某水利工程施工导截流施工技术方案

文摘   2025-01-25 10:54   湖北  
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1 施工导截流

1.1 导流标准、时段

本工程主要施工内容包括堤防工程、泵站工程及桥梁工程等,河道堤防级别为4级,穿堤部分建筑物等级与所在堤防等级一致为4级,泵房等主要建筑物4级和5级,次要建筑物均为5级。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017)的相关规定,导流建筑物级别均为5级,考虑到河道和建筑物工程规模均不大,施工简单,以及失事后果小等因素,工程导流建筑物洪水标准均采用5年一遇。各单项工程均安排在非汛期施工,导流时段选择在11次年4月。各单项工程导流建筑物级别及导流标准详见下表。

施工导流标准及时段汇总

1.2 导流方式

1)河道工程堤防及堤顶道路施工期多年平均水位不上滩,施工期可在水位较低时相机施工,不需要采取导流措施。

2)泵站工程

泵站工程均为穿堤排灌站,需在工程老万福河侧填筑围堰施工,堤防背水侧一般无水,施工主体工程期间各排灌站5年一遇的施工期设计流量均小于0.85m³/s,可利用基坑开挖土料填筑土埂挡田间涝水,当堤内涝水水位较高需要排入河道时可临时采用离心泵抽排,不需要采取其他导流措施。

3)交通桥工程

白马河桥为拆除重建工程,位于白马河入河口处,是沟通河口两岸的重要交通工具。考虑施工方便并结合交通需要,考虑在工程上下游填筑围堰施工。根据水文资料,施工期白马河上游来水5年一遇的施工期流量为5.73m³/s,由于该地区水网密集,施工期间白马河上游来水可改道鱼清河及惠河注入南四湖。

鱼清河桥为新建工程,位于鱼清河入老万福河河口处,紧挨着附近有一交通桥,不需要考虑临时交通,施工桥梁桩基础时可沿两岸填筑作业平台施工,河道上游来水通过束窄的河床过流,根据水文资料,施工期鱼清河上游来水5年一遇的施工期流量为4.45m³/s,束窄断面满足过流能力,待桩基础施工完毕后拆除作业平台,其余部分均可水上施工。

1.3 导流建筑物设计与施工

吴坑站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为32.5m,施工期5年一遇设计洪水位为34.46m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.46m,围堰高3.0m,围堰填筑边坡均按13计。

吴坑站工程围堰典型断面图

车头张站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为32.1m,施工期5年一遇设计洪水位为34.53m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.53m,围堰高3.4m,围堰填筑边坡均按13计。

车头张站工程围堰典型断面图

勺刘站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为33.6m,施工期5年一遇设计洪水位为34.55m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.55m,围堰高2.0m,围堰填筑边坡均按13计。

勺刘站工程围堰典型断面图

鹿洼西站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为30.1m,施工期5年一遇设计洪水位为34.55m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.55m,围堰高5.5m,围堰填筑边坡均按水上13,水下15计。

鹿洼西站围堰典型断面图

杨口站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为32.5m,施工期5年一遇设计洪水位为34.55m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.55m,围堰高3.1m,围堰填筑边坡均按13计。

杨口站工程围堰典型断面图

农场灌溉站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为32.5m,施工期5年一遇设计洪水位为34.63m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.63m,围堰高3.1m,围堰填筑边坡均按13计。

农场灌溉站工程典型围堰断面图

清河站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为31.8m,施工期5年一遇设计洪水位为34.63m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.63m,围堰高3.8m,围堰填筑边坡均按13计。

清河站工程典型围堰断面图

孙桥站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为32.0m,施工期5年一遇设计洪水位为34.65m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.65m,围堰高3.7m,围堰填筑边坡均按13计。

孙桥站工程典型围堰断面图

张集站工程施工围堰采用均质土围堰,围堰考虑交通,顶宽取7.0m,围堰底高程为32.5m,施工期5年一遇设计洪水位为34.67m,围堰顶高程根据5年一遇施工期(11次年4月)洪水位加1.0m超高确定为35.67m,围堰高3.2m,围堰填筑边坡均按13计。

