层碾压，配置一台山推160推土机和2台SSR220压路机。
初步拟定吹填砂分层厚度试验段第一层按70cm控制，第二层以后向上层吹填砂层厚分别按50、60、70cm控制，吹砂至软基工作面标高后进行塑料排水板施工，铺设砂垫层和土工格栅。
软基处理完成后向上层逐层吹填。
以上数据将根据本次试验段成果资料进行调整，作为指导今后日常施工的标准。
对于不同区间的压实，我们采取以下方法：
1）对于路槽80cm以下的路基（即93%区及以下部分），可采用吹填密实结合推土机推压以满足93%的密实度要求。
压实方法为：
吹填后，先让路基自然排水2—3天后，开始用山推160推土机整平预压，同时来回碾压3~4遍。
2）对于路槽以下80-150cm（即94%区部分）填砂部分，采用上一条办法结合普通SSR220振动压路机压实，碾压4-5遍。
吹填砂材料采用江砂，含泥量不大于15%；砂垫层采用中粗砂，含泥量不大于5%，细度模数大于2.7，渗透系数不小于5*10-2cm/s；土工格栅采用单向拉伸塑料土工格栅，材料为聚乙烯，纵向抗拉强度不小于110KN每米，延伸率不小于10%，纵向5%伸长率时的拉伸力不小于64KN每米，纵向2%伸长率时的拉伸力不小于32KN每米；塑料排水板采用原生聚乙烯材料，型号为SPB-C，料芯板舌型撕裂强度不小于20N，纵向通水量不小于40cm3/s。
以上数据将根据本次试验段成果资料进行调整，作为指导今后日常施工的标准。
根据设计文件要求埋设各种观测点，并及时跟踪测量并记录相关数据。
各监测点的布置见附图。
试验段选定段落为K51+043-430，该段路基填高为3.7-7.3m，软基处理方式为塑料排水板+砂垫层。
路堤吹填砂包土施工工艺框图
一、施工准备
1、技术准备
1）熟悉图纸，参加图纸设计交底，充分领会设计单位的意图。
2）组织现场人员学习、熟悉施工图纸，进行技术义底。
3）建立符合要求的高程控制网和平面控制网，办理好交桩手续，设置施工临时水准点，进行结构定线放样。
2、设备、物资准备
计算出工程所需机械设备的规格、数量、性能，确定进场时间。
根据试验段工程数量、定额测算机械台班需要量和施工进度安排，结合我单位现有机械设备状况，将投入足够的机械设备和试验、测量、检测仪器，确保上场设备完好率95%，出勤率90%以上，备余量10%～20%，并在该项工程开工前15天，将所需设备运至施工现场。
机械设备将根据工程实际进度进行动态调配，满足施工需要。
机械设备需求表（单条生产线）
序号
设备名称
型号规格
数量
国别
厂地
制造
年份
额定功率（KW）
生产能力
用于施工部位
备注
1
泥浆泵机组
4套
江苏
2010
22kw
正常
自有
2
采砂船
1条
正常
自有
3
运砂船
2条
正常
自有
4
吹填船
1条
正常
自有
5
高压水泵
4台
河南
2012
35kw
正常
自有
6
注水泵
6台
江苏
2010
15kw
正常
自有
7
接力泵
3套
山东
2010
160kw
正常
自有
8
管道
355mm
足量
江苏
2009
正常
自有
9
变压器
1台
湖北
400kva
正常
自有
10
增加灌
1台
江苏
正常
自有
11
泥浆袋
6寸
500米
江苏
正常
自有
12
混流水泵
300hw-8
1台
山东
正常
自有
13
配电箱
5
湖北
2002
正常
自有
14
货车
2辆
湖北
正常
自有
主要机械设备
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
水陆两用挖掘机
