阳谷南水北关调配套工程施工.doc
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1、10 施工组织设计10.1施工条件分析10.1.1工程概况阳谷配套工程包括提水加压泵站、入库输水管道、入库涵闸、陈集水库围坝、出库涵闸、出库泵站、出库供水管道及管道工程附属建筑物等部分。陈集水库围坝轴线位于阳谷县南外环路(省道S333)以南约100m,明堤东干渠(陈集村)以西约50m,朱施董村以北约270m,曹集村以东约100m,坝轴线总长4312m,平均坝高8.15m,总库容1037万m3。各单项工程规模、设计标准及设计指标等详见本报告其他章节及设计附图。主要工程量见表10.1-1。表10.1-1 主体工程主要工程量汇总表序号工程项目单项工程土方开挖土方回填干砌石浆砌石砼或钢筋砼水泥土搅拌桩
2、(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)1提水泵站提水泵站1121559638311955092围坝及穿坝建筑物围坝工程4242593281344456422139927883入库涵闸3059289443709614出库涵闸、泵站791963701111153255输水管道输水管道8550007134009006附属建筑物384813443821497供水管道供水管道1802501637553608附属建筑物22941205301349合计536145837607945642214129856589510.1.2地形、地貌与工程地质场区位于黄河冲积平原区西北部,地貌上属鲁西北堆积平原区
3、()冲积平原亚区(2)。地域广阔,地形平坦,地面高程一般为38.5039.10m。1. 坝基及穿坝建筑物坝基及坝基附近开挖范围内土层主要分为:耕植土:褐黄色,湿,壤土为主,可塑,含植物根茎。该层厚0.500.70m,底板高程38.0038.40m。层裂隙粘土:浅红棕色,可塑,粘性较强,裂隙发育,充填有粉土,干强度高。该层分布稳定,其顶部分布壤土透镜体。该层厚1.104.10m,底板高程34.0036.40m。层砂壤土:黄褐色,松散,饱和,质纯,粘粒含量低,具摇震反应,干强度低,部分已过渡至粉砂。该层在北坝线部分缺失,层厚2.204.00m,底板高程32.1033.60。层粘土:灰色,软可塑,粘
4、性强,有机质含量高。该层厚度变化较大,分布于整个坝基。层厚0.402.70m,底板高程30.9033.40m。-1层壤土:褐色,可塑,粉粒含量偏高。该层主要分布在东坝线,存在于层砂壤土的上部,层厚0.903.10m,底板高程28.6030.30m。入库涵闸、出库涵闸和出库泵站等穿坝建筑物地层岩性与坝基土基本一致。2.提水泵站提水泵站开挖范围内土层主要分为:-层壤土:褐黄色,干,可塑,土质较杂,为人工填土。该层厚2.202.50m,底板高程36.2036.40m。-层砂壤土:黄褐色,干稍湿,松散,粉粒含量较高,夹杂壤土团块,底部夹有棕红色裂隙粘土薄层。该层厚2.202.50m,底板高程34.00
5、36.40m。-层砂壤土:灰褐色,饱和,松散,质纯,粘粒含量低,具摇震反应,部分已过渡至粉砂,该层厚度大而稳定,中部夹-1淤泥质粘土。该层层厚7.408.70m,底板高程27.3028.90m。3.管线管线开挖范围内土层主要分为:层壤土、层砂壤土、层粘土、砂壤土,岩性特征与提水泵站相差不大。按一般工程土类分级标准,本工程挖填土方平均按类土计。10.1.3水文气象阳谷县属暖温带半干旱大陆性气候区,年平均气温13.3,一月份气温最低,月平均为2.3;七月份最高,月平均气温为26.75。无霜期平均在193201天之间,最长为259天,最短为178天;霜冻期为165天左右。年最大冻土深39cm,年平均
6、风速3.2m/s,冬季多偏北风,其它季节多偏南风。阳谷县多年平均降雨量554.6mm,最大年降雨量944.5mm(1964年),最小年降雨量296.6mm(2002年)。年际丰枯悬殊,且年内分配不均,多年平均69月份降雨量435.4mm,占全年降雨量的73.8;35月份灌溉降雨量81.4mm,占全年降雨量的13.8。考虑到降雨、低温、大风等对工程施工的影响,确定工程年有效施工天数约270天。10.1.4水文地质区域内地下水类型主要为松散层类孔隙水。浅层含水层为全新统及上更新统冲积湖积地层,岩性为粉砂、细砂及中砂,砂层厚1050m,具有强富水性。深层含水层上第三系上部至中更新统,上部岩性以粉细砂
