施工围堰拆除最终.docx
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施工围堰拆除最终
青草沙水库及取输水泵闸工程QSK—C3标
施工围堰拆除
专
项
方
案
上海市水利工程集团有限公司
二〇一〇年六月
一、概述
1.1工程简介
青草沙水库及取输水泵闸工程C3标施工围堰长533m，坝体结构采用充泥管袋加堤芯吹填土结构，堰顶高程为6.5m，堤顶道路铺设20cm道渣及30cm的泥结石路面。
外坡设4.5m平台，坡比1:
3。
平台上下采用灌砌块石护坡。
围堰防渗结构为水泥土搅拌桩防渗结构，搅拌桩采用的是Φ850水泥土搅拌桩，连接方式套接，布置在围堰内侧，距离围堰轴线14.0m，桩顶高程3.0m，桩底标高-16.0m。
施工围堰断面示意图：
内侧道路标高3.0m
三轴桩防渗体
-16.0m
施工围堰平面布置图：
土方运出方向
土方出场道路
本工程施工围堰拆除范围包括：
引渠范围内（桩号：
0+100~0+264）-5.0m高程以上全部围堰结构，引渠两侧范围滩地内（桩号：
0+000~0+100、0+264~0+533）2.0~3.5m高程以上围堰结构。
土方工程量总计约10.5万m3。
1.2施工条件
1、土质
围堰外侧为灌砌块石护坡结构，围堰堤芯为吹填砂，吹填砂为粉细砂，粘粒含量5%左右。
2、水文
围堰外侧水库水位约为2.7m，水库内侧为主体结构引渠段，引渠为灌砌块石结构，灌砌石面标高为-4.0m；内外水头差为6.7m。
3、气象
围堰拆除时间在7月中旬至八月下旬，正处汛期，需做好防汛防台工作。
1.3编制依据
序号
标准编号
标准名称
1
DGJ-2000-90
《水利工程施工质量检验评定标准》
2
SL52-1993
《水利水电工程施工测量规范》
3
SL239-1999
《堤防工程施工质量评定与验收规程》
4
SL260-1998
《堤防工程施工规范》
5
GB50194-1993
《建设工程施工现场供用电安全规范》
6
施工图纸及其他相关规范
二、施工部署
2.1进度计划
进水池清理及闸门防水挡水措施7d
围堰（引渠两侧）4.5m高程以上土方开挖外运7d
围堰引渠段三轴搅拌桩防渗体拆除外运3d
平衡围堰内外水头5d
围堰引渠段4.5m~0.5m高程5d
引渠段土方疏浚30d
引渠水下铺排10d
引渠水下抛石50d
2.2工序安排
围堰拆除需综合考虑对工程安全、施工进度等各方面的影响。
目前已完成了主体结构水下部分阶段验收工作。
在拆除围堰前还将对进水池水下部分进行全面检查清理，确保通水后进水池内无杂物。
此外，拆除围堰后要确保闸门具备良好的闭水性能，且做好预防措施，即闸门渗水能及时排除，使水不流入进水井及盾构管道内。
4.5m以上土方开挖完成后进行围堰内侧三轴防渗墙的挖除工作，为保证围堰安全，在进行4.5m以下土方开挖前先对围堰内侧灌水至2.0m高程，降低围堰内外水头差，平衡两侧水压力。
0.5m以下土方采用吸泥船疏浚。
综上所述，围堰拆除工作按照以下步骤进行：
进水池清理闸门安全措施4.5m以上部分土方开挖外运引渠段围堰内三轴桩挖除平衡围堰内外水头围堰引渠0.5m~4.5m高程、引渠两侧1.5m~4.5m高程土方开挖引渠段0.5m~-5.0m高程土方疏浚引渠段水下抛石。
拆除顺序见下图：
围堰拆除从自西向东从0+000桩号开始进行。
开挖第一层土时，土方车从6.5m平台通行，自引桥1下穿过，上老海塘道路出土；开挖第二层土时，土方车从围堰内侧3.0m平台道路通行。
为保证安全，同一断面内先挖除围堰内侧（南侧）土方，再挖出围堰外侧（北侧）抛石及护坡结构。
