潜坝工程施工设计方案.docx
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潜坝工程施工设计方案
潜坝施工案
二〇一七年四月
潜坝施工案
编制：
审查：
审批：
一、工程概况
1.1工程地点
潜堤西侧，已建促淤坝南侧。
1.2潜坝主要施工容
潜坝结构断面型式为抛斜坡堤。
其按照先在深槽段抛填砂袋找平，再铺设护底软体排，然后依次进行袋装碎、堤心、护脚块、垫层、扭字块体安放的施工顺序组织施工。
潜坝共有5条，其中1#潜坝长290m，2#潜坝长450m，3#潜坝长2734m，4#潜坝长852m，5#潜坝长300m，潜坝总长4626m，位于顺坝东侧，N23护滩堤两侧。
部分深槽段通过抛填砂袋抬高找平，护底结构采用混合软体排（坝体下部为砂肋软体排，外侧为砼联锁块软体排），坝体下袋装碎厚度为40cm。
坝顶高程1.0m，顶宽4.4m，外侧坡比1：
1.5（坝头坡比1:
2）；镇脚宽5m；坝头过渡段长20m，两侧坡比由1：
1.5过渡至1：
2，坝头纵向坡度为1：
2.5。
堤芯规格为10～100kg抛；垫层规格为100～200kg抛，垫层厚度80cm；外侧护面均采用3t扭字块体。
典型断面见图1-2。
图1-2潜坝典型断面图1
图1-3潜坝典型断面图2
1.3主要工程量
表1-1潜坝主要工程量
序号
项目
单位
工程量
潜坝
1
抛填砂袋
m3
2
砂肋软体排
m2
3
砼联锁片软体排
m2
4
袋装碎
m3
5
堤心、护脚、垫层
m3
6
扭块体
块
备注：
具体工程量以设计图纸为准。
1.4设计要求
1、护底软体排及抛填砂袋
潜坝软体排包括混合软体排和砼联锁片软体排2种类型，其加工设计要求如下：
（1）护底软体排加工缝制技术要求
1）排体土工布加工、拼接缝制
排体底布采用380g/m2加筋机织复合土工布（230g/m2聚丙烯（丙纶）长丝机织布+150g/m2聚酯（涤纶）短纤针刺无纺布），机织布在上，无纺布在下。
2）加筋带缝制
加筋带选用5cm丙纶加筋带，纵向间距为1.0m，缝制在单块排体的机织布一侧。
3）砂肋缝制
砂肋直径为300mm，R3型间距1.0m，采用200g/m2防老化聚丙烯长丝机织布。
砂肋采用砂肋套固定，砂肋套利用加筋带直接缝制在排体上，砂肋套直径为280mm。
4）砂肋充灌砂挖运、充灌
砂肋充灌砂应确定充灌砂质量，充灌时砂肋一端充灌，另一端应有排水口，充灌后应达到设计的充灌率。
5）砼联锁块制作
砼联锁块制作采用14mm防老化丙纶绳连成框格形绳网埋设在砼块中间浇筑，砼联锁块浇筑按《水工混凝土施工规》（DL/T5144-2015）进行。
6）砼联锁片吊运
砼联锁片达到设计强度后通过专用吊架吊具吊放到堆存场地存放，砼联锁片大小一般不应小于4m5m。
7）拼接
单块软体排在围堤横断面向上排体土工布应整块制作，不准搭接或缝接，在围堤轴线（纵向）向采用包缝法拼接（二道锦纶线，针距≤7mm），其宽度依据制作条件和施工条件而定。
加筋带直接缝制在排体上，加筋带间距为1.0m，缝制要求锦纶线3道，针距不大于10mm。
（2）抛填砂袋技术要求
3#潜坝和4#潜坝局部有冲刷坑，铺设软体排前需先抛填砂袋填坑。
抛填砂袋袋布采用230g/m2的长丝机织布，每个砂袋尺度不小于4m×4m×0.5m（长×宽×厚）。
2、袋装碎
（1）粒径5~40mm，其中5~20mm应占45~60%，20~40mm应占40~55%；
（2）材料质地坚硬，无风化剥落和裂纹现象，且有良好的抗风化能力。
（3）袋装碎袋体采用110g/m2聚丙烯编织布。
（4）编织布抽样组批检验频次：
同一厂家、同一材料、同一规格，以10000m2，为一批，供货不足10000m2按一批计。
（5）碎料抽样组批检验频次：