7、、细砂为主,下部多为中细砂、中砂及中粗砂,层厚一般大于40m,具有强富水性。浅层地下水补给来源以大气降水为主,同时还有黄河侧渗,灌溉渗入,地表水及外区径流补给,地面蒸发和人工开采为其主要排泄方式。深层地下水补给源来自聊城北部省外及鲁中南山区三方面,地下水以0.050.27极小的水力坡度自西南向东北缓慢运动,人工开采为其主要排泄方式。坝址区地下水埋深1.00m左右,地下水位高程37.0037.60m,地下水年变幅2.04.0m。陈集水库库区地下水的水化学类型主要为Cl SO42-CaNa型,地下水对混凝土据硫酸盐型强腐蚀,对混凝土结构中钢筋具弱至中等腐蚀性,对钢结构具中等腐蚀性。10.1.5施工
8、交通工程场区位于阳谷县城以南,场区周围铁路、公路交通发达。陈集水库位于阳谷县南外环路(省道S333)以南约100m,东距省道S254约5km,北距省道S324约3km,南距省道S101约14km,京九铁路在阳谷市区穿过。输水和供水管道沿线有多条县乡级公路和村村通路与之交叉相接。施工机械、料物和管材均可通过以上道路顺利直达施工现场。10.1.6主要材料供应经调查,工程所需水泥在聊城东昌水泥厂购买,运距50km,所需钢筋、型钢等钢材、板枋木、原木、柴油、汽油等均在阳谷市区内购买,平均运距10km。砂子在东平县采购,运距110km,碎石、块石等石料在梁山县采购,运距60km。库区地下水对普通混凝土具
9、结晶类硫酸盐型强腐蚀,建筑物底板、桩基等与地下水接触部位的砼均采用抗硫酸盐侵蚀水泥拌制,经调查,山东省淄川特种水泥厂生产抗硫酸盐侵蚀水泥,用其拌制的砼能够满足抗硫酸盐侵蚀要求,至工地运距约270km,地面以上的砼结构仍可采用普通硅酸盐水泥拌制。10.1.7施工供电工程主要用电负荷为场区照明、施工排水、机械修配、砼与砂浆拌制、钢木加工、砼垂直运输与浇筑、设备安装、生活区用电、水泥土搅拌桩等。施工用电采用电网电与自发电相结合的方式。电网电结合永久供电线路和库区内原有供电线路的迁移解决。施工前首先架设永久供电线路,并在出库泵站附近设临时变压器,再通过低压线路给各用电点供电;距电源较远的工程,可利用库
10、区内原有供电线路的迁移解决,库区内现有多条高低压供电线路,由于水库的建设,这些跨越库区的线路必须迁移,改为沿围坝绕行,施工用电可就近在这些线路上T接。输水管道和供水管道的施工用电量较少,施工用电尽量在附近高压线接电,距高压线较远的可采用柴油发电机供电。为保证砼浇筑、施工排水等工程的不间断用电要求,还需配备柴油发电机作为备用电源。10.1.8施工供水陈集水库库区及管道沿线地下水资源丰富,埋藏较浅,根据水利水电施工组织设计规范(SL 303-2004)规定,拌合和养护钢筋砼和素砼用水的PH值应大于4, Cl-含量应小于1200mg/l,SO42-含量应小于2700mg/l,地下水水质均能满足要求。
11、因此,施工用水可打机井开采地下水或利用施工排出的渗水解决。场区地下水全硬度552.8596.2mg/L,大于规范规定的全硬度450mg/L的标准,不适合饮用,生活用水可自附近乡村取水,用运水车运至生活区。10.2天然建材10.2.1土料场根据设计要求,围坝土料取自围坝上游坝脚30m外的库区,库内料场地形平坦,地面高程38.638.8m,取土面积116.19万m2。1、料场土层特征库区土料场主要分布为砂壤土和裂隙粘土。层砂壤土:褐黄色,松散,干湿状态,孔隙发育,该层摇干强度低,韧性低,土层中部夹-1裂隙粘土薄层。该层粘粒含量不均匀,粘粒(d0.005mm)含量1.78.6%,局部相变为粉土。控制
