孤岛外海钢平台专项施工方案.docx
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孤岛外海钢平台专项施工方案
海洋牧场堤坝工程
西口堤PHC管桩钻孔钢平台施工专项方案
白龙屿生态海洋牧场工程项目部
2015年1月20日
白龙屿生态海洋牧场堤坝工程
西口堤PHC管桩钻孔钢平台施工专项方案
编制单位：
主编：
参编人员：
审核人（总工程师、高级工程师）
编制日期：
2015年1月20日
1.编制依据
1.1.招投标文件
（1）浙江金穗工程项目管理有限公司《白龙屿生态海洋牧场项目堤坝工程施工招标文件》
（2）中交第三航务工程局有限公司《白龙屿生态海洋牧场项目堤坝工程施工投标文件》
1.2.工程承包合同
《白龙屿生态海洋牧场项目堤坝工程施工合同》
1.3.设计文件
本工程由中交四航局港湾工程设计院有限公司出具施工图及设计说明。
（1）《白龙屿生态海洋牧场项目堤坝工程施工图设计第二分册西口堤》（2014.2.7收到）
1.4.施工规范和验收标准
（1）《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ248－2001）
（2）《水运工程测量规范》（JTJ203—2001）
（3）《水运工程测量质量检验标准》（JTS258－2008）
（4）《水运工程施工安全防护技术规范》（JTS205－1－2008）
（5）《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205－95）
（6）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
1.5.其他
（3）浙江宏宇工程勘察设计有限公司《洞头鹿西东一生态渔业项目岩土工程勘察报告（详勘）》（电子文档）
（7）《洞头鹿西东一生态渔业项目岩土工程勘察补充资料》（电子文档）
（8）海南省海洋开发规划设计研究院《洞头鹿西东一生态渔业项目水文泥沙测验报告》（电子文档）
（9）现场调查获得的施工条件
2.工程概述
2.1.工程概况
2.1.1.工程名称
白龙屿生态海洋牧场项目堤坝工程
2.1.2.工程地点
拟建白龙屿生态海洋牧场项目位于温州市洞头县鹿西乡东臼村，项目涉及水域为东臼村南侧海岸与白龙屿间水域，白龙屿大致与本岛南岸平行，西口堤由马蹄山连接至白龙屿西端。
2.1.3.工程规模（西口堤）
西口堤长492.5m，堤顶宽为6m。
2.1.4.设计结构
堤坝结构为透空堤坝。
根据不同段的地质情况，透空堤坝采用预制嵌岩桩或钻孔灌注桩，上部采用现浇梁柱框架，顶面两侧设纵向人行通道，宽1.6m，间隔约50m设有横向联系通道，宽1.0m。
1）西口堤
西口堤包括10m长的接岸段土石堤、钢筋混凝土挡墙，其它均为透空高桩梁板结构，共95个排架、#3～#5加强墩，该段与东口堤南段水深类似（7～10m）、最大流速略小，一般段覆盖层较厚（10～30m）。
采用两种桩基，预制嵌岩桩与钻孔灌注桩，桩位布置形式与东口堤南段类似，排架间距为5m，桩间距为4.5m。
#10～#90排架及#3～#5加强墩桩基采用PHC1000C130管桩嵌岩桩，桩长16～43m，嵌入中风化岩层3m，桩顶高程为－1.2m（加强墩为2.8m），其它位于两端共14个排架则采用φ1000钻孔灌注桩，桩长5.6～21.7m。
PHC管桩下部为φ740（内径）×5000钢桩靴，钢桩靴筒体由δ16钢板卷制。
#1～#3、#93～#95桩顶高程4.2m，嵌入中风化层2.5m，其它桩顶高程和嵌岩深度同PHC管桩。
2.2.工程地质
2.2.1.地形地貌