三、施工工艺及方法
3.1主体结构清理
围堰拆除前，主体结构水下部分已通过水下阶段验收工作。
在正式拆除围堰前对主体结构水下部分进行全面清理，并拆除进水池内临时施工通道，保证水下结构内清洁、干净。
3.2闸门堵漏措施
三轴防渗墙挖除后，将对围堰内侧进行灌水。
灌水时，在每扇闸门后安排专人观察闸门闭水情况，当出现较大渗漏点时，立即停止灌水，用棉絮进行封堵，确保渗漏量较小时再继续灌水。
3.3闸门后排水措施
为避免闸门漏水流入进水井内，在闸室后侧距离溢流堰顶端北侧1.2m距离处修建一座高为1.5m的挡水墙，墙体采用MU15混凝土实心砖砌筑，砂浆采用Mb10等级，墙体厚50cm，迎水侧砂浆抹面20mm厚。
挡水墙设置情况见下图:
水泵
1200
根据《水电水利钢闸门制造安装及验收规范》，钢闸门在承受设计水头压力时，通过任意1m长止水范围内漏水量每秒钟不超过0.1L。
本工程每扇闸门止水带长度为（6.28+5.87）×2=24.3m,则每秒渗水量为2.43L，每小时渗水量为8.75m3。
单个蓄水池容积为10.56×6.4×1.5=101.4m3。
为确保挡水墙的安全，水池蓄水深度不应超过0.8m，当蓄水深度为0.8m时，可蓄水量为54m3，考虑水泵抽水时需埋深0.3m，则实际每小时需抽水量为33.8m3。
综上，每扇闸门后需配置两台22KW、6吋泥浆泵（流量为108m3/h）、两台250KW柴油发电机。
泥浆泵和发电机均一台工作、一台备用；工作泥浆泵与工地供电线路连接使用，备用泥浆泵与备用发电机连接。
水泵及抽水管线的布置情况见上图。
另为方便水泵的维修及更换，在涵闸交通桥上安装两台起重卷扬机，每台起重重量为2t。
每座蓄水池墩墙上安装一个水尺，并在上方安装摄像头，监控水位变化情况，在涵闸交通桥上放置一个集装箱做值班房，录像监控系统及电器控制系统放置在集装箱内，当挡水墙内蓄水达到80cm时即开始抽水，每天安排4人轮流值班，确保积水不漫过挡水墙。
另在每个水尺上方安装一盏照明电灯，便于夜间观测水位。
同时在每个蓄水池中安装一套自动报警装置，若水位超过警戒水位则自动报警。
为便于水泵检修和查看挡水墙的情况，利用进水井上下通道搭设临时便道至挡水墙，从进水井底搭设双排脚手架至-4.0m高程，在溢流堰和中隔墙上每隔2m梅花状植入Ф25钢筋做连墙件与脚手架钢管牢固连接。
在-4.0m高程处用竹笆铺设1m宽的便道，两侧设1.2m高栏杆，并用密目网做围挡。
脚手架横距×纵距×步距=1m×1m×1m，具体设置见下图。
为避免进水井内积水影响流道施工，在每个进水井中各放一台15KW水泵，当井内有积水时，及时排到井外，保证水不进入盾构内。
3.44.5m高程以上土方开挖
本层土方开挖量约为1.5万方，采用两台挖机（EX300）同时进行，开挖方向自西向东，挖机、土方车都在6.5m平台上作业。
施工时，先挖围堰内侧土体，待内侧土体挖除完毕后再将外侧护坡结构石块挖出转运至东侧滩地。
3.5引渠段三轴桩开挖
围堰北侧3.0m平台下有一排三轴搅拌桩防渗体，桩体高程为+3m～-16m，本次需挖除三轴桩水泥土约1500m3。
由于三轴搅拌桩桩体强度较高，用吸泥船无法将其清除，需要用挖机开挖将桩体挖除。
开挖方向自西向东，挖机、土方车停在3.0m平台上即可作业。
在引渠两侧只需挖至2.0m高程，用普通挖机即可完成。
在引渠段，由于要挖至-5.0m高程，开挖较深，为此，首先用EX300挖机将三轴桩位置的土方从3.0m高程降至1.0m，再用EX300挖机将桩体和桩体侧面土方挖除，堆放于3.0m平台，用EX225挖机接力将挖除的桩体装入自卸汽车，运到指定地点，桩体两侧开挖出的土方随后即回填于已开挖桩体的沟槽内，以保持围堰在开挖过程中的安全稳定。