卡特320、日立PC200
台
2
2
水下推土机
台
1
3
振动压路机
SD22T
台
1
4
装载机
ZL50
台
2
5
抽水泵
台
2
3、生产准备
1）组织管理班子进场，明确各自的施工任务，管理、技术人员进行岗位责任制的订立，根据各自的岗位进行分工。
2）搭建临时设施，如办公室、宿舍、食堂、厕所等。
3）修建施工便道
4）施工场地围堰排水
5）接入施工现场用电变压器，铺设临时用电线路
6）选定采砂点及铺管线路
7）临时排水设施布设
8）做好相关各项材料试验
二、施工测量
1、施工测量配备
1）测量人员组织
测量人员配置如下：
测量工程师2人测量技术员4人
2）测量仪器设备
水准仪：
DS32台
南方GPS一套（1+2）
对讲机6台
2、高程测量控制
高程测量均使用经法定检测单位检测合格的水准仪进行临时水准点引测。
使用DS3水准仪将高程控制点引测至施工现场不受施工影响的地方，设置施工临时水准点，并经常进行复核校正。
引测临时水准点符合《工程测量规范》，测量闭合差不得超过±20Lmm或6√n（L为公里数、n为测站）。
3、平面测量控制
在临时水准点引测的的同时，用南方GPS放样出围堰中心线、边线和排水系统的土方开挖线，然后用石灰弹线或做好标志。
由项目部测量人员负责进行路基中、边桩测量放线，放出路基的中线、边线及各断面的吹填厚度并做好标记。
在进行路基吹砂填筑之前，先在路基两侧测量放线，放出路基包边土外坡脚，并在施工段落用石灰洒出土围堰断面线，然后在施工段落进行高程测量，每20m一个断面。
在上述测量工作完毕后，把所有标示标注在图纸上，做好资料归档管理。
三、围堰与排水系统
1、施工前清表由于吹填场地主要是鱼塘、菜地等农用地，地地较为复杂，为保证工程的施工质量，在进行填砂前要先将场地内的杂物清除。
在清理前要在业主的紧密配合下，处理好土地的相关问题，以免发生不必要的纠纷，延误工程进度。
1）在工程需要吹填区域，派6～10人进行清理表面垃圾。
主要是树枝、塑料等有机废品，集中堆放和处理。
2）清理施工外围的表层有机土壤和垃圾
根据现场条件，在吹填区的四周，适当的筑建土围堰确保吹填沙同时带进来的水能有组织的排放，因此，根据测量定位，确定土围埂施工的中轴线、边线后，采用水陆两用挖机清理表层植被和有机土壤。
2、土围堰施工（见图一）
1）根据现场情况，土围埂顶宽1米，内侧坡比为1：
0.75、外侧坡比为1：
1.5，第一层围堰高度控制在1米或高于水塘常水位0.5米左右。
2）干塘，在水塘（线外）挖集水坑将鱼塘内的水降至最低；
3）用湿地推土机将塘底淤泥推至两侧红线外临时堆放；
4）湿地推土机与挖掘机相互配合，推挖塘底硬土修筑吹砂围堰土埂，高度1米左右，围边设置适当的排水口将吹砂的水排出鱼塘红线外集水坑并抽排至线外排水系统；
3、修建施工便道和施工区域内排水
根据施工现场踏勘，在吹填范围内，大片的沟渠、水塘，无法直接通车，不利于履带式挖掘机的工作和土方装船运输，必须修建3米的施工便道和排除沟塘内的积水后，采用水陆两用挖掘机进行挖土。
1）施工便道
施工便道充分利用现场的现有塘埂，对其进行加宽加固，施工便道宽3.0米。
在局部地方不能通车，则用走道板做路基。
确保施工期间翻斗运土车运土的顺利进行。
2）施工区域内排水
施工便道做成2%泛水路面，让水流入一侧沟塘内，与沟塘内本身的积水一起用NL100-16泥浆泵排到河内。
在水塘段过渡层吹填时，首先集中力量抽干或尽可能降低塘内水面，清除表层浮泥，用挖掘机在相连塘的塘埂处开口留出排水及浮泥通道，在集中排水口处设置与吹沙排水量相当的抽水机及吸泥泵，抽除吹沙过程中的大量泥水。
