苏州某区水厂二期扩建工程取水头部施工组织设计.docx

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苏州某区水厂二期扩建工程取水头部施工组织设计

第1章编制说明

1.1编制说明

苏州某区水厂二期扩建工程取水头部及自流引水管施工方案根据业主提供初步设计图纸及相关文件资料编制，只作为工程开工前期手续审批及施工阶段参考用，详细施工方案待开工后根据正式设计施工图纸再编制详细分部分项工程的施工方案。

1.2编制依据

1、苏州某区水厂二期扩建工程初步设计图纸及说明。

2、苏州某区水厂二期扩建工程《水资源论证报告书》；

3、《实用给排水工程施工手册》

4、《给排水建设施工及验收技术规范》

5、现场踏勘及其它有关技术文件。

1.3工程目标

质量目标：

建筑单位工程优良率100％，分部工程优良率不小于96％。

安全目标：

杜绝重大工伤、死亡事故，杜绝重大交通、机损和火灾事故。

达到园区安全目标及有关安全管理要求。

工期目标：

确保按计划在280天内完成本工程主体工程施工任务，并力争提前。

第2章工程概况

2.1工程概况

随着园区经济的高速发展，供水范围的不断扩大，供水需求量日益增大。

为了适应经济发展的需要，苏州某区水厂二期扩建势在必行。

取水头部工程为扩建工程的重要组成部分，采用直流式取水系统，设计取水能力为60万m3/d，设计使用年限为50年。

水源采用苏州市某区浦庄寺前太湖水，两只取进水箱设于距离环太湖公路1.7KM的太湖之中。

具体工程内容如下：

1、进水箱及取水管道采用围堰抽水后干法施工。

围堰长度大约4Km，围堰定宽5M，两侧1:

3坡度回填土方。

2、本工程进水泵房沉井为28.6m×26.4m的长方形钢筋砼沉井，沉井高度13.5m。

采用箱式沉井工艺，按6×800KW机组共用，布置在一期工程取水泵房的北侧，中心距离约55M处。

3、取水口至取水泵房之间的进水自流管道采用二根长1784.3米、直径DN2200的PCCP直埋管，管内底平均标高-5.0m，管顶覆土约2.5m。

与其平行布置一根DN100加氯ABS管。

4、取水管道穿过环太湖公路及其东侧河流，设计采用单根长度160米，两根直径DN2200的钢管顶管穿越，穿越处公路路面标高5.05m，东侧河流河底标高约-1.0m，顶管段管道管顶至公路路面深度约9-11M。

5.太湖中的进水箱布置在一期工程取水泵房的北侧，中心距离约100M处呈“一”字形，平面尺寸为D8000，高约14m，底标高为-5.6m。

2.2主要工程量

序号

项目名称

单位

数量

备注

1

围堰

M

4000

2

抽水

万M3

30

3

道渣便道

M2

12000

4

D2200钢管顶管

M

320

5

D2200PCCP管道

M

3800

6

28.6m×26.4沉井

座

1

7

φ8000×12m进水箱

只

2

2.3现场施工条件

1、本期水厂取水点位于水厂一期取水头部北侧，取水口太湖大堤1.8KM，湖底较平坦，夏季水深在1.9米左右，湖床土质以粉质粘土为主。

2、取水口设计频率97％的年枯水水位为0.14m，1％洪水位3.040m，二期扩建工程取水规模为30万m3/天，年取水量11000万立方米；取水头部按远期60万m3/天一次建成。

3、气象、水文条件：

1．气压

绝对最高

1044Bar

绝对最低

990Bar

年平均

1016Bar

2．气温

最高日平均气温

32.2℃

全年平均气温

15.8℃

极端最低气温

-9.8℃

极端最高气温

38.8℃

3．风向

全年主导风向

东南风

夏季主导风向

东南风

冬季主导风向

西北风

4．风速

平均风速

3.9m/sec

最大风速

9.3m/sec

5．降雨量

年平均降雨量

1130mm

最大降雨量

368.4mm

6.太湖水位

最高水位（百年一遇）

3.04m

最低水位（95％枯水位保证率）

0.14m

2.4工程特点

本取水工程主要包括围堰、取水泵站沉井、过太湖公路顶管、自流引水管和进水箱，主要为钢筋混凝土和钢结构构件制作、运输、安装，且属水、陆作业结合，工程施工具有自重大、吊装困难、作业面分散、管理协调困难、受当地气候、环境影响较大的特点和难点。