以5000t为一批，不足5000t按一批计。
3、块
（1）所有料均应采用质地新鲜、坚硬完整，无风化剥落和裂纹，具有良好抗水性能的岩浆岩块。
（2）块单重应满足设计要求：
堤心采用10～100kg块；块垫层采用100～200kg块或200～400kg块；护脚抛采用100～200kg块或200～400kg块。
4、扭块
（1）扭块体采用预制，潜坝单个扭块重3t，预制扭块体达到设计强度75%后可厂吊运，达到设计强度后可外运安装。
（2）扭块的强度、规格、型号和几尺寸应符合设计要求。
（3）扭块体采用定点不规则安放，安装数量的允偏差个数为设计值的±1%，且3t每100m2安放个数不得少于54块。
（4）扭块体安放前，应检查垫层的坡度和表面平整度，如不符合设计要求的需进行修整。
二、主要施工工艺
图2-1总体施工流程图
2.1抛填砂袋施工
1、抛填砂袋施工工艺流程
图2-2抛填砂袋施工工艺流程图
2、施工法
铺排船定位后，将砂袋在铺排船翻板展布，将充砂管插入砂袋袖口，注意要把双层袖口的袖口放入袋体部，然后启动泥浆泵充灌，充灌过程中注意袋体排水，当袋体充灌饱满后，关闭泥浆泵，充灌完成后绑扎外袖口，减小充灌砂的流失。
完成充灌后放下翻版，是袋体自由下落，如下落不利可使用水枪冲击袋体底部。
图2-3翻板上人工摊铺袋体水力充灌系统取砂
2.2护底软体排施工
1、铺排船定位
每艘专业铺排船舶上均配有计算机一台、GPS两台及相应的定位软件，施工前由施工员根据设计要求输入有关铺排参数，操作人员根据定位软件显示铺排位置，将铺排船移动到起始位置，当电脑显示偏差值和位移值在允误差围时，表示施工船舶已经到达设计位置，经现场监理工程师认可后开始铺设。
图2-4排体卷排图2-5完成卷排
2、卷排布
用吊机将排布吊至甲板上，由工人将铺排排布展开，排尾拉环和滚筒上钢缆相系，启动滚筒开关将排布自动卷入滚筒，直到排头平展在翻板前沿，关闭滚筒开关。
在卷排期间，操作人员站在滚筒及排体两边，用人力绷紧排布，使滚筒上排布无皱折，平铺在甲板和翻板上的排布，用人力拉平、拉直，防止排布皱折、收缩。
3、移船铺放
软体排铺设由专业铺排船实施，并总体按照东堤由北向南、北堤由东向西施工向铺设。
单软体排北堤由南侧向北侧铺设，东堤由东向西铺设。
（1）联锁块排铺设
砼联锁块运输船靠泊专业铺排船船边后，由吊机或者桁车将联锁块吊放平铺在甲板（含翻板）上的排布上，用绑扎绳将联锁块联结并与排布上的加筋环绑扎在一起，使其与排布连成整体，然后将浮标与排体连接好；此时启动翻板控制电机，使翻板至与水平面成35°，此时在翻板上的排体在联锁块自重作用下，排体沿翻板下沉使排体紧绷。
启动滚筒控制电机放排，放排过程中逐排将联锁块吊到相应位置，并和排布绑扎好。
当排体入水到达河床泥面并有一定富余长度时根据电脑显示的排体位置缓慢移动船位，软体排缓慢铺放。
重复以上步骤，直至砼联锁块排铺放结束。
移船时移船速度应与排体下水同步，如发现排体偏位，应适时通过调整锚缆调整船位保证搭接质量。
图2-6砼联锁块安放及铺设图
（2）砂肋软体排铺放
运砂船进档后，吊机将泥浆泵吊入砂船上适当位置，将砂肋穿好。
开动高压水枪，充水到砂船舱，当泥浆泵围的砂水混合后再开动泥浆泵进行砂肋充灌，充灌过程中注意控制砂浆浓度，停充前打清水，防止堵管。
充灌时用铅丝将砂肋袋袖口拧在输砂管分流口上，打开分流口阀门进行充灌。
充灌时辅助以人力踩踏砂肋，使砂流畅
通，充灌砂肋从一头充灌，交错充灌，充灌完成后进行移船铺放。
图2-7砂肋施工图
2.3袋装碎、抛施工
1、袋装碎及抛施工工艺
图2-8袋装碎、抛施工流程图
2、袋装碎抛投施工
1）袋装碎装运
碎格按照设计要求的级配进行选料，袋装碎袋布采用110g/m2编织布，大小尺寸为50×70cm，每袋装2/3体积，充盈率60%，装好后袋口用丙纶线缝合。