拟建场地位于温州市洞头县鹿西岛马鞍山—白龙屿岛的海域内，均为岩质海岸地貌，山体相对高度小于40m，坡度一般在30°以下，坡面植被发育，覆盖层厚度较薄，部分地段为人工陡坎，坡面基本由强～中等风化基岩组成，在自然条件下属于稳定状态。
海域部分基本被第四系海相淤泥地层覆盖，在潮间带附近，中风化基岩裸露，坡面较陡，坡度26°～43°左右，最陡处61°。
到浅海带，地形较平坦，坡度一般小于5°，属上陡下缓形，在自然条件下属于稳定状态。
2.2.2.地基土的构成与分布特征
施工场地范围内主要由第四系地层及侏罗纪基岩组成。
根据室内土工试验成果和钻探孔野外编录资料，按地基土的分布、埋深、土性和工程特性及其物理力学性质，经综合分析后按相关规范标准划分，在勘探深度范围内将各地基土划分为4个工程地质单元层及亚层，现自上而下分述如下：
2－1层淤泥（mQ4）：
灰色，偶含贝壳碎片，含粉土、粉砂团块，光滑，韧性及干强度高，无摇震反应，流塑。
此层在东口堤北段缺失。
2－2层淤泥（mQ4）：
灰色，含贝壳碎片，局部具层理构造，层间夹薄层粉细砂，底部含少量角砾和中粗砂，光滑，韧性及干强度高，无摇震反应，流塑。
此层局部角砾、中粗砂含量较高，在K6孔27.00～29.20m，K7孔18.00～18.40m角砾及粗砂含量约达35～40%。
此层在东口堤全部缺失，在西口堤#1、#82～91缺失。
3－1层强风化凝灰岩（J3）：
灰黄色，熔结凝灰结构，块状构造，可见晶屑、玻屑等，节理裂隙很发育，岩芯多呈碎块状，锤击易碎，强风化。
岩石坚硬程度属软岩，岩体极破碎，呈散体状结构，岩体基本质量等级为Ⅴ类。
此层东口堤全部缺失，在西口堤#1～7、#38～45、#76～91排架缺失。
3－2层中等风化凝灰岩：
灰黄色，熔结凝灰结构，块状构造，可见晶屑、玻屑等，节理裂隙发育，岩芯多呈短柱状，锤击声脆不易碎，RQD约为50～70%，中等风化。
岩石坚硬程度属坚硬岩（单轴饱和抗压强度平均值60.72MPa），岩体较破碎，呈碎裂状结构，岩体基本质量等级为Ⅳ类。
该层未发现有空洞、洞穴、破碎带、软弱夹层等分布。
2.2.3.分析与评价
经勘探孔所揭示地基土分布情况，拟建场地自上而下各岩土层物理力学性质和工程地质特征均有一定差异，现分析如下：
2－1、2－2层淤泥：
属于高压缩性土，承载能力低，工程性质差。
3－1层强风化凝灰岩：
承载能力较高，但厚度较薄，且其下为中等风化凝灰岩，所以不宜作本工程的桩基础持力层。
3－2层中等风化凝灰岩：
承载能力较高，工程性能较好，可以作建筑物的桩基础持力层。
本场地可作桩基持力层的地基土层有3－1层强风化凝灰岩、3－2层中等风化凝灰岩。
3－1层厚度较薄，仅局部孔分布，其下为3－2层中等风化基岩，3－2层桩端承载力远大于3－1层，所以不考虑采用3－1层作桩端持力层，故可用作本工程的桩基础持力层为3－2层。
2.3.工程水文情况
2.3.1.高程系统与理论最低潮面换算
高程基准系采用1985国家高程基准面，坐标为洞头独立坐标系。
项目地的理论最低潮面的换算关系见图2－1。
理论最低潮面在观测期月平均海平面下3.41m，在国家85高程基准下3.16m.。
图2－1
2.3.2.潮汐
测区的潮汐为正规半日潮性质，涨潮历时长于落潮历时，月平均涨潮历时为6h20min，月平均落潮历时为5h50min。
根据2012年1月的观测结果，月平均潮差达4.03m，最大潮差5.85m，最小潮差为1.88m，最高潮位3.08m，最低潮位－2.82m，平均高潮位2.28m，平均低潮位－1.75m。
2.3.3.设计水位
极端高潮位4.73m
设计高水位3.01m
设计低水位－2.73m
极端低潮位－3.71m
2.3.4.施工水位
根据对2013年10月玉环坎门（施工现场以北约10km，理论深度基准在平均海面下3.3m）的潮汐表的分析，施工水位宜取－1.3m。
