围堰施工组织设计方案(共87页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上水闸泵站工程(泵站标段) 围堰专项设计施工组织方案编制单位： 编制日期： 2014年5月专心-专注-专业目 录附件：1、围堰附近地质资料附图5张；2、围堰设计图及变更后断面图11张，1 工程概况七标水闸重建工程位于东莞市新塘镇，原七标水闸和原狮子洋水闸共同出口合址位置。其目的是为解决七沙排涝片的农田和居民的排涝问题，并兼有改善水环境等综合利用效益，同时为配合砺江河水系综合整治，满足城市现代化和建设生态城市的高标准需要。七标水闸及泵站工程为砺江流域综合治理的重点工程，水闸及消能建筑物设计防洪(潮)标准200年一遇；整体排涝标准为20年一遇年最大24h暴雨1d排干。在排涝区水闸泵站群按规划排涝标准进行联合排涝调度下，当遭遇设计排涝工况下，可控制内河涌最高水位在1.3m左右，解决河涌及两岸的排涝问题；通过对七标水闸、七沙泵站等闸泵群的统一调度，可控制水道的水流，从而充分有效地交换河道内水体，达到改善水环境的目的。新建七标水闸布置在主河道，闸室轴线距河口约200m，泵站布置在新建水闸右侧，泵房轴线与水闸轴线平行。新建水闸、外江堤段、泵站防洪闸及出水建筑物等主要穿堤建筑物级别为1级，泵站泵房、进水建筑物、内河堤段、导墙等主要建筑级别为3级，两岸护岸等次要建筑物级别为4级，交通桥设计标准为四级公路。新建七标水闸水闸采用8孔开敞式宽顶堰型闸室结构，二孔一联，单孔净宽10m，总净宽80m，闸室段总宽95.2m，闸室底板总长24m，底板顶高程-3.50m，最大设计泄流量为345m3/s。水闸闸门采用平面定轮翻板式工作闸门，采用钢丝卷扬启闭机启闭闸门，水闸闸顶设低排架布置启闭机。水闸上游自上而下依次布置有抛石防冲槽、格宾石笼护坦及钢筋混凝土上游防渗段，水闸下游自上而下依次布置有钢筋混凝土消力池(兼作下游防渗段)、格宾石笼海漫及防冲槽。七沙泵站装机4台630kW机组，共装机2520kW，采用堤后式泵房布置型式，设计流量为40m3/s，设计扬程2.5m。主要建筑物由引水渠、清污检修桥、进水前池、泵房及副厂房、出水箱涵、防洪闸等组成。引水渠底高程-3.0m，长27.5m，自上而下依次布置有防冲槽、格宾石笼护底、护坦，引水渠末端经清污检修桥段与前池相接。泵房布置在水闸上游侧堤后，自左向右依次布置有安装检修间、主机室及副厂房。泵房采用直向出水方式，出水箱涵经防洪闸、尾水渠引至珠江，箱涵式出水管穿过堤身，防洪闸布置在堤外坡。水闸及泵站之间设置闸泵导墙。各项工程的位置示意见图1-1。水闸泵站平面布置图见图1-2。图1-1 砺江河水系综合整治工程规划示意图1.区、镇界线；2公路；3外江及水道名称；4.内河涌；5整治河段；6.重建水闸位置图1-1 工程位置图图1-2 水闸泵站平面布置图本方案中无特别说明时高程均采用珠海基面高程系统。为了安全、优质、文明、高效地完成七标水闸泵站工程建设任务，施工前需修筑围堰，围堰布置形式：外江与内河膜袋砂围堰，纵向双排钢板桩围堰，围堰平面位置见图1-3，各段围堰型式断面图见图1-4图1-6。图1-3 围堰平面布置图图1-4纵向围堰断面图(双排钢板桩围堰)图1-5内河围堰断面图图1-6外江围堰断面图2 工程地质水文条件根据长江勘测规划设计研究有限责任公司提供的东莞市新塘镇七标水闸重建工程初步设计阶段工程地质勘察报告(2010年4月)，重建七沙涌位置的场地地质和水文条件如下：2.1 场地地质情况根据地表测绘及钻孔揭露，闸址区出露及钻孔揭露地层主要由下第三系莘庄村组(E1x)、第四系海陆交互相沉积层(Q4mc)及人工堆积层(Qml)组成。现由老至新分述如下：(1) 下第三系莘庄村组(E1x)由紫红色砂砾岩、砂岩、粉砂质泥岩组成。为一套陆相碎屑沉积的上细下粗的红色岩层，钻孔揭露该组下部的浅紫红色砂岩、砂砾岩。岩体坚硬，矿物成份以长石、石英为主，多为钙质胶结。砂岩以中粗粒结构为主，砂砾岩中砾石以中细砾为主，磨圆较好，成分以石英质原岩为主。岩性变化较大，且突变明显，岩体层理欠清晰，部分岩性呈窝状、球状互变分布。揭露最大厚度4.2m。岩层倾向南东，倾角15°25°。钻孔揭露多为弱风化岩体，裂隙稍发育，沿裂面有少量风化痕迹，岩体呈坚硬状。