3）路基内排水
按照设计要求，在两侧围堰包边土底每隔10米埋设排水管道。
四、吹砂路基施工
该段试验路段软基处理方案为塑料排水板+砂垫层，在吹砂第一层后进行软基处理。
1、施工前现场清障
由于软基段主要是鱼塘、菜地等农用地，地形较为复杂，为保证工程的施工质量，在进行软基处理前要先将场地内的杂物清除，整平场地，做好两侧的临时排水措施，修筑好机械设备行驶便道等。
2、砂、碎石垫层的铺设
砂垫层的作用一方面是提供水平向的排水通道，另一方面是为施工机械提供工作垫层。
垫层顶面应做成2%的路拱。
施工时，垫层横向延伸出坡角外1m，加载及预压期禁止用包边土包裹，以利排水。
卸载后两端应采用砌片石防护，以免砂料流失。
3、土工格栅的铺设
土工格栅在软基处理后铺设，一般设于垫层顶部，当有多层格栅时，各层格栅的间距为50cm。
摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不使出现扭曲、折皱、重叠。
土工格栅受力方向搭接长度不小于30cm,非受力方向搭接长度不小于10cm，并用U型钉固定,绑扎丝带可与土工格栅一并向厂家购买。
U型钉按正三角形布置,间距为2.0m。
铺设土工格栅,在路堤每边各留足够的锚固长度,回折覆裹在压实的填料面上,平整顺适,外侧用土覆盖。
一般路段的土工格栅主受力方向沿路基横向布置，桥涵处复合地基路段的土工格栅主受力方向沿路堤纵、横向交替铺设。
4、塑料排水板施工
1）塑料排水板施工工艺流程如下：
整平原地面-→摊铺下层砂垫层-→机具定位-→打入套管-→沉入排水板-→拔出套管-→机具移位-→埋排水板头-→摊铺上层砂垫层。
详见软基处理专项方案
5、吹填路堤施工：
1）采砂船、吸运砂船
根据现场实际情况，拟每条生产线采用1条900m3/h采砂船采用定位桩横挖法或锚缆横挖法或两者结合的施工方法以及监理工程师批准的其它施工方法，分区、分条、分层进行吹填取砂。
运砂船每条生产线安排两条进行周转运砂。
2）吹填船
吹填主要的机组使用的泥浆泵拟选用NL125-20.0，其技术要求性能如下：
型号
流量（m3/h）
扬程（m）
效率
（Q）
清淤能力（m3/h）
配套功率（kw）
NL125-20.0
200
20
67
40
22
高压水枪：
为使冲挖顺利，水枪出口保持较高水头，高压清水泵型号选用扬程较高的3BP-57，其技术性能如下：
型号
流量（m3/h）
扬程（m）
效率
（Q）
转速（r/min）
配套功率（kw）
3BP-57
50
57
58
2900
15
3）接力泵站
1）接力泵站连接方式与级数的确定
（1）接力泵站连接方式确定
根据本工程具体情况及本公司施工经验，接力泵系统采用封闭式就地串联方式。
（2）接力泵级数的确定
采用Hf=Hλ+Hξ+Hz（m）和n=Hf/H（n取整数）公式进行计算，确定接力泵站级数。
生产线陆路排距5km左右，经计算，生产线接力系统确定为四级。
2）接力泵选型及生产能力
拟选择型号为T250PS-35的接力泵接力，直径为355mm的排泥管线输送。
接力泵参数如下：
型号
输水流量
Q（m3/h）
输泥流量
Q（m3/h）
扬程H
（米）
转速n
（转/分）
功率（kw）
效率
（%）
轴功率
配套功率
T250PS-35
1450
450
34.5
730
140
160
68.4
拟投入生产线数量及生产能力计算