2.3.5.潮流
工程水域表现为落潮流强于涨潮流，潮流在垂向分布上特征较为明显的是最大流速多出现在中层以上。
潮流明显以往复流为主，其涨、落潮流流向相对都较为集中，主流向大都与等深线走向吻合得较好。
大、中、小潮期间，平均涨潮流历时稍大于落潮流历时。
涨潮流最大流速出现在最高潮位前2～3h，而落潮流最大流速则出现在最低潮位前2～3h，憩流或转流多发生在平潮前后。
项目区隶属非正规浅海半日潮流类型，潮流基本呈现往复流运动形式。
总体上潮流强度不大，东口堤南段实测最大流速为82cm/s，西口堤近白龙屿端为65cm/s。
2.4.气象
2.4.1.气温
洞头列岛海区属亚热带季风气候区，由于北部有苍山、雁荡山、洞宫山等山脉，对西北来的寒流起着屏障作用，加上纬度较低，当地气候温暖湿润，雨量充沛、四季分明。
多年平均气温17.4℃
累年极端最高气温35.7℃
累年极端最低气温－4.1℃
多年月平均最高气温27.5℃（8月）
多年月平均最低气温7.2℃（2月）
2.4.2.风况
本地区夏季多为SW向大风，春秋季节多为偏S或偏N向大风，又以偏N向大风为主，冬季盛行N～NE向大风。
全年平均风速3.8m/s，强风向为SSW向，最大风速为32m/s，全年常风向为N～NE向。
洞头气象站风玫瑰见图2－2。
图2－2风玫瑰图
2.4.3.降水
多年平均降水量1215.6mm
累年最大降水量1752.4mm
累年最水降水量648mm
累年日最大降水量214mm
多年平均降雨日153d
多年平均降雨日（≥10mm）39.2d
多年平均降雨日（≥25mm）13.3d
多年平均降雨日（≥50mm）3.8d
根据现场调查，施工期4～5月份会出现梅雨季节，此外降雨集中在夏季，冬季降雨很少，对施工影响不大。
2.4.4.雾况
累年最多雾日52d
累年最少雾日10d
多年平均雾日37.8d
根据现场调查，施工期3～4月份会出现较多雾日。
2.4.5.相对湿度
洞头列岛平均相对湿度为80%，5～8月湿度较大，均≥84%，其中6月可达90%。
2.4.6.雷暴
雷暴天气灾害主要由暴雨、大风和雷击造成，间伴冰雹或龙卷，工程所在地属中等雷区，累年平均雷暴日为37.5d。
2.4.7.波浪
受周边岛屿掩护等原因，对项目有重要影响的波浪主要为SW、S、SE、NE向，其中影响最为显著的为E、SE向浪，东口堤北段100年一遇波浪有效波高可达3m以上。
施工期采用设计高水位加2年一遇SE向K11点波浪要素，有效波高H1/3＝1.1m，平均周期T＝3.7s。
2.5总体施工安排
本工程东口堤、西口堤将同时进行施工，但施工平台的施工将优先施工东口堤。
嵌岩立柱、钻孔灌注桩或嵌岩桩的施工也按这个顺序，逐排架向两端逐排架推进。
随立柱或桩基的施工进展，逐段拆除钻孔和嵌岩平台，进行护底抛石，完成抛石的排架夹桩帽围檩，展开上部结构的流水施工。
龙舌礁西端北侧设置临时码头，东口堤北段施工平台的施工将从龙舌礁先开始，逐排架向北延伸直至本岛海岸。
东口堤南段从中部开始沉设钢管、搭钻孔平台，并逐排架向两侧推进。
西口堤先自北端开始施打PHC管桩，打完的排架夹桩与钻孔平台搭设同步进行，随沉桩进度与嵌岩施工进度逐排架向马蹄山与白龙屿两个方向推进。
3.西口堤PHC管桩钻孔钢平台施工方案
3.1预制嵌岩桩钻孔平台搭设（西口堤）
西口堤大部分为预制嵌岩桩，需嵌入中风化岩层3m。
拟采用冲孔钻机施工，钻机重约40kN，锤重约25kN，钻孔平台直接由PHC管桩支承。
3.1.2平台结构方案
平台顶面高程定为4.5m，通过接高钢管利用PHC管桩支承（加强墩使用Φ114钢管接高见图3-4）。
在桩顶安装内径φ1020钢套管，钢管长度（m）＝4.3m－PHC管桩桩顶实际高程＋2.0m，当桩顶达到设计标高时为7.5m。