部分钻孔基岩顶面有薄层的强风化岩体，呈半坚硬状、半疏松状。(2)第四系海陆交互相沉积层(Q4mc)(a)全新统海陆交互相沉积(Q4mc)：灰黑色、深灰色淤泥，深灰色淤泥质粉质粘土，青灰色粉细砂，灰黄、灰褐色中粗砂，青灰色砂砾石。淤泥：灰黑、深灰色，流塑、软塑状。普遍分布于河道底部及两岸堤基下，土质较均匀，厚度4.812.4m。天然含水率52.5%98.5%，天然密度1.441.71g/cm3，液性指数0.583.47，孔隙比1.5212.666，压缩系数0.583.47MPa-1，具高压缩性。渗透系数k=7.6×10-7cm/s9.3 ×10-6 cm/s，具极微透水性；标准贯入试验击数(实测)03击，十字板剪切试验测得的其不排水抗剪强度Cu=7.2713.37kPa，灵敏度St=4.26.0。粉细砂：青灰色，结构松散，饱水，含泥，级配较好，局部渐变为中、细砂，厚0.84.50m。分布于淤泥层之下，局部在淤泥层中呈透镜体分布。在QSZK1至QZSK16一线至QSZK5、QSZK5至QZSK22一线之间渐变成中粗砂。含泥量9%21%，天然含水率15.0%36.0%，天然密度1.632.06g/cm3，孔隙比0.5440.855，压缩系数0.150.45MPa-1，具中等压缩性。标准贯入试验击数(实测)59击。中粗砂：灰黄、灰褐色，中密，局部颗粒较粗，含砾量较大。厚度1.213.4m。主要分布于QSZK1至QZSK16一线至QSZK5、QSZK5至QZSK22一线之间，与粉细砂呈渐变关系。天然含水率15.4%23.8%，天然密度1.772.11g/cm3，孔隙比0.5040.758，压缩系数0.110.28MPa-1，具低压缩性。标准贯入试验击数(实测)611击。淤泥质粉质粘土：深灰色，粘粉粒为主，饱水，软塑状。厚度6.218.8m，稳定分布于粉细砂与中粗砂之下。天然含水率43.2%66.6%，天然密度1.541.76g/cm3 ，孔隙比1.2621.587，压缩系数0.472.16MPa-1，具高压缩性。标准贯入试验击数(实测)14击。砂砾石：青灰色，级配好，砂以中粗粒为主，砾卵石粒径一般小于3cm，最大5cm，磨圆度较好，成分以石英质岩石为主，少量花岗岩及砂岩。较密实。厚度3.410.1m，稳定分布于淤泥质粉质粘土之下。圆锥重型动力触探入试验击数(实测)813击(击入10cm)。(b)人工堆积(Qml)：分为堤身填筑土和右岸吹填砂。填筑土主要分布在河道两岸及沿堤居民区房基，以粉质壤土为主，部分新近填筑为全强风化的片麻岩风化土，厚度24m。吹填砂集中在右岸堤内，以中砂为主，厚度23m。2.2 建筑物工程地质条件及评价重建七标水闸闸址位于七沙涌出口前100m。重建水闸建筑物包括永久建筑物的闸室段、船闸段、两岸建筑物段和上、下游连接段及临时建筑物上下游围堰。闸室共5孔，总长54m，总净宽45m，单孔净宽9m。闸室顺水流向长20m。闸室两岸设有空箱式岸墩与两侧引堤相连，岸墩顺水流向长18.0m，垂直水流向宽27.2m。闸室外江侧接砼铺盖防渗板(兼起消力池护坦板作用)，其宽度与闸室段相同，长15.0m，防渗板前接10m长浆砌石海漫段及20m长外江抛石保护段；闸室内涌侧接15m长防冲护坦，后接10m长浆砌石海漫段及20m长内涌抛石保护段。2.2.1 闸基地质结构闸基地质结构主要由第四系全新统海陆交互相的淤泥、粉细砂、中粗砂、淤泥质粉质粘土、底部的砂砾石层以及下第三系莘庄村组的砂砾岩、砂岩组成(见图3.1)。地质结构自上而下为： 第四系全新统灰黄色粉质粘土：为区内广泛分布的硬壳层，厚度一般1m左右，主要分布左岸，堤内地表有出露； 第四系全新统深灰色淤泥：淤积于河床底部及左岸的灰黄色粉质粘土和右岸的吹填砂层之下，厚度4.812.4m，底板高程-6.812.1m； 第四系全新统青灰色粉细砂：连续分布于深灰色淤泥之下，厚度0.84.50m，至右岸尖灭，底板平缓延展，高程-11.2-12.3m； 第四系全新统深灰色淤泥质粉质粘土：分布于粉细砂之下，厚度13.215.3m，底板高程稍起伏：-25.2-27.5m； 第四系全新统砂砾石层：稳定分布于基岩顶部，厚度3.410.1m，底板高程-29.2-37.0m； 下第三系莘庄村组的砂砾岩、砂岩(强风化)：顶板稍起伏，主要分布在左岸堤防至堤外段、右岸堤脚内20m以外；下第三系莘庄村组的砂砾岩、砂岩(弱风化)：顶板稍起伏，在两岸堤线之间揭露的基岩为弱风化岩体直接与砂砾石层接触。