在开挖过程中，可能会发生基槽边坡土体坍塌的情况，根据现场实际情况分析计算，对三轴搅拌桩基槽边坡稳定性分析如下：
1、参考我标段地堪资料土质分析和围堰吹填砂试验报告可知，围堰土体为粉质砂土，其内摩擦角Ф=40°，安全系数Fs取1.1，计算公式如下：
tanα=tanФ/Fs=0.8391/1.1=0.763
则边坡水平理论坍塌长度L=h/tanα=8/0.763=10.5m。
2、围堰4.5m以上土方挖除后，平台宽度约为30m。
由于围堰堤芯为吹填沙，含有大量的土工编织袋，可以起到一定维持土体稳定的作用；外侧的灌砌块石护坡还可以起到一定防渗作用，而且基槽是一边开挖一边回填，因此，上述计算是偏于保守的情况，实际施工过程中，土体边坡的坍塌对围堰整体的安全稳定性影响不大。
另外，在开挖桩体过程中，开挖沟槽内若有大量水渗出，在沟槽南侧开口将水引入已完成的引渠内，备用2台22KW水泵将水抽排至围堰外侧。
3.6围堰内侧灌水
为保证施工过程中的安全，在拆除围堰前先往围堰内侧灌水，平衡围堰两侧水头差。
计算可知围堰内需灌水量为78796m3，围堰内侧灌水有三种方式可供选择，分别是：
虹吸法、泵抽法、直接排放法。
3.6.1虹吸法
1、虹吸管布置
虹吸管选择直径为350mm钢管，为减少局部水头损失，在4.5m平台及3.0m平台处用沙袋堆砌管道支座，在这两个平台处管道不发生弯角，直管到6.0m平台。
管道布置见下图：
2、水力计算
虹吸管最大允许真空值
Hv
10m
上游水面高程
Z1
2.7m
下游水面高程
Z2
-4m
上下游水头差
Z
6.7m
管道长度
L1
20m
管道长度
L2
12m
管道长度
L3
30m
管道总长度
L
62m
弯管角度
α1
162°
弯管角度
α2
162°
管道材料
钢管
粗糙系数
n
0.011
管道直径
D
350mm
断面面积
A
0．09616
3、水头损失
（1）沿程水头损失
水力半径R=D/4=0.0875m
谢才系数C=R1/6/n=60.57
沿程阻力系数λ=8g/C2=0.021
（2）局部水头损失
类型
进口
出口
弯管α1
弯管α2
滤水网
参数
直接进口
流入明渠
162°
162°
有底阀
ξ值
0.5
1
0.6
0.6
2.5
Σξj=5.2
4、输水能力计算
μc＝1/（λL/D+∑ζj）=1/（0.021×62/0.35+5.2）=0.23
输水能力Q＝μcA（2gZ）^0.5=0.25m3/s
此时单管流速V=2.63m/s
5、虹吸施工工艺
1）管道安装
虹吸管道共由三段组成，弯头处采用焊接连接。
管道安装前先浇筑管道支座，以确保虹吸管作业时不发生移动、漏气等故障。
支座分布在每段管道的两端，支座为矩形，长×宽×高=800mm×600mm×500mm。
虹吸管进水口没入水面以下50cm，管口设滤水网，防止杂物进入，网格尺寸为10mm×10mm。
在围堰内侧3.0m平台处管道上设置一蝶阀，以便启动虹吸及控制水流。
2）虹吸启动
管道安装完成后，检查管道连接处焊缝是否饱满、严密，完成后可进行虹吸启动。
虹吸启动前，关闭蝶阀，保证不漏气。
管道完全密封后，开始用真空泵抽真空，待大气压力使整个管道内都注满水后，打开蝶阀，虹吸作业开始。
3.5.2泵抽法
1、水泵选型
提升水头：
Z=6m-2.7m=3.3m
管道长度：
L=62.29m
选用8台22KW泥浆泵，其性能参数如下：
流量：
Q=120m3/h
扬程：
H=21m
功率：
P=22kw
2、灌水时间
灌水时间t=78796÷960=82h