钢套管用10mm钢板卷制，钢套管安装前在内壁焊上限位及支承作用的倒牛腿，见图3－1，牛腿位置确保PHC管桩套入高度2m。
钻孔平台上部由横梁和纵梁组成，横梁采用热轧普通工字钢160×88（非国标），纵梁采用热轧普通槽钢140×58（非国标），横梁共2根，分别设于排架两侧，由焊接在φ1020钢套管上部的钢牛腿支承，纵梁均匀布于横梁上，共9根。
横梁与钢牛腿间、横梁纵梁间间断焊固定。
平台结构示意见图3－2。
每个排架平面内应在钢管间设八字撑采用热轧普通槽钢140×58（非国标）及围檩采用热轧普通槽钢50×45（非国标）见示意图3-3，围檩及斜撑均采用焊接安装。
平面顶面的铺装采用8mm钢板，钢板网采用点焊固定。
图3－1图3-2
图3-3
图3-4
3.2钢平台检验（堆载压载检验）
西口堤PHC钢平台检测采用压载堆载试验检测方案，试验说明如下：
1.西口堤钢平台预压试验分为静压试验与动载试验，静压试验完成后方可进行动载试验。
2.静压试验最大荷载见下图3-5，采用桩机、冲锤及型钢进行，建议采用钢管作辊，型钢代替桩机、冲锤，以防止机损事故。
3.纵向钢辊按静载位置示意图布置，钢辊可靠固定后分级加载，压载宽度不得超过钻机底盘宽度1.6m，堆载横向重心放在桩基纵向轴线外侧偏移10cm。
型钢经项目部核定采用108根热轧普通槽钢140×58（非国标）。
4.动载试验分为移动试验与工作试验，前者是钻机不吊锤由首排架移到末排架，后者是模拟冲孔工作状态（钻机纵向布置），在前辊增加20kN压载的情况下，竖立前臂支架并起升冲锤。
5.3-5图中黑色三角为挠度观测点，包括4根纵梁前辊位置的挠度观测点，横梁（压载侧）端部的挠度观测点，附加横梁端部的挠度观测点。
6.预压开始前，应完成平台结构方面项目部提出的整改要求，经项目部检查无误后，进行挠度观测点的首次观测，之后每完成一个阶段试验，应测量一次，做好记录，算出挠度值，当纵梁挠度大于8mm,主梁大于5mm，或结构失稳破坏，视为试验失败。
7.测量人员及起重工人应注意避免站立远离压载区域，观察确认平台稳定方可接近作业，加载过程应统一指挥，逐步验证。
图3-5
试验检测数据：
工况A
点位置
横梁
纵梁
横梁
纵梁
横梁
纵梁
横梁
点
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
压载前
4.419
4.564
4.430
4.584
4.458
4.607
4.464
压载后
4.414
4.568
4.431
4.583
4.459
4.606
4.465
变化
-5
+4
+1
-1
+1
-1
+1
工况B
点位置
横梁
纵梁
横梁
纵梁
横梁
纵梁
横梁
纵梁
点
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
KB3
压载前
4.419
4.564
4.430
4.584
4.458
4.607
4.464
4.580
压载后
4.417
4.568
4.428
4.585
4.461
4.608
4.470
4.576
变化
-2
+4
-2
+1
+3
-1
+6
-4
工况C
点位置
横梁
纵梁
横梁
纵梁
横梁
纵梁
横梁
纵梁
纵梁
点
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
KC2
KC3
压载前
4.419
4.564
4.430
4.584
4.458
4.607
4.464
4.583
4.590
压载后
4.417
4.566
4.431
4.581
4.465
4.609
4.473
4.571
4.581
变化
-2
+2
+1
-3
+7
+2
+9
-12
-9