2.2.2 岩土体物理力学指标建议值根据有关规程的规定对试验结果进行综合分析，提出岩土体物理力学指标建议值和桩基参数建议值见表2-1和表2-2，其中物理性质指标采用试验成果统计值的算术平均值，力学性质指标除压缩性质指标采用平均值大值平均值外，均采用小值平均值平均值，部分试验指标较少的参考本项目其它工程的试验成果。表2-2 重建七标水闸桩基参数建议值表地层岩性混凝土预制桩钻、冲孔桩、沉管灌注桩桩端土的端阻力特征值(kPa)桩侧土的摩阻力特征值(kPa)桩端土的端阻力特征值(kPa)桩侧土的摩阻力特征值(kPa)桩入土深度(m)沉管灌注桩钻(冲)孔桩桩入土深度(m)16L30L3015151515Qml人工填土1014813Q4mc淤泥6948粉细砂15202030中粗砂30402947淤泥质粉质粘土1014813砂砾石500070005865350045008001200130018004668E1x强风化砂岩35005000709030004000500800900120070100强风化砂砾岩40005500901203500450070010001000150080110注：根据粘性土液性指数和砂土孔隙比参考建筑地基基础设计规范(GD DBJ 15-31-2003)取值。2.2.3 主要工程地质问题闸基为淤泥，主要存在基础沉降变形、抗滑稳定问题及饱和砂土液化问题。2.2.3.1 沉降变形问题水闸和围堰构筑物基础均置于淤泥上，存在高含水量(52.5%98.5%)、大孔隙比(1.5212.666)、高压缩系数(1.322.62MPa-1)等特性，在上部荷载的作用下，易导致闸基沉降变形，影响建(构)筑物的正常运行。表2-1 重建七标水闸岩、土物理力学性质指标建议值表时代岩性物理性质指标力学性质指标渗透系数承载力标准值含水率天然密度干密度孔隙比比重压缩系数压缩模量天然快剪固结快剪凝聚力内摩擦角凝聚力内摩擦角WodeGsa0.1-0.2E0.1-0.2CCkfk%g/cm3g/cm3MPa-1MPakPa°kPa°cm/skPaQml人工填土*26.71.851.460.8512.690.490.613.014.06101315181.8×10-56.5×10-3120130Q4mc粉质粘土*29.61.831.420.8902.670.420.553.644.82810912111411143.9×10-45.7×10-5100110淤泥71.61.550.912.0022.701.972.621.241.64122334349.3×10-67.6×10-74045粉细砂20.71.871.550.7382.680.260.374.937.81027301.9×10-43.6×10-3100110中粗砂19.01.941.630.6452.660.190.256.508.8503134i×10-3i×10-2140160淤泥质粉质粘土53.11.671.091.4922.711.071.391.742.53475858694050砂砾石i×10-2i×10-1250300E1x砂岩(强风化)260280砂砾岩(强风化)280300砂岩(弱风化)饱和单轴抗压强度：2535MPa砂砾岩(弱风化)饱和单轴抗压强度：5759MPa2.2.3.2 抗滑稳定问题淤泥的强度低，不排水抗剪强度Cu=8.4213.37kPa、灵敏度St=4.26.0(十字板剪切试验成果，见图2-1)，室内试验抗剪强度凝聚力c=13kPa，内摩擦角j=1°3°，标准贯入试验平均击数仅1.1击。该层广泛分布于船闸、水闸至上下游围堰段。船闸、水闸的永久性建筑物和围堰临时构筑物均具挡水功能，在水压力作用和本身自重的作用下，建筑物可能沿基础底部产生滑移。图2-1 十字板剪切试验的抗剪强度随深度变化曲线2.2.3.3 饱和砂土液化问题淤泥中部连续分布有中砂，按照水利水电工程地质勘察规范(GB50287-99)的规定，土的液化判定可分为初判和复判两个阶段。 根据1：400万中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，闸址区地震基本烈度为度。