3、抽水施工
离心泵采用浮筒固定于围堰外侧，抽水管采用Ф500的PVC管。
3.6.3直接排放法
围堰3.5m高程以上土体挖除外运后，在围堰3.5m高程平台上从背水侧往迎水侧开挖一个底宽60cm沟槽，沟槽中心线高程为2.0m。
开挖完成后在沟槽面覆盖一层复合土工膜，再在土工膜上铺设Ф500PVC管，管道中间设一阀门以控制流量。
断面详见下图：
在沟槽开挖之前应先对进水口处进行处理。
管道通至进水口处之前，先在进水口外侧用沙袋堆砌一个小围堰，并将围堰内水抽干。
在小围堰内先施工进水口管道,用混凝土将进水口管道四周浇筑密实，待管道铺至进水口处与之连接完好后，拆除小围堰，开始放水。
综合比较各种灌水方式对围堰安全的影响，以及灌水过程中的可控性、施工的可操作性和围堰拆除专题会议的要求，决定采用泵抽法对围堰内侧进行灌水。
3.70.5~4.5m土方开挖
本层土方采用挖机开挖，开挖方法与4.5m高程以上土方一样，土方车从外侧4.5m平台和内侧3.0m平台通行。
3.80.5m以下土方疏浚
0.5m以下土方开挖，采用吸泥船进行疏浚。
弃泥排放至老海塘外侧。
吸泥疏浚时严格控制开挖深度，及时跟踪测量，避免过吸、少吸，保证整个引渠断面达到设计及规范要求。
3.9引渠铺排及抛石
围堰拆除完毕后，及时进行引渠的铺排和水下抛石作业，引渠铺排和水下抛石在引渠施工方案中已有详细介绍，在此不做赘述。
四、机械人员投入
围堰拆除工作拟投入设备见下表：
设备
型号
数量
泥浆泵
22KW6吋
18
泥浆泵
15KW4吋
2
柴油发电机
250KW
2
挖机
EX300
3
挖机
EX225
1
自卸车
10t
8
挖泥船
泵吸式
1台套
卷扬机
2t
2台套
录像监控设备
2套
水位监控报警装置
2套
人员投入：
挖机操作工5人、电工2人、自卸车司机10人、船员10人、普工10人、管理人员5人，共计42人。
五、质量管理
5.1质量管理体系
项目经理
项目总工
施工部
安全员
质量员
作业班组
5.2施工准备工作质量控制
1.建立健全施工现场组织机构，明确每个人的工作岗位和工作范围。
2.准备充分的施工机械和设备，提前检查确保完好率；
3.在向围堰充水时，密切关注闸门闭水情况；
4.做好对施工人员技术方案交底和对班组人员的交底；
5.3质量控制措施
1.项目施工技术人员在工程施工前，组织有关施工技术人员认真熟悉施工方案，首先在内部进行方案会审，会审后及时把方案向建设单位、监理单位进行申报。
2.严格按照施工程序组织施工，并对具体的施工作业方案指导施工。
3.施工中配备专职人员进行质量控制，配备测量人员测量定位，放线定标高，确保施工质量达到设计及规范要求。
4、进水池灌水后，闸门处于常闭状态。
为避免意外情况发生，对闸门启闭机控制室设门上锁，钥匙由专人保管，确保闲杂人等不得接近。
5、在运土过程中，在出土道路引桥1桥墩两侧设置醒目标志，避免意外发生。
六、安全应急预案
围堰拆除过程正处于汛期中且涉及水上作业，另外若发生闸门严重漏水将危及盾构管线施工，为此特制定安全应急预案。
6.1应急状况分析
围堰拆除后，要确保进水井内不能进水，综合分析可知，造成进水井积水的突发情况主要有以下四个方面：
1、工地现场供电中断，导致涵闸后集水池内水泵无法抽水。
2、集水池内水泵出现故障，无法抽水。
3、挡水墙漏水或倒塌。
4、灌水过程中闸门橡胶止水出现问题渗漏严重，无法封堵。
5、遭遇汛期暴雨或台风。
6.2突发应急状况处理措施
1、在涵闸交通桥上配备两台250KW柴油发电机，备足柴油，若发生工地用电中断立即启动发电机，保证水泵抽水不发生中断。