袋装碎由工人在矿场灌装并绑扎牢固后由水运运抵现场，采用吊机定位定点网兜抛投的式施工。
2）GPS船舶定位及抛投
袋装碎抛投采用吊机船进行施工，依据事先划分的施工单元安排吊机船进点定位后，装好的袋装碎由吊机吊至甲板上沿船边抛放，按照定点定量的原则，一个定位单元抛投完成后，移船至下一个定位单元，施工时尽量安排在平潮和水流流速小的时候作业。
抛完后，及时进行水深测量检查，发现不足立即补抛，补抛完成后，再次进行断面测量验收。
3）袋装碎抛投控制
抛投施工采用网格法，网格大小为2m×10m，抛投前根据网格面积计算出每个网格所需的理论抛投量。
在吊机船船舷上按1m间距画刻度线，抛投时派专人指挥，确保网兜抛投点的位置准确无误。
3、块抛投施工
块抛投采用具有GPS定位系统定位的长臂吊机船进行网格抛施工，运输船将料运到现场后，靠泊长臂吊机船实施抛投。
吊机船装有GPS定位系统，根据抛单元和网格的划分，将有关施工参数输入电脑，将计算出每个单元或网格所需的理论抛量作为施工控制的参考依据，抛断面成型以测量为准。
1）网格划分
块抛投施工之前，先沿堤轴线向按100m划分区段，在抛投过程中，再将各区段细分为以2m×10m的抛投网格。
抛投前根据水深断面测量先计算每个网格所需的理论抛投量，然后再计算每个网兜块的实际装载量，得出每个网格所需抛投的网兜数量，以便于控制抛投的均匀度。
抛投过程中边抛投边测水深，直至达到设计标高和坡比要求。
2）施工流程
①抛前水深验证
施工前通过GPS进行定位，用测深水砣验证抛投区域水深，通过水深测量计算出工前标高。
②吊机船定位
吊机船进驻施工点后，通过GPS定位系统实现施工定位，吊机船外侧停靠料运输船。
③抛投施工
施工员根据工前水深测量及网格划分，计算网络抛投用量，抛依据定位软件显示的网格实施定点定量抛投。
抛投作业尽量选在潮水较缓时段，并综合考虑水流流速和流向，网兜尽量靠近水面，并保持网兜停止大幅度摆动后进行脱钩，以保证抛位置准确及抛投质量。
④断面测量
当抛投完成一段，具备水深断面测量条件后（不小于100m），及时安排进行断面测量检查，再根据测量结果对断面进行局部补抛，然后再次复测直至满足设计要求后移至下一断面施工。
抛施工过程中要求流水合理、及时成型，减小施工期风浪所造成的损失。
2.4扭块安装施工
1、扭块安装工艺流程图
图2-10扭块体安装工艺流程图
2、扭块安装施工
扭块由配备GPS定位系统的长臂吊机船采用“质心定点，勾连紧密”的原则进行安放施工，安放顺序遵循自下而上和由一侧向另一侧推进的原则进行安放，扭块互相咬合，安放时必须使纵向相邻块体的岸侧互相靠紧。
1）船舶定点就位
吊机船航行至指定施工区域，平行于堤身轴线向布设，下锚基本驻位，然后采用GPS对船舶进行精确定位。
2）网格定位系统
以本工程设计提供的基准控制点为基准，同时以促淤坝中心线为轴线，依据桩号、各控制点等建立现场施工GPS控制系统，将坡面扭块体安装沿堤轴线平面投影划分为定位网格，网格大小1.42*1.42m，然后将网格相关定位参数输入吊机船计算机系统，通过吊机船安装的GPS及定位系统进行船舶与扭块体网格的相对位置定位。
3）吊机船工前定位复核
扭块体安放前，首先对吊机船舶GPS系统进行复核，确保GPS定位位置准确，精度满足测量要求。
吊机船采取纵向定位，即船舶长度向平行于堤轴线，船舷与划分的最外侧网格边线重合，另在吊机船船舷上使用油漆沿堤身向按照1.42m进行标记，用于在GPS进行网格定位后，扭块体吊放参照船舷标记进行安放。
当块体移动至船体预划分的格时，即认为实放坐标点与理论坐标一致，此时扭块体下放入水，并在着床于块垫层后进行脱钩。
4）扭块体定点不规则安放