1、本工程工程工期紧张，拟定工期9个月；

2、围堰位于太湖中长度较长，施工经过太湖汛期，风浪大、气候多变；

3、顶管经过环太湖公路及其东侧河流，路面顶与河堤高差较大，顶管深度较深，且对环太湖公路的路面沉降控制要求高；

4、新建泵房沉井施工与原一期泵房距离很近，地下土质主要为粉质土，土质工程性能较差，在沉井施工中采取相应的保护措施，确保一期泵房不受施工影响。

第3章施工组织与部署

3.1施工方案选择

根据本工程特点、工程量大小、工程地理位置及所处河段水文地质条件，同时为保证工程施工质量，通过比转分析，我公司拟决定对本工程分别采用以下施工方法。

1、取水头部采用围堰法施工，即取水头部以及取水管道施工前，在其外围打两排间距5m的[20#槽钢，槽钢之间回土方，排干堰内湖水。

太湖风浪较大，迎水面用土袋、竹篱、土工布覆盖，做好防浪冲刷措施。

沿围堰开挖一条顶宽约1m有坡度的排水沟，其上开挖集水坑，以便排水。

管位北侧修筑一条施工便道，宽6m，长度约2Km，保证运输及吊装车辆、设备的安全通行及作业。

采用围堰法施工，由于把水下施工变为干式施工，具有设备简单、质量较佳的特点。

2、泵房工程采取沉井工艺施工，沉井分四次制作，一次下沉的施工方法。

3、自流引水混凝土管采用吊管法施工。

即PCCP管道在加工厂加工成型，用轮胎式起重机装卸，汽车运至自流引水管铺设地点，用吊车起吊安装至开挖好的沟槽中的方法施工。

4、顶管施工采取泥水平衡顶管施工工艺，工作坑、接受坑采用沉井施工方法。

5、进水箱施工拟采用分批次现浇的施工方案进行施工，模板选用组合钢模板。

3.2施工任务划分

本工程主要包括围堰、取水头部和自流引水钢管、顶管以及泵房施工，水上安装作业多、工种齐全、作业相互干扰大、受季节变化影响大，为加快施工进度，保证工程施工质量，拟把本工程专业施工特点划分围堰施工队（含拆除）、沉井施工队、顶管施工队、PCCP管施工队（拟设置2个队）、进水箱构筑物施工队等，以完成各自范围内施工作业。

3.3施工组织机构

第4章临设规划及总平面布置

4.1临设规划

4.1.1预制场地及其平整

由于本工程为一项复合型工程，涉及的工程专业较多，主要为钢筋混凝土管道安装，及预制构件，且单块重量大，为减少构件运输距离，初步确定本工程所需的钢筋混凝土预制构件均在环湖公路边进行现场浇筑预制。

故进场后要对预制场地进行平整，并用压路机进行压实，必要时还需要修建到达预制场地地临时道路，且所有临时设施均在其预场地附近搭设，整个预制预制1500m2，具体视情况而定。

4.1.2办公及生活用房

在预制场地搭建建筑面积约260m2的二层轻钢彩板活动用房作工程施工办公用房用，生活用房可租用附近民房。

4.1.3生产用房及加工厂

由于本工程施工分散作业多，且大多数属水上作业，自流引水钢管甲方委托外单位加工制造，故生产用房只考虑用作现场器材仓库用，所需面积约

80m2，为一层砖混结构。

另在预制场地用Φ48钢管搭建石棉瓦房，用作业工程钢筋和模板加工制作及成品堆放用，所需面积约240m2。

4.1.4施工用电

本工程施工用电由业主提供电源接入预制场施工用电总配电箱，再接至各分配电箱，然后用电缆线牵接至工作面，施工用电实行三相五线制，一机一闸，并加设漏电保护装置和接地。

另配备的200KW、100KW柴油发电机组各一套，以供临时停电急用。

4.1.5施工用水

本工程施工主要工程位置处太湖岸边，水质较好，构件预制施工用水由业主提供水源用软管接至工作面提供外，其它还可直接用50m扬程的清水泵从太湖中抽取，以混凝土施工浇筑和养护用。