由试验检测数据可知（剔除测量误差值）西口堤钢平台压载试验成功，可进行下一步工作。
3.3安装及拆除流程
嵌岩钻孔平台安装及拆除流程见图3－5。
图3－5嵌岩施工平台安装拆除流程图
3.3注意事项
2）桩顶临时加固
每个排架接高钢管、桩间纵横向水平联系桁架及斜撑尽可能一个乘（低）潮时段完成施工，为确保已沉设桩基在潮流中的稳定，应先用型钢直接在桩顶端板上焊接，将当日完成的桩与先前完成的排架临时联结加固，对于未完成排架的单桩，应采用同样方法与相邻已完排架联结，形成平面几何不变体。
3）桩顶破损的处理
当出现桩顶破损先用切割机截除破损部分，切割前用带直边塑料板将破损以下部分围一圈后，在桩身上画出一条环形切割线，以确保切割断面为桩身正截面。
4）夜间在平台端部及侧面应设置闪光警示灯，以防止进入施工水域船舶的碰撞。
4.施工进度计划
4.1施工进度计划
西口堤计划复工日期2014年12月28日，计划完成日期为2015年4月15日。
4.2劳动力计划
根据施工进度计划安排，本工程劳动力使用计划见表4－1。
劳动力计划表4－1
序号
工种
单位
数量
备注
1
技术管理人员
人
3
2
起重工
人
2
3
电工
人
2
4
电焊工
人
10
5
普工
人
30
合计
人
47
4.3船机计划
根据施工方案及进度计划，本工程使用的船机设备见附表4－2。
船机计划表4－2
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
起重船
50t
艘
1
2
交通船
20t
艘
1
3
电焊机
BX1－400
台
12
4
吊机
50T
台
1
5.职业健康安全管理
5.1职业健康安全管理目标和承诺
5）伤亡事故发生率为零；
6）不发生重大伤亡及设备安全事故。
5.2安全保证措施
7）建立以项目经理为第一安全责任人的安全管理体系，制定安全责任制度和安全奖惩条例，通过规章制度落实安全保证措施。
设立专职的安全员，负责督促现场的安全生产，做到“横向到边，纵向到底”，达到一级抓一级，一级保一级的全面控制目标。
8）本工程安全管理体系设专职持证安全员，各工段、各分项施工负责人必须管安全，各班组设兼职安全员。
工程进场开工前对参加施工的每一位人员均进行一次全面的安全教育，并进行安全知识考试，合格后方能安排上岗。
9）实施标准化化管理，开展施工现场安全布局标准化工作，设置“四牌一图”，且悬挂于醒目处，现场各作业面、通道口、危险地段各设安全提示牌。
10）各分部、分项工程开工前，进行书面的安全技术措施交底，所有交底书需项目经理、施工员、安全员、操作人员签字并留存备查。
11）操作人员必须召开班前安全措施会和班后安全交接会，并严格按劳动部安全操作规程施工。
12）实行安全生产检查制度。
根据不同施工的特点，不同季节，组织实施施工生产全过程中的安全检查。
安全检查员每日现场巡视，发现问题，及时督促整改，对教育不听的人员将进行经济处罚。
在施工过程中，如发现危及人身安全的紧急险情，应立即制止，停止作业，待险情排除后方可继续施工。
13）施工人员必须持证上岗，特别是起重工、电焊工等特殊工种。
14）进入施工现场的作业人员必须戴好安全帽，水上作业穿好救生衣。
严禁赤脚、赤膊，穿拖鞋进入施工现场，杜绝违章作业。
15）非经允许，不得进入警戒区和要害部位，不得擅自动用机械和其它设备。
16）施工现场供电线路、电器设备的安装、维修保养及拆除工作，必须由专业人员（经有关部门培训并考试合格，持有效证件上岗的维修电工）进行。
17）坚持每天的巡检工作，发现问题及时整改，保证施工现场的安全用电。
18）做好机械设备的维修保养工作，经常检查，保证机械设备完好，做到不带病工作。
19）不定期的对消防设备（灭火器材）危险品库检查，发现问题及时整改。