扭块体在完成垫层块验收之后进行安装，扭块体由平板驳船将扭块体运输至施工现场，停靠已定位好的吊机船，再由吊机进行随机定点安装，安放时保持扭块体斜向放置，应保持扭块体三个杆件与抛垫层接触，每个块体安放时应尽可能吊至格网上，稳定后再缓慢入水进行脱钩，为保证块体勾连，在吊钩进行扭块体绑钩时，相邻块体的起吊式应不相同，确保相邻块体相互交错，互相钩连，同时扭块不能重叠于已摆放的扭块体之上。
安装效果不理想的扭块需吊起重新进行安装，不断调整摆姿，直至块体安装到位，满足要求后才脱钩安装下一件块体。
图2-11扭块体不规则安放示意图
5）扭块吊安施工记录
现场施工人员使用专用表格做好安装记录，表格中标明每段安装的起止桩号、安装面积、安装块体数量，确保安放密度不低于设计要求。
三、施工进度计划安排
3.1施工进度计划
1、抛填砂袋施工
3#、4#潜坝区域滩地较深，软体排护底前需进行抛填砂袋施工，潜坝抛填砂袋总量约为82624.8万m3，计划安排2艘铺排船进行施工。
表3-1抛填砂袋施工安排表
项目
工程量
效率
有效天数
施工时间
备注
3#潜坝（2#坑）
53411.6m3
2000m3/天
27天
2017.5.5～2017.6.19
3#潜坝（1#坑）
21566.7m3
2000m3/天
11天
2017.4.25～2017.5.14
4#潜坝（3#坑）
7135.2m3
2000m3/天
4天
2017.6.20～2017.6.27
4#潜坝（3#坑）
511.3m3
2000m3/天
1天
2017.6.28～2017.6.30
2、护底软体排铺设
经计算，潜坝护底软体排共需铺设169，计划安排3艘铺排船进行施工。
表3-2抛填砂袋施工安排表
项目
工程量
效率
有效天数
施工时间
备注
3#潜坝（N23以西）
74（混合排）
2/天
37天
2017.5.10～2017.7.2
1#潜坝
10（混合排）
2/天
5天
2017.7.6～2017.7.14
3（联锁片排）
1/天
3天
2017.7.15～2017.7.20
2#潜坝
15（混合排）
2/天
8天
2017.7.10～2017.7.22
3（联锁片排）
1/天
3天
2017.7.23～2017.7.28
3#潜坝（N23以东）
16（混合排）
2/天
8天
2017.7.13～2017.7.27
4（联锁片排）
1/天
4天
2017.7.28～2017.8.4
4#潜坝（N23以西）
15（混合排）
2/天
8天
2017.7.21～2017.8.4
4#潜坝（N23以东）
12（混合排）
2/天
6天
2017.7.29～2017.8.8
4（联锁片排）
1/天
4天
2017.8.9～2017.8.16
5#潜坝
9（混合排）
2/天
5天
2017.8.5～2017.8.14
4（联锁片排）
1/天
4天
2017.8.15～2017.8.22
3、堤身结构施工作业布置
堤身主体结构施工计划投入6艘抛定位船，依次进行袋装碎、堤心、护脚块、垫层和扭块体的安放施工。
表3-3袋装碎施工安排表
项目
工程量
效率
有效天数
施工时间
备注
1#潜坝
3434m3
2000m3/天
2天
2017.7.21～2017.7.25
2#潜坝
4822m3
2000m3/天
3天
2017.7.29～2017.8.3
3#潜坝（N23以西）
29152m3
2000m3/天
15天
2017.7.3～2017.7.28
3#潜坝（N23以东）
5720m3
2000m3/天
3天
2017.8.5～2017.8.10
4#潜坝
11732m3
2000m3/天
6天
2017.8.9～2017.8.19
5#潜坝
2841m3
2000m3/天
2天
2017.8.23～2017.8.27
表3-4块（堤心+垫层+护脚）施工安排表