张集站工程典型围堰断面图

白马河桥工程上游施工围堰采用均质土围堰,河底高程约30.5m,施工期5年一遇的水位为34.55m,围堰超高取1.0m确定上游围堰的顶高程为35.55m,上游顶宽结合交通取5.0m,围堰填筑边坡均按水上13,水下15计;

白马河桥工程上游围堰典型断面图

下游围堰施工空间较小,考虑采用袋装土围堰,河底高程约31.5m,围堰顶高程确定为35.55m,围堰顶宽取2.0m,袋装土围堰填筑边坡按11.5计,上游围堰迎水侧采用编织袋装土防护,下游袋装土围堰采用土工膜防渗。

白马河桥工程下游围堰典型断面图

鱼清河桥工程施工填筑作业平台,河底高程为32.3m,施工期5年一遇的水位为34.60m,围堰堰顶高程根据导流设计水位加1.0m超高确定为35.60,平台顶宽取12m,填筑边坡均按13计。

鱼清河桥围堰典型断面图

鱼清河筑岛围堰平面示意图

导流方式及工程量汇总

围堰填筑土方均从料场取土,采用挖掘机配自卸汽车挖运,水上部分采用拖拉机碾压。围堰拆除采用挖掘机配自卸汽车施工,拆除土方全部弃置取土区。

1.4 施工降排水

1)初期排水

本工程建筑物规模小,基坑范围不大,可在围堰完成后在基坑周围布置IS80-65-125型离心泵(50m³/h,扬程20m,电机功率18.5kW)抽排,为防水中填土的围堰滑坡,排水时需控制水位下降速度不大于0.5m/d,以防止降水速度太快,引起围堰边坡的坍塌。

2)经常性排水

经常性排水主要考虑降雨汇水、施工弃水、基坑渗水等。拟采用明沟排水方式,并在每个建筑物基坑两端各设一个集水坑,每个集水坑配备IS80-65-125型离心泵将汇水抽排至老万福河中。

1.5 围堰填筑

表面杂物清理完成后,用土方车将土石运至围堰填筑区,利用反铲挖机填筑,按照设计坡比进行填筑。填筑分为二部分,第一部分利用块石对水下部分进行抛填填筑;第二部分进行土料填筑,土料填筑至高出现状水面5070cm

1)围堰填筑技术措施

土石围堰填筑施工工艺见下图

土石围堰填筑施工工艺图

1)围堰外坡面修整前先进行测量放样,标示修坡范围及坡度。坡面预留0.3m进行人工修整,修整完成后利用挖机反铲进行压实。

2)内坡石料抛填对抛填区域测量放样,用浮标标示出填筑范围。自卸汽车将石料运至围堰堆料区域,再利用反铲挖机进行抛填,将石料摆放至底面,石料抛填采用逐层抛填,厚度不大于1m进行控制,第一层抛填完成后再进行第二次抛填,抛填至高出现状水面。

3)填筑土料由自卸汽车运输上堤后,进占法卸料,推土机分层铺筑,铺筑层厚度粘土料控制在0.250.30m,铺料与碾压施工平行作业。原地面不平时从低处开始回填,不同种类的土分段分层填筑。铺料时尽量平整,避免过多的接缝,做到统一铺土、统一碾压,确保施工质量。若两层同时填筑,则分层互相交叠衔接,搭接宽度不小于1m;推土机铺料行驶方向平行于围堰轴线,采用进占法施工。土料铺至边沿时,在设计连续边外侧各超填30cm余量。粘土料铺料时时刻注意其含水量,含水量较小时,采用洒水湿润法进行调整。采用推土机来回碾压,压实35遍。

河道围堰采用土石围堰填筑,填筑土方可由河道两侧扩挖范围内取土。围堰土石料填筑采用全断面铺筑,当填土超过现状水面后,每填筑起20cm碾压一次,逐层压实至距围堰顶部,用推土机、装载机进行平整施工,振动碾进行碾压,以保证围堰的稳定性和坚固性。