4.1.5施工用便道

湖底自流取水PCCP管道及进水箱的施工，需修筑一条沿管位线平行的施工便道，方便机械设备、材料的作业和运输。

4.2施工总平面布置

（见附图一、施工总平面布置图）

第5章施工进度计划

5.1工期目标

自工程进场准备到工程竣工验收330日历天，同时可根据业主进度要求随时进行调整，并确保达到业主条件，决不影响和耽误。

6.2关键性工期控制

项目名称

工期

开工日期

完工日期

备注

围堰施工、维护及拆除

90日历天

04.08.01开工

04.11.01完工

施工便道施工

30日历天

04.11.02开工

04.12.01完工

PCCP管安装

180日历天

04.12.12开工

05.05.11完工

顶管钢管施工

180日历天

04.09.19开工

05.05.30完工

进水箱施工

130日历天

04.12.01开工

05.04.10完工

泵房及设备安装

150日历天

05.09.01开工

05.03.10完工

围堰拆除

20日历天

05.06.03开工

05.07.04完工

5.3施工进度计划

见附图、施工进度计划

第6章主要工程项目施工

6.1围堰施工

6.1.1围堰工程概况

根据本取水口工程所处河段特点、工程量大小、地理位置及条件，取水口工程用围堰施工。

围堰形式为槽钢桩填土石笼（袋）围堰，围堰断面初定为宽5.0米，高约4米，围堰平面尺寸见总平面图，总长约4Km。

围堰槽钢桩入湖床深度为1.5～2m，具体视实际情况定。

顶面标高洪水位高出水面1.0～1.5米。

槽钢桩围堰平面布置及断面图如下所示。

断面图1-1

断面图2-2

6.1.2围堰施工工艺

断面1：

大部分围堰采用双排钢板桩围堰，坝体宽度5米，钢板桩轴线间距0.6米。

钢板桩内侧挂竹篱片、土工布，两排桩间用8mm钢筋对拉。

两侧及中间覆土。

坝顶覆土至吴淞标高5.0米；迎水面覆土至距坝顶1.0米，背水面覆土至距坝顶0.5米，坡度均为1:

3。

迎水面覆土完毕后铺设法布，法布上下两端均用草袋压实固定。

断面2：

新旧沉井间围堰段采用双排钢板桩围堰，坝体宽度5米，钢板桩轴线间距0.6米。

钢板桩内侧挂竹篱片、土工布，两排桩间用8mm钢筋对拉。

坝顶覆土至吴淞标高5.0米；迎水面覆土至距坝顶1.0米，坡度均为1：

3。

迎水面覆土完毕后铺设法布，法布上端用草袋压实固定，上端出水面1.0米后用草袋压实固定。

背水面打第二排钢板桩，距第一排桩5.0米，钢板桩内侧挂竹篱片、土工布，两排桩间用8mm钢筋对拉，覆土至吴淞标高4.0米。

6.1.3主要工作量

经现场勘查，围堰全长约为4000米。

主要材料用及工程量量如下表：

材料名称

单位

数量

［20槽钢

吨

1833.2

8mm钢丝绳

吨

31.2

竹篱片

M2

29767.5

土工布

M2

31255.9

法布

M2

33180

1.5寸钢管

吨

16.5

土方量

万M3

16.15

抽水量

万M3

54

参照取水管平面布置图，围堰中心距DN2200浑水管轴线不小于60米；沉井段距新建沉井圆心约60米。

新旧沉井间部分距新建沉井圆心约54米。

6.1.4工期、设备

1、工期：

90天

（1）、打桩30天

（2）、覆土30天

（3）、抽水30天

2、机械设备安排

（1）、液压挖泥船4条

（2）、打桩船8条

（3）、吊机船8条

（4）、运输船20条

（5）、12寸水泵40台

6.1.4主要施工方法

1、围堰施工安排在枯水季节施工，减少围堰施工难度。

围堰槽钢采用振动沉桩或锤击入土，槽钢采用[20＃，桩距60cm，入土深度宜大于1.5～2.5m，具体试土质情况而定。

2、槽钢入土后，纵横向用40mm钢管连接成整体，并用铅丝或地锚拉索固定，以防围堰桩体发生偏移。

3、钢管桩纵横向连接好后，在内部挂上竹篱片以及土工布，即进行土石笼（袋）筑堰，为防围堰被水冲掉，首先进行宴内筑土，可先用钢筋笼装石块筑堰，筑至一定高度后，围堰可用土石袋围筑到设计高程。

袋土装料时不能装满，装至2/3左右即可捆口。

4、围堰施工时，应派潜水员下水检查围堰施工质量情况，必要时要用潜水员下水码堆。

5、围堰堆筑可按其长度方向由上游至下游方向进行，至下游短边合龙。

围堰合龙后，为防围堰底基块石不密漏水，可对围堰进行灌浆处理。

6、围堰施工并经检查验收合格后进行堰内抽水，抽水时应随时对围堰进行观测，发生变形立即停止并采取加固措施。

7、取水头部施工全部结束后，向取水头部墩腔和堰内平衡充水，以保证取水头部及围堰内外侧受力均匀。

8、围堰拆除用水上抓斗挖掘机进行清除，清除出土堆放于下游测，多余土用船运至工程师指定地点。

9、围堰施工时，应注意：

1）联系航监部门，对围堰所在水域进行管制，作业区周围的水域严禁船只快速通行，以免波浪冲击围堰；

2）围堰内的作业人员要穿上救生衣戴上安全帽；

3）基坑施工时，基坑顶底都要派人巡视围堰顶底，发现有异常现象（如围堰墙体开裂、围堰四周底内有较大的涌水涌砂等情况）要及时采取措施，作业人员应及时撤出基坑；

4）因基坑较深，围堰四周应悬挂人员上下扶梯；

5）围堰四周要求悬挂绳索，绳索的上端要求固定在围堰上端的牢固的木桩上，以便发现危急情况时，作业人员能沿绳索往上攀爬。

6）围堰和基坑支撑的结构必须坚固牢靠，基础施工中，挖土、吊运、浇筑混凝土等作业，严禁碰撞支撑，并且不得在支撑上放置重物，发现围堰或支撑有松动变形等情况，应及时加固，危及到作业人员安全时，作业人员应及时撤出基坑；