项目
工程量
效率
有效天数
施工时间
备注
1#潜坝
13330m3
3000m3/天
5天
2017.7.26～2017.8.4
2#潜坝
14012m3
3000m3/天
5天
2017.8.4～2017.8.13
3#潜坝（N23以西）
65279m3
3000m3/天
22天
2017.7.29～2017.9.4
3#潜坝（N23以东）
39883m3
3000m3/天
14天
2017.8.11～2017.9.4
4#潜坝
45035m3
3000m3/天
16天
2017.8.20～2017.9.16
5#潜坝
7682m3
3000m3/天
3天
2017.8.28～2017.9.2
表3-5扭块安装施工安排表
项目
工程量
效率
有效天数
施工时间
备注
1#潜坝
2123块
400块/天
6天
2017.8.9～2017.8.19
2#潜坝
2390块
400块/天
6天
2017.8.18～2017.8.28
3#潜坝（N23以西）
10166块
400块/天
26天
2017.9.9～2017.10.23
3#潜坝（N23以东）
3498块
400块/天
9天
2017.9.9～2017.9.24
4#潜坝
6118块
400块/天
16天
2017.9.21～2017.10.18
5#潜坝
1144块
400块/天
3天
2017.9.7～2017.9.12
3.2进度保障措施
1）袋装碎、块抛投
（1）前阶段项目部通过临时抛坝施工和龙口合龙，已确定多家块供应商，供应商有足够的供应及抗风险能力，可以满足现场施工进度要求。
项目部就供应计划、式和强度等面编制详细的规定，对料质量、规格进行明确要求，以确保料的正常供应。
（2）根据施工案匹配符合要求的吊机船，根据运输强度匹配适当的运输船舶数量，并由专业的海运公司负责水上运输任务，确保块供应在强度上满足施工要求。
同时在实际施工过程中，对船舶数量进行合理的动态调整，确保施工进度的流畅。
（3）根据施工计划编制材料供应计划，列出各种规格块各阶段需求数量，向供应商明确块等的采购数量、到场时间，由供应商具体安排运输船按时保量将块运输到施工现场指定地点。
（4）抓块强度、规格质量，确保符合设计要求，项目部将派遣专人对矿场进行考察，切实掌握矿区的生产情况，并负责监督矿场料的开采、破碎、筛分、装船等全过程，确保工程质量。
2）扭块安装
（1）横沙预制厂为公司自有预制厂，现已完成扭块体的预制生产工作，确保扭块体的供应能满足施工需求。
（2）在横沙预制基地西侧建有码头，引桥约200m，码头长约600米。
码头前沿水深条件较好，目前有2个构件出运泊位，可停靠两台30t吊机出运扭块体，可以满足成品构件的出运要求。
（3）横沙预制基地紧邻长江，海运至施工现场约45公里，运输船舶按照7节航速计算，4小时可以到达现场。
（4）选用船况良好的吊机船进行扭块吊安施工，吊机操作手从公司以往工程中选取经验丰富、技术娴熟的配合施工。
四、质量控制措施
4.1质量管理体系
1）项目组织机构
项目经理部负责工程施工组织、施工管理、检查督促施工过程中的进度、质量、安全及协调外关系等各项工作，抛施工过程中，将加强现场施工管理，确保抛施工顺利实施。
项目部领导主要职责分工如下：
（1）项目经理：
工程总指挥和总负责，并分管财务工作、负责项目的日常协调和指挥工作。
（2）项目总工程师：
施工技术总负责，具体主要分管技术、质检等工作。
（3）项目副经理：
协助项目经理工作，具体主要分管进度、材料、安全、调度中心、综合办公室等工作。
项目部各职能部门的主要职责：
（1）工程部：
负责抛和扭块安装施工进度计划编制、施工船舶及人员总体安排及协调，根据实际施工进度进行合理调整。
（2）技术部：