2、每个集水池中配备两台水泵，一台工作，另外一台备用，备用水泵与电源连接好；若工作水泵发生故障，立即启动备用水泵抽水。
3、在每堵挡水墙后堆积5m3粘土包，若发生挡水墙漏水或倒塌，立即用粘土包在挡水墙后堆砌临时围堰，并重新修筑挡水墙。
4、若灌水过程中闸门渗漏严重，以致无法封堵，立即停止灌水，同时调用水泵将围堰内侧水外排至水库中，再对闸门进行处理。
5、汛期暴雨或台风发生时紧急启动防汛防台预案。
6.3安全管理总要求
1、围堰拆除管理组织结构成员确实提高认识，坚决克服麻痹侥幸心理，树立“宁可信其有，不可信其无”的思想，时刻准备着，严阵以待；
2、明确各人员职责义务，落实各项安全措施，加强值班强度（汛期各带班领导、应急分队负责人、值班人员通讯必须保证24小时畅通），项目部建立互相监督机制；
3、认真做好灾害来临之前的各项准备工作和各项安全检察，对检查中发现的问题、安全隐患及时登记，提出合理化的解决意见，限期整改完毕；
4、人员保持在岗在位，严肃记录，服从指挥。
6.4应急状态领导组织结构
6.4.1组织成员
组长：
朱含龙
副组长：
杨一德
成员：
洪东亮孙焱州冉祥池薛辉丁应松马光瑞
6.4.2具体责任区划分
1、气象预报的接收及台风生成至影响施工的跟踪、记录工作，由洪东亮负责，及时发到各领导和施工现场负责人。
2、施工现场的各施工队伍、设备、构筑物的防台工作的检查落实，由马光瑞负责，并将每日检查记录存档备查。
遇有施工设备及工程构筑物不满足要求的安全隐患，及时报告分管领导。
3、施工现场漏电保护、防雨遮盖、施工用电安排，由丁应松负责。
4、突发状况下，施工所需物资的调入及物资运送安排，由薛辉负责。
5、接到突发状况预（警）报后，确定暂时停止施工进行抢险准备的时机，水上船舶、水上作业人员避台撤离时机的确定由杨一德提出，并报领导小组共同研究决定。
6、各作业班组人员在突发状况发生时，由冉祥池负责通知至指定位置躲避。
7、有关责任人电话：
序号
职务
姓名
电话
备注
1
组长
朱含龙
139********
项目常务副经理
2
副组长
杨一德
135********
项目副经理
3
成员
洪东亮
158********
4
成员
孙焱州
136********
5
成员
冉祥池
138********
6
成员
薛辉
159********
7
成员
丁应松
135********
8
成员
马光瑞
138********
8、相关涉外职能部门
：
021-********
：
021-********
（3）长兴边防：
赖勇强（边防派出所所长）130********
（4）医院急救：
120
：
021-********
6.5防讯防台准备工作及执行程序
1、建立一支灵活机动的抢险分队，配备充足的机械设备和施工人员，遇到险情项目部所属各施工单位的设备、人员必须无条件服从防汛指挥部的统一安排。
进入汛期，加强现场巡逻，注意收听天气预报，与当地气象部门取得联系，及时掌握气象动态，防汛领导小组每天24小时有人值班，当接到风暴的警报以后，派出专职人员24小时进行现场值班巡逻，发现险情及时报告，及时抢救。
现场配备对讲机与项目部及时联系，以便采取行之有效的抢险措施。
具体准备工作做到：
（1）对陆上办公区及生活区内排水沟、管系进行彻底疏通、检查，防止暴雨引起陆域大面积积水。
（2）电工对生活区及办公区供配电系统进行全面检查，保证线路、配电箱、漏电过荷保护装置正常工作、防雨遮盖有效。
（3）项目部所属各车辆、施工机械等组织进行安全检查，保证台风期间各设备的灯光信号系统、操作系统、制动系统、安全保护系统等的工作状态良好。