7）遇有洪水或水库放水等情况发生，围堰外围水可能冒过围堰顶时，应立即撤出在围堰内作业人员；

8）开挖时，基坑宽度一定在设计范围内，保持围堰墙脚与基坑边之间保持足够的宽度，防止围堰墙体跨塌；

9）有洪水有可能淹没围堰墙顶，应及时向反向围堰内灌满水，防止洪水冲垮围堰墙体；

10）基坑支撑拆除时，应在施工负责人的指导下进行，拆除支撑应与基坑回填相互配合进行，有引起坑壁坍塌危险时必须采取安全措施。

在围堰合龙并抽排干净围堰内水后，即进行便道、PCCP管道安装、取水头部等分项工程的施工。

6.2PCCP管道安装

6.2.1施工工艺流程

6.2.2主要施工机械设备

序号

机器设备名称

型号规格

数量

备注

1

挖掘机

小松J202

2

2

手扶振动压路机

YSZ06C

2

3

电动夯实机

20-62Kg/M

2

4

50t吊车

ZA50T

2

5

16t吊车

1

6

三轮压路机

Y15-18T

1

7

10T运输车

2

8

100kw柴油发电机组

30GF40-1

1

9

75kw柴油发电机

1

10

12kw柴油发电机

2

11

120推土机

2

12

直流电焊机

4X4-300

4

13

空气压缩机

3W-0..9/7-C

2

14

电动爬管切割机

J3VP-70

1

15

电动套丝机

1/2''-4

1

16

风镐

G10

2

17

液压电动试压泵

2

18

电锤

2

19

液压割管机

1

20

封闭式电动打眼机

Ф75-150

1

23

微型电动铰螺纹机

Ф15-50

1

24

弯管机

Z3WF-50

2

25

除锈机

2

26

电动离心水泵

Ф50

6

27

电动离心水泵

Ф75

2

28

周向X光机

1

29

工地对讲机

8

30

洒水车

10T

1

31

手拉葫芦

2t

6

32

手拉葫芦

5t

6

33

手拉葫芦

8t

8

34

全站仪

日产SAKKIA（SET-2100型）

1

35

水准仪

DSZ3

3

36

x-射线探伤机

TX--2005

1

37

万用表

DT8903

3

38

恒温干燥箱

ZYHL--100

1

39

砂轮切割机

2

40

洗片机

XP--103

1

6.2.3管材简介

预应力钢筒混凝土管（PCCP）是目前世界上使用非常广泛的非金属-金属复合管材。

预应力钢筒混凝土管【PrestressedConcreteCylinderPipe（PCCP）】指在带钢筒的混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，使该复合管芯在环向处于受压状态下并喷涂水泥砂浆保护面层而制成的圆管的统称。

　埋置式预应钢管混凝土管【（PCCP-E）embedded-cylinderpipe（ACP）】指采用立式振动成型工艺将钢筒埋入管芯混凝土中，在外侧缠绕环向预应力钢丝，制作水泥砂浆保护层而制成的管子;预应力钢筒混凝土管PCCP这是一种钢筒与混凝土制作的复合管，管心为混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5mm钢筒，在管芯上缠绕环向预应力，采用机械张拉缠绕高强钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。

该管的特点是由于钢套筒的作用，抗渗能力非常好。

管子的接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设橡胶止水圈（单胶圈或双胶圈），因而止水效果好，安装方便。

PCCP由带薄钢筒的混凝土管芯、缠在管芯外的预应力钢丝和钢丝外的水泥砂浆保护层组成。

管子的两端分别焊有钢制承口圈和插口圈。

管子接头为柔性接头，采用滑动胶圈密封。

PCCP分为嵌埋形（ECP）、内衬形（LCP）两种：

嵌埋型管的管芯由薄钢板嵌埋在混凝土中形成，内衬型管的管芯由薄钢板内衬混凝土形成。

其生产标准参照美国水工协会AWWA-C301标准。

管材在工作状态下，由管芯中（外）的薄钢板承担管材的抗渗功能，由缠绕在管芯外的预应力钢丝和管芯的混凝土壁承受管材的内水压和外载荷（动、静载荷），因此PCCP是一种将钢管和普通预应力混凝土管的优点相结合的非金属-金属复合管材。