本条生产线选用T250PS-35型泥浆泵作为接力泵，该泵每小时清水流量1450m3/h，理论输泥量为450m3/h，实际输砂量按200m3/h考虑，每天实际生产时间按15.6小时计算，单条输砂管线每天可完成输泥量：
200×15.6=3120m3/天。
首端增压泵接力泵站
3）设置接力泵站
4）吹砂管线布设
（1）水陆接头架设：
根据管线上岸处的地形、地势，采用合适角度的弯头和橡胶软管组合跨越上岸。
（2）陆地管线架设：
尽量沿地方道路架设进入高速公路路基吹填区。
岸管的架设原则宜因地制宜，力求顺直，避免死弯、急弯。
（3）吹砂管接头要严密、紧固，为防止砂水渗漏，要两节管段之间必须加密封填料。
填料可用牛油麻辫、胶皮垫圈等。
为避免吹砂管接头损坏，管底砌块、衬垫等必须牢固，不能有摇晃、歪斜等现象出现。
（4）管线通过地方道路时，根据实际情况采用全埋、半埋或摆放在路面上三种办法，采用半埋或全埋的其回填土的坡度不得大于1：
10，以免过往汽车的底板与排砂管相撞。
路面还需设立交通警示标志，必要时安排交通管理员维护交通秩序。
此项工作须征得有关部门的许可。
（5）管线通过长江大堤堤面时，绝不破坏长江大堤，采用摆放在堤面上的办法，下面用编织袋装土或砂进行衬垫，堤面如有车辆通行，管线上面用土进行回填，并设立交通警示标志，必要时安排交通管理员维护交通秩序。
此项工作须征得堤防管理部门的许可，并在实施过程中接受堤防管理部门的监督与检查。
（6）吹砂管主管线进入路基填砂作业区后根据实际施工需要通过广接三通形成各支管线，支线数量根据实际情况决定。
根据高速公路路基分层填筑的要求,管线出口处使用胶管，可根据填砂高程的要求和宽度的要求撤转加高。
（7）干线与支线之间可用T型或Y型三通管连结。
在吹填过程中为管壁受到均匀磨损,延长管子的使用寿命，施工时可以周期性地将管子绕轴旋转，每次转动可按三分之一圆周角进行。
5、绞吸船取砂施工方法
绞吸船进点时船位布置在取砂区南部东侧位置，左右各抛出一只横移锚，缆长抛出挖槽约30～40m，抛出时锚位略向船艉方向，采用船艉的两根钢桩交替固定船位。
挖砂由东向西分层分条开挖，先挖上层，后挖下层。
分条宽度70m、分层厚度1.5m。
随着吹填施工的进行，挖泥船根据规定的取砂区范围、自身排距等具体情况，船位向西向北移动。
施工时，绞吸船利用DGPS定位仪进行定位，确保在规定的取砂区范围内取砂，定期对取砂区进行必要的水下地形观测，以保证取砂符合设计要求。
绞吸船能适应除风化岩外的各类土质，施工时根据现场施工土质的实际情况选用合适的绞刀架及绞刀齿或斗轮，并根据土质的变化采用合理的绞刀（斗轮）转速、泵机转速、横移速度等技术参数。
拟采用2条400m3砂驳进行运输，运砂驳在吸砂船附近装载满后由江边码头指挥中心统一调度，务必遵循依次、有序、高效的原则，运砂船一率按指定航线航行。
运送到江边定位船后缓慢向其靠拢，使用绳锁将其固定在定位船旁边开始进行打砂施工。
6、吹砂填筑路基施工
（1）合理布置吹砂管和设备
吹填前，将吹砂管道从泵吸船接至吹砂点，尽量使管道顺直、不扭曲、密水性好。
采用全幅吹填，吹填过程中尽量布置排泥管于路基正中，以使泥砂颗粒分布均匀。
吹填采用分段推进方式进行，分段距离约为30～50m。
吹填设备采用功率为800～1200hp的设备。
吹砂管管径35.5cm。
以后大面积吹砂，当吹填距离超过吹砂设备最大能力时，采取加压或二次抽吸的方法。
当排砂管口高程超过砂泵最大扬程，可采取附加压泵。
（2）吹填厚度控制
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