（4）项目部负责组织对讲机的全面检修，确保随时保持通信联络。
（5）对船舶避风的地点进行实地考察，摸清避风点的船舶流量情况，摸清水底电缆、管线的布置，画出抛锚水域布置图，确定船舶拖航顺序，试验锚抓力。
（6）召开《防台防汛安全预控方案》的交底会议，进行全员防台防汛安全动员，明确各部位、各人的安全责任。
2、汛期物资的配备
汛期施工防汛资源计划表
名称
单位
数量
备注
袋装碎石
m3
300
现场堆放
雨衣
件
50
救生衣
件
50
手电筒
把
30
探照灯
套
10
救生绳
米
200
救生圈
个
30
编织袋
个
2000
铁锨
个
30
高音喇叭
个
4
施工人员
人
30
七、围堰内侧三种调水方式经济分析
施工围堰内侧调水可以选择虹吸法、泵抽法和直接排放法三种方式，现就三种调水方式费用做如下分析：
一、虹吸法（费用仅限围堰调水）
虹吸法施工费用：
真空泵两台（660m3/h）：
22260元
虹吸台班费：
5195.40元
低压法兰阀门一个：
2711.57元
混凝土管座：
8356.60元
虹吸钢管：
52776.09元
税金、管理费：
15000元
总计:
106299.66元
二、泵抽法
350S26型离心泵：
38000元
抽水台班费：
1312.60元
抽水管道及电费：
92191元
税金、服务费：
5000元
总计：
136503.6元
三、直接排放法
进水口砼浇筑：
2089.15元
低压法兰阀门一个：
2711.57元
人工开槽：
2351.54元
土工膜：
709.63元
排水管：
25373.84元
税金、服务费：
5000元
总计：
38235.73元
附：
详细预算书。
从经济角度看：
直接排放法最为合算，虹吸法次之，泵抽法最不划算；从施工角度考虑：
泵抽法最为方便，直接排放次之，虹吸法最为复杂；从安全性考虑：
泵抽法最为安全，虹吸法次之，直接排放有一定隐患；从可行性考虑：
泵抽法简单可行，直接排放法也可行、且能确保成功，虹吸法水头提升达6.2m（提升高度是指通过涵闸交通桥调水入进水井），成功难度非常大。
对比分析如下：
比较内容
灌水方式
虹吸法
泵抽法
直接排放法
经济性
预算为106299元，较为经济
预算为136503元，不经济
预算为38235元，经济
安全性
安全
安全
可能出现水绕流至排水管外的情况、需对进水口进行处理
施工难度
若要求将水头提至8.7m高程则实际水头需提高6.5m，另外还需考虑水头损失，难度大，无成功经验。
方便
需处理进水口，开槽，较方便
综合考虑以上因素，我项目部推荐优先考虑安全因素，采用泵抽法来对围堰内侧进行灌水。
预算书
编号
名称
单位
单价
工程量
合价
虹吸法
真空泵
台
11,130.00
2
22,260.00
虹吸台班费
台班
173.18
30
5,195.40
1
6-39
低压碳钢管电弧焊公称直径350mm以内
10米
5,864.01
90米
52,776.09
2
6-1520
低压法兰阀门公称直径350mm以内
个
2,711.57
1
2,711.57
3
4-2-28
承台商品混凝土泵送商品混凝土C25最大粒径40
m3
417.83
20
8,356.60
税金管理费
15,000.00
分部造价
元
106,299.66
泵抽法
350S26型离心泵
台
38,000.00
1
38,000.00
抽水台班费
台班
65.63
20
1,312.60
4
2-6-1
排除积水
m3
1.17
78,796
92,191.00
税金服务费
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