负责技术管理、抛、袋装碎施工技术交底、施工和测量资料整理、报验、归档、工程材料检验试验，负责质量监督检查。
（3）安全设备部：
施工期间安全生产管理、监督工作，负责船舶设备、备件、维修等工作。
负责各船舶、各厂区文明施工和环境保护监督管理工作。
（4）材料部：
负责块、袋装碎材料的采购、验收、发放及控制等管理工作，安排扭块体预制构件的合理调度，保证现场材料及构配件供应。
（5）商务部：
负责材料采购、施工招标、合同签订，劳务分包合同会签、合同签订等。
（6）综合办公室：
负责驻地会务接待、安全保卫、环境卫生，文件处理、劳防用品购置和日常后勤工作。
2）工程质量管理体系见图4-2。
图4-2工程质量管理体系
质量职责分工：
项目经理：
统筹管理工程项目的质量管理制度的贯彻落实工作，负责工程项目的日常工程质量管理工作。
项目总工：
负责监督管理工程质量情况。
专职质量员：
负责现场施工成果的质量验收工作及资料报验工作。
主管工程师：
负责各项施工工序的质量交底工作，落实袋装碎抛投、块抛投和扭块安装施工。
施工工段（区段）班组长：
按照项目部的安全技术交底及现场施工员的相关要求，安排工人进行现场各项工序操作，并服从项目部统一管理，确保施工质量符合要求，人员安全得到保障。
现场施工员：
负责现场抛、袋装碎、扭块安装施工管理工作，主要包括现场施工进度、质量、船舶进场靠泊、材料进场等管理。
4.2材料质量保证措施
1）施工之前，对袋装碎、编制袋供应厂商及块矿场进行现场考察，择优选择供货质量好，数量能保证的厂商提供本工程所需材料。
2）袋装碎、编织袋、块进场后，立即安排项目材料部门取样人员现场进行取样送检，格按照设计及规要求进行批次取样，检测合格后可以投入工程使用。
3）碎装袋过程中，格按照要求进行装袋，保证每袋装2/3体积，充盈率60%，装好后袋口用丙纶线缝合牢固。
4）施工过程中针对进入施工现场的原材料进行抽查，发现杂质含量较大的袋装碎，块规格质地不满足设计要求等均进行退场处理，确保材料质量。
5）扭块的预制的原材料黄沙、碎、水泥等必须要有质保书，且抽样检测报告结果要符合相关设计要求。
6）扭块达到75%强度以后可起吊，达到设计强度后可出运，破损的扭块不得运至现场安装。
4.3施工质量技术措施
1、袋装碎、块抛投
1）抛施工之前，对施工现场按照每10m一个断面进行断面测量并绘制断面线，根据绘制的断面线结合袋装碎、抛的设计轮廓线，绘制袋装碎、抛断面的实际轮廓线，保证实际断面轮廓线能满足设计厚度以及坡比要求。
2）根据抛、袋装碎抛投平面布置图，详细绘制2m×10m网格，然后结合断面图计算每个网格需要抛投的袋装碎及块量。
3）吊机船进场后，安排测量人员对施工船舶GPS进行比对，比对精度满足要求并且报监理审核通过后，可进行施工。
4）袋装碎抛投过程中，采用潜水探摸式加强对袋装碎抛投厚度及抛投围进行检测，检查袋装碎是否全部覆盖设计区域，如存在局部漏抛，现场应及时进行补抛，确保袋装碎厚度及铺设围满足设计要求。
5）抛时应根据网格准确的控制抛的位置，并定期用水坨或水深仪测量水深，分析抛投断面成型情况，防止漏抛和少抛，确保抛施工质量。
6）吊机船每网兜起吊、旋转、脱钩过程中应做到匀速缓慢旋转，网兜碎停止摆动后，缓慢脱钩进行袋装碎抛投，以防止摆幅过大导致抛不能抛到指定抛投区域。
7）抛投结束后，及时进行水下成型质量检查，对漏抛、少抛区域立即安排进行补抛，确保断面成型。
8）袋装碎质量设计及规检验要求为：
袋装碎抛投宽度允偏差：
0~+100mm，抛垫层厚度允偏差：
±60mm，顶部高程允偏差：
±20mm。
9）抛护脚质量设计及规检验要求为：
抛顶面高程允偏差：
-100~+20
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