PCCP可用于城乡供、输水工程（陆上或水下），压力排污管道工程，入海排污放流管道工程，电厂进、出水管道等，也可用于其他管线。

PCCP可靠的设计保证了无故障的长期使用寿命：

1、内衬钢筒使管子更坚固且不漏水

2、带密封胶圈的插口钢圈焊接在钢筒上

3、槽内嵌入密封胶圈保证良好的接头密封

4、钢筒外衬混凝土可有效的防止腐蚀

5、光滑内壁保证最小的摩阻系数

6、外缠预应力钢丝增加管材应力

7、外衬砂浆保护预应力钢丝免于锈蚀和损坏

8、钢体钝化防止腐蚀

9、在现场可方便快捷地对管材开孔

10、生产非标长度的短管满足铺设要求

PCCP标准管的规格尺寸列明在下表。

预应力钢丝的直径和螺距取决于管道工程的内压和外荷载的大小。

根据工程的实际情况，采用AWWAC304标准规定的设计方法，计算出经济合理的最佳预应力钢丝直径和螺距，并按照计算结果进行生产。

标准管两端的承口和插口，也可以根据用户或工程的要求改换成其他的接头形式。

适用范围：

主要适用于城市、工业和灌溉系统的供、配水管。

可用于工厂内管道、海水冷却循环水管、合流污水主管和下水管道。

此外也可用于倒虹吸管、压力隧道用衬管和高复土下的涵管。

管径范围：

DN1200mm-DN4000mm

管材标准：

AWWAC301

管材设计标准：

AWWAC304

工作压力：

0.2MPa-2.5MPa接头形式：

柔性承插口接头，滑动胶圈单胶圈型或双胶圈型。

也可按照用户和工程要求配置其他形式的接头。

原材料：

按ASTM标准。

管径

（mm）

管长

（m）

管芯厚度

（mm）

接头深度

（mm）

接头直径

（mm）

钢筒外径

（mm）

管材外径

（mm）

参考重量

（kg/m）

2000

6

125

117

2120

2098

2300

2550

2200

6

138

121

2332

2310

2525

3038

2400

6

150

127

2542

2520

2750

3557

6.2.4管道安装

6.2.4.1测量放线

混凝土管施工前应根据现场情况，放出管道的管位线，沟槽开挖后，放出管道的高程线，方可保证施工的管位符合设计要求。

6.2.4.1.1测量仪器

（1）平面位置放线采用日产SAKKIA（SET-2100型）全站仪，长度测量用50米或30米钢卷尺进行测量.

（2）水准测量或标高引测采用苏一光DSZ2配测微平板的高精度水准仪作为主控仪器，并辅以1-2台苏一光DSZ3自动安平水准仪。

（3）凡进场的测量仪器都持有国家技术监督局认可的鉴定单位的检定合格证书。

6.2.4.1.2测量人员

（1）进场后项目部将专门设立一个测量小组，由项目技术负责人负责，下设专业人员若干名。

（2）测量人员都已经过专业培训，并持证上岗。

6.2.4.1.3测量标准

本工程所用测量标准为《工程测量规范》（GB50026-93）。

6.2.4.1.4测量方法

1.管位中线测量

严格按设计部门和建设部门给定的座标，借助全站仪施放管线中线，控制好起点、止点、平面折点和纵面折点，主点点位误差在50毫米以内。

2.高程测量

在设计部门给定水准点的同时，沿管线附近每100-150米增设零时水准点，零时水准点精度为图版点等级。

沟槽开挖时，应严格按设计要求控制高程，在沟槽纵向间距每20米增钉高程桩。

3.定线放样

拟敷设管线沟槽的样线定位的步骤是根据设计图纸要求及取得的现场第一手资料先定出拟埋管道的中心线，然后按设计的尺寸定出沟槽开挖的宽度。

6.2.4.2管道运输

由于混凝土管及管件呈脆性，在贮运吊装中应防止碰撞，不得从高空坠落于地面。

运至施工现场的混凝土管，其承口方向应按照施工顺序，堆放于沟边，防止吊装下沟时再调换方向而重复吊装。

运输时为了安全及防止管子相互碰撞而损坏，在运输汽车上安装特制的材料托架，使管材安全的运至现场。

由于本工程现场交通不断，考虑到安全，现场堆放管子时在管底侧均用楔形木枕固定。

6.2.4.3管沟开挖

6.2.4.3.1该工程管沟特征及开挖方法

该工程管沟开挖：

拟采取机械与人工相结合是施工方法开挖沟槽。

挖出的土方尽量堆放在管子的另一侧，不影响下管。

管道铺设完后，留出接口、排气口、检查口等部位即回填。

6.2.4.3.2开挖前的准备

测量放线合格后，可准备进行开挖，开挖前应做好如下准备：

a.工程地质调查、水文地质调查、地下建构筑物的调查。

技术人员应结合业主提供的资料，在现场进行核对，并一一作好标记，在调查的过程中，可挖试验坑，实地了解现场地质和地下水位，确定开槽型式，排水措施、安全措施及设备材料等。

b.施工机械进出道路的准备。

c.开挖断面的确定。

当沟较深，土较差时，可适当放宽，以管沟不塌方，保证施工安全为原则。

6.2.4.4排水措施

6.2.4.4.1地表水的疏排

项目部应加强天气预报工作，及时采取排水措施，管沟