20）现场的氧气、乙炔在使用时应保持一定的安全距离，乙炔瓶必须安装回火装置、远离火源且不准平放。
21）各类施工船舶必须具备船舶检验机关和海事安全监督主管部门核发的有效证书，如：
船舶适航证书（船舶营运执照）船舶航行签证簿、船舶安全检查记录簿等。
22）特殊工种岗位的船员（驾驶员、轮机员、吊车司机、电工等）；必须具备主管机关核发的有效适任证书，持证上岗。
23）进入施工作业的各种船舶机械设备应处于良好状态，如：
主付机、锚机、舵机、助航设备、消防系统、救生设备等均可靠有效。
24）水上作业人员必须穿救生衣，交通船严格按限定的载人数量渡运，渡运人员也必须穿救生衣，船只驾驶人员必须持有准驾相应船类的证书。
25）项目部调度是落实生产计划的船舶指挥部门，负责现场施工的船机调配，在下达任务指令时，应同时下达安全生产注意事项。
调度员要根据船舶类型、特性、施工要求、水文气象条件，合理安排生产任务，不超越其船舶技术性能作业。
对于初次进入作业区的船舶，调度员（或施工员）要亲自上船，向船长介绍现场情况和安全注意事项。
26）大型船舶的海上调遣、进港避风等拖航行动，应听从上级生产主管部门的安排，现场调度要积极做好配合协助工作。
27）工程船舶在进点施工前，应熟悉施工区域周围情况，根据任务要求和气象条件，合理选择锚位，施工完毕后应将船位移至远离作业点的地方，以策安全。
28）起重吊装大型结构件时，必须向起重作业人员进行安全技术措施交底。
起重设备及安全装置必须安全可靠，吊索具必须完好无损，并统一起重指挥。
29）施工水域为本岛、礁间非通航水域，离远航道，无需设置交通管制区，但应根据海事部门要求申请发布航行警（通）告。
30）打桩船抛锚设锚漂，已完成沉桩及平台端部设立夜间警示灯及照明，防止当地小型渔船闯入后误撞。
31）锚泊作业船舶随时注意潮位情况，及时调节缆索张立，防止缆索崩断或船泊移位发生碰撞事故。
32）根据季节变化的特点，各类船舶要分别做好防台防汛期间、防暑降温期间的有关物资准备，做好霉雨季节的防止漏、触电事故的安全工作，做好迷雾时期的雾航安全保障及防火防爆，按照施工关键路线调整施工节奏，有张有弛，努力在天气许可作业的情况下做到紧张有序施工，而在天气恶劣的情况下调整、修养、维护。
33）施工船舶发生意外时，应根据具体情况指挥布置救援应急措施，组织自救；情况严重或无力解决时，应立即将情况报告主管部门、海事部门和海上搜救中心，寻求必要的技术支持、医疗支持及救援。
34）现场施工遇有需急救情况，在现场急救处置的同时，与鹿西乡卫生院联系，车辆待命，在现场处置后立即送鹿西乡卫生院，若伤、病情严重需送温州市医院，则联系110或洞头或乐清海事处，请求予以协助。
35）施工过程中防寒潮大风、台风措施
（4）现场项目部成立以项目经理为组长的防台防汛小组，负责组织协调施工期间防寒潮大风、防台风各项工作落实；
（10）项目部编制防寒潮大风、台风应急预案，明确应急组织、责任及物资准备、措施，并组织预案演练；
（11）工程部负责收听气象预报，及时接收寒潮大风警报、台风警报，并及时报告，组织现场检查，制订并组织防寒潮大风、防台措施的落实安排；
（12）经确认寒潮大风达到8级以上，或得到台风警报时，根据台风路径，如可能袭击本地区时，应及时安排船舶按预定方案撤离现场，并保持与有关部门联系。
大型船舶选择在鹿西岛和乐清湾锚地避风，小型船舶就近进本岛避风港避风；
（13）寒潮大风、台风多发期间，现场施工应特别注意各种构件的稳固性，已沉的桩应严格按施工组织设计要求进行夹桩；
（14）注意保持通讯畅通，及时与当地海事部门和雇主代表、监理工程师联系，遇有损失情况应立即报告业主代表及监理工程师。
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