围堰筑好后,每施工段围堰内使用潜水泵将堰内河水排至导流河道内。检查围堰漏水情况,开始抽水速度要慢,使其逐渐承受水压力,完成预变形,防止抽水过快围堰坍塌。

围堰高度应高出施工期间最高水位70cm,最低不小于50cm。待每段围堰两侧河道整治施工完成后,开始拆除围堰。围堰拆除时应由下游开始,由堰顶至堰底,背水面至迎水面,逐步拆除。

2)围堰施工标准:

1)围堰高度高出施工期间现有水面1.5米。

2)围堰内平面尺寸满足施工的需要。

3)围堰逐层压实,满足施工过程中承载力要求。

4)围堰防水严密,减少渗漏。

5)在筑围堰之前,将堰底下河床底上淤泥杂物清理干净。

3)围堰可能发生的紧急情况及对应的应急措施

4)可能存在的集中渗漏原因分析及处理措施

原因分析:

由于填筑土料的质量存在问题,由于填筑的防渗土料的粘度和抗渗指标未达到要求,未能起到很好的防渗效果,可能大面积渗水现象。围堰与左岸岸坡的相接处产生较大渗漏。

处理措施:

第一种情况的处理措施:

选用符合质量的土料,继续在原铺设防渗粘土上填筑,减小渗漏。

第二种情况的处理措施:

主要原因在于岸坡上渣土未清除干净,或粘土与边坡未能较好的结合,一种处理方式是对岸坡渣土进行进一步处理,并填筑防渗粘土,另一种处理方式是增长岸坡的粘土铺盖长度,延长渗径。或以上两种方式同时使用。如果在渗漏不能得到很好处理,流量过大的情况下,需在围堰下游增设一截水槽,增加排水设配的投入,加大排水量,对渗漏水进行强排,保证基坑在干处进行河堤基础作业施工。

超标洪水时的应急处理措施

当围堰上游出现超标设计水位洪水,必须发布紧急撤离通知,对在围堰及基坑内施工的所有人员及设备进行紧急转移。

汛期围堰在设计洪水冲刷下可能发生集中渗漏、局部坍塌等险情,为保证围堰安全进行,需对上述险情进行应急处理。

当围堰发生集中渗漏情况,首先在围堰迎水侧找出渗流进水口,及时堵塞,截断渗水来源。同时,在背水侧渗流出口采用反滤料压填,降低水流流速,延缓围堰土料的流失,防止险情扩大。采用盖堵法对围堰渗漏部位进行抢护,采用篷布盖堵,再用土袋或石渣袋抛投压脚,直到断流为止。

围堰出现局部塌方时,及时对塌方范围抛填块石进行修补完善,恢复围堰断面尺寸,防止围堰断面减小、险情扩大。

1.6 降水

降排水施工方法,既要考虑地下水渗漏又要考虑明水排除,在开挖过程中,为保证开挖面干场作业,及时在渠槽周围挖排水沟,设集水井,水泵抽排,坡道及排水沟随渠槽开挖平行进行;在地下水位高于渠底开挖高程,开挖到接近地下水位时,用管井降水法把地下水水位降至渠底高程以下1.0m后再继续进行开挖直到渠底设计开挖线。管井降水法是在渠槽周围按一定的间距和深度布设管井,用潜水泵将管井内的水抽排至开挖区外,以降低地下水位的方法。

边坡开挖前必须根据设计图纸或监理工程师的指示,结合临时的排水系统,开挖好边坡顶部的截水沟,以防雨水渗流冲刷边坡。

开挖斜坡面的坡脚及施工场地周边和道路的坡脚,均要开挖好排水沟槽,以便及时排除坡底积水,保护边坡坡脚的稳定。

在平地或凹地进行开挖作业时,在开挖周围设置挡水堤和开挖周边排水沟,引水至集水坑后用潜水泵抽排至监理指定地点。

施工排水应注意减少污水对河流的污染,按监理人的指示做好污水处理。

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