12、层厚5.006.40m。-1层裂隙粘土:浅棕色、棕褐色,可塑状态,网状裂隙发育。该层干强度较高,韧性高,呈夹层分布于层砂壤土中部和底部,控制层厚0.602.00m。2、料场储量为扩大水库库容,需对库内料场进行深挖处理,扣除表层0.5m厚的腐植土后,料场挖深2.0m,库底高程为36.2m,共开挖土方214.8万m3,开挖出的土方能够满足设计用土需要,若土料不足,还可继续深挖。3.料场取土围坝坝型为:中部为裂隙粘土坝体,外包砂壤土坝体。料场清表土厚度0.5m,清表后料场平均高程38.2m;料场平均取土深度2.0m,料场取土后库底高程为36.2m,而砂壤土位于高程36.2m以下;水平铺塑前需开挖上层
13、土约1.0m厚,铺塑高程为35.2m。清表后料场上层2m厚度内均为裂隙粘土,下层为砂壤土,为节省土方挖填工作量,经比较确定,砂壤土取土区域的土方开挖可与水平铺塑施工相结合。砂壤土开采区开挖时,可一次开挖至水平铺塑高程35.2m,然后进行水平铺塑,筑坝共需开采砂壤土64.68万m3,平均挖深1.0m,则砂壤土开采区面积为64.68m2,铺塑完成后,再用2.75m3铲运机在本区域外的料场取土,并覆盖在复合膜上,铲运机平均运距400m。在料场的其他区域水平铺塑前,需先取土至高程36.2m,平整库底后,采用“倒土”方式,进行水平铺塑的土方挖填工作。10.2.2混凝土块石料、粗骨料块石料在梁山县的石料场
14、购买,料场主要岩性为奥陶系灰岩,岩性单一,分布稳定,厚层巨厚层状,风化轻微,质地坚硬,单轴饱和抗压强度一般大于60MPa,开采条件良好,储量丰富。作为块石料储量与质量均能满足规程要求。工程所需粗骨料需用灰岩轧制,灰岩满足规程粗骨料技术要求。料场分布范围广,料源充足,开采条件良好,储量丰富。石料场至工地运距约为60km。10.2.3混凝土细骨料砂料东平县的砂料场采购,运距约为110km,交通方便。料场主要为河道水下开采,平均开采厚度2.0m,砂料成分主要为长石、石英,其质量基本满足水利水电工程天然建筑材料勘察规程混凝土细骨料质量要求。10.3 施工导流输水管道沿线所穿河道或渠道有赵王河、五四渠、
15、张公路沟和南运西沟;供水管道沿线穿张公路沟,其中五四渠、张公路沟和南运西沟为排涝或灌溉的渠道,其中穿渠管道可安排在渠中无水时施工。赵王河常年有水,为保证管道铺设在干地条件下进行,需采取必要的导流措施。10.3.1导流标准确定根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)的规定,本工程规模为中型,工程等别为等,主要建筑物级别为3级。结合水利水电施工组织设计规范(SL303-2004)的规定,临时导流建筑物级别为5级,相应施工导流洪水标准为105年重现期洪水,由于河流水文实测资料系列较长,且围堰为常用的土石围堰,因此,围堰的挡水标准采用水库5年一遇重现期洪水。10.3.2导流时段和流量
16、根据气象水文资料,降水主要集中在汛期6月9月,为确保穿河管线安全施工,倒虹工程施工期安排于非汛期施工,考虑到管道铺设工序简单、工时较短,穿河倒虹的施工时段确定为11月至次年3月。经水文计算,赵王河非汛期5年一遇流量分别为12.5m3/s。10.3.3导流方式赵王河河道主河槽宽约40m,河槽较狭窄,不宜采用河道内修筑纵、横向围堰,分期导流的方式。考虑到河道滩地开阔,宜采用明渠导流方式,即在附近滩地上开挖导流明渠,在穿河管线上下游分别修筑围堰,一次拦断河床,通过明渠将河道上游来水导入下游。10.3.4导流设计1.导流明渠按导流明渠水力计算公式计算后,明渠断面尺寸及工程量见下表10.3-1。导流明渠
17、采用1m3挖掘机配8t自卸车挖运,开挖土方用于填筑围堰,运距500m。表10.3-1 导流明渠工程量表明渠位置渠深(m)底宽(m)边坡比降糙率渠长(m)开挖量(m3)赵王河2.6821:21/20000.0279020062.围堰设计明渠内水深即为围堰上游水深,围堰堰顶高程按堰前正常挡水位加0.5m安全超高和0.4m波浪爬高确定。围堰迎水面均采用复合土工膜防渗,其上采用编织袋装土护坡(0.5m)。为满足施工机械交通要求,围堰顶宽3m,水上边坡1:2.5,水下边坡1:4,围堰工程量见表10.3-2。围堰采用导流明渠开挖土方修筑,所缺土方利用管沟开挖土方填筑,水上堰体采用拖拉机压实。工程完毕后采用
18、1m3挖掘机拆除围堰,并用8t自卸车运至明渠回填。围堰填筑完成后,再进行复合土工膜铺设及编织袋装土护坡,复合土工膜采用人工铺设,编织袋装土护坡水下部分采用人工抛填,水上部分采用人工铺填。表10.3-2 围堰工程量表项目单位上游围堰下游围堰堰高m3.083.08顶宽m33堰长m4042复合膜m2575604编织袋装土护坡m3288302填筑量m313381405用土量m31739182610.4施工排水10.4.1土料场排水料场平均高程38.7m,根据地质报告,库区地下水埋深约1.0m,地下水位37.7m。料场清表土厚度0.5m,料场平均取土深度2.0m,料场取土后底高程36.2m;库底整平后高
19、程为36.2m,水平铺塑前需挖深1.0m,铺塑高程为35.2m。料场取土底高程和水平铺塑高程均位于地下水位以下,因此,在料场取土时就得采取施工降排水措施。料场排水设计受土层类别、透水层厚度、地下水补给来源等方面的影响,根据该区地质情况及以往施工经验,采用明沟排水方案。在料场取土筑坝前即开挖排水沟,沿料场东西方向每隔70m开挖一条横向排水沟,横向排水沟与南北围坝平行,共布置13条排水沟,再沿料场边线开挖一条环库的排水沟,与各横向排水沟首尾连通,以上排水沟总长14558m,其中13条横向排水沟共长11050m,环库排水沟长3508m。排水沟沟底低于水平铺塑底2m,沟深5.0m(按清表后的地面高程计
20、算),沟底宽1m,边坡1:1.5,排水沟开挖土方共56.86万m3。水平铺塑前,首先将铺塑高程以下的排水沟填平压实,回填土方共计13.04万m3。在东侧的环库排水沟上设大流量离心泵,将渗水排入库外的明堤东干渠。采用渗流计算公式进行施工期地下水单位渗流量的估算,具体计算方法如下: 式中:q单位渗流量;K渗透系数,m/d;h0地下水位至沟底距离,m;h1排水沟中的水深,m;L影响半径,m。上式:按K7.0m/d,h0=4.0m,h1=0.5m,影响半径L按公式计算为95m,计算可得单位渗流量q1.167m3/d.m,总渗流量为16982m3/d。考虑地质条件复杂性与不可预见性以及施工期降水影响,地
21、下总渗流量按计算的渗流量1.3倍取值,本段总渗流量为22077m3/d。水泵选用IS100-80-125B型离心泵(扬程14.2m,功率11kw,流量84.2m3/h),共设13台,排水天数按300天计,排水台时共计78660台时。10.4.2建筑物排水提水泵站基坑底高程为30.55m,入库涵闸基坑底高程为37.5m,出库涵闸基坑底高程为36.5m,出库泵站基坑底高程为34.8m,各建筑物底板均在地下水位以下,为保证建筑物施工顺利进行,施工中应做好施工排水工作。建筑物基坑排水宜采用管井排水方式,在基坑四周布设管井,每井设一台潜水泵,及时将地下水抽排至明堤东干渠或附近的排水沟中。管井沿基坑四周布
22、置,井距1525m,管径为0.5m,提水泵站和出库泵站平均井深18m,入库涵闸和出库涵闸平均井深15m。水泵选型采用同一规格,为50WQ15-20-2.2型(Q15m3/h,扬程H20m,功率2.2kw)潜水泵,每井配备一台。提水泵站和出库泵站排水天数按90天,入库涵闸和出库涵闸排水天数按45天,施工排水工程量见表10.3-1。表10.4-1 施工排水工程量建筑物井数(个)总井深(m)排水量(m3/d)总排水台时(h)提水泵站8144428925735入库涵闸1218010003000出库涵闸1218017655294出库泵站814423901433910.4.3管道工程排水管道工程施工排水采
23、用明沟排水方式,拟在管沟设计底部的中间开挖一条排水沟,深0.5m,底宽0.5m,边坡1:1,另隔50m设一集水井,采用离心泵将水排至沟外的沟渠中。经计算,输水管道排水沟开挖土方19824m3,供水管道排水沟开挖土方11144m3,管道铺设时先将排水沟填平再填砂垫层,由于排水沟的断面较小,土方挖填均采用人工施工。排水计算公式与陈集水库料场排水相同,经计算,输水管道排水沟单位渗流量q0.907m3/d.m,总渗流量为32119m3/d;供水管道排水沟单位渗流量q0.648m3/d.m,总渗流量为12897m3/d。考虑地质条件复杂性与不可预见性以及施工期降水影响,地下总渗流量按计算的渗流量1.3倍
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