根据室内颗分试验进行初判成果见表2-3。表2-3 地震液化初判表(按砂性土中的粘粒含量)序号地层钻孔编号岩 性c()ds(m)初判成果1Q4mcQSZK1细砂116可能液化2QSZK2中砂74可能液化3QSZK8粉砂63.2可能液化4QSZK8细砂1110.2可能液化5QSZK10中砂914.2可能液化6QSZK11中砂1810.2不液化7QSZK13中砂2010.2不液化8QSZK14细砂2010.2不液化9QSZK20细砂72.2可能液化10QSZK22细砂1511.2可能液化11QSZK23细砂98.2可能液化根据表2-3所列数据，按照颗粒含量百分率进行初判，可能液化土的比例为73%。根据标准贯入试验对中砂层进行复判，成果见表2-4。结果显示该砂层在地震基本烈度为度的条件下存在液化问题的概率为50%。表2-4 采用标准贯入锤击数法砂土液化复判表序号地层时代孔号岩性cdsdwNcrN63.5复判结果1Q4mcQSZK1细砂11604.7 4.2 液化2QSZK2中砂7405.1 3.9 液化3QSZK8粉砂63.21.84.4 3.2 液化4QSZK8细砂1110.21.85.5 7.2 不液化5QSZK10中砂914.22.17.3 8.3 不液化6QSZK20细砂72.21.83.7 6.3 不液化7QSZK22细砂1511.22.34.9 10.2 不液化8QSZK23细砂98.206.0 5.2 液化2.2.4 工程地质评价闸址区淤泥分布广泛，厚度大，不能直接作为水闸、船闸的基础，持力层埋深大，基础处理难度较大；河道较宽，水深较大，不便于施工；施工围堰置于淤泥上，可能出现沉降变形、抗滑稳定问题；闸址区工程地质条件差。2.2.4.1 永久建筑物段水闸基础置于淤泥之上，其下部淤泥和淤泥质土最大厚度25.4m(含中部粉细砂层厚度)，存在沉降变形和抗滑稳定问题，不处理不能作为持力层，建议采用桩基础(桩基参数建议值见表3.2)。考虑到地区经验和抗震、防渗的需要，桩基应以摩擦桩(混凝土预制桩、钻孔灌注桩)为主。在桩基参数计算时，应注意淤泥的负摩阻力。全新统底部的砂砾石层分布稳定，可作为桩端持力层。2.2.4.2 临时建筑物段围堰体将置于淤泥之上，存在沉降变形问题，堰体挡水后水头差较大，可能导致堰体沿其底部与淤泥的接触面出现滑移导致挡水失败。建议：在围堰填筑前在其上下游采用抛石挤淤处理，在堰体填筑时采用分期填筑、预压固结的方案。2.2.5 围堰附近工程地质条件一期围堰(泵站段)地质剖面图见图2-1。图2-1围堰工程地质横剖面图2.2.6 围堰稳定性分析岩土体参数选取根据地质报告东莞市新塘镇七标水闸重建工程初步设计阶段工程地质勘察报告(长江勘测规划设计研究有限责任公司，2010年4月)，进行分析计算时土的物理力学参数和拉森SP-钢板桩参数见表4-1和表4-2。表4-1 各岩土层的计算参数表土层序号名称重度(kN/m3)凝聚力C(kPa)摩擦角(°)泊松比变形模量E(MPa)1人工填土18.512150.308.02淤泥115.5440.352.03淤泥216.0540.354.04中粗砂19.42250.3530.05粉质粘土18.520160.3020.06粉细砂18.74200.3020.07淤泥质粉质粘土116.7880.3010.08淤泥质粉质粘土217.01080.3012.09砾砂192300.3040.010砂砾石192350.2545.0填中粗砂192180.3025.0膜袋砂19.530200.30搅拌桩加固体18.020200.3030.0表4-2拉森SP-钢板桩参数表结构惯性矩I(cm4)抗弯模量W(cm3)截面积(cm2)容许剪应力Mpa剪应力设计值kN拉森SP-IV(每延米)3960022002366014162.3 场地水文气象条件广州市番禺区位于珠江三角洲地区，地处亚热带南缘，属亚热带季风气候区，风向随季节而变，风速由陆地向海洋增大，海洋对当地气候的调节作用非常明显，“三冬无雪”，“夏无酷暑”，“四季常花”，气候温暖，雨量丰沛，即使强寒潮过境，气温也很少降到0以下。57月降水集中，易发生洪涝。珠江三角洲地区是多雨地区，降雨丰沛，49月为雨季，前期46月多西南季风，水气充沛，与南下冷空气相遇，常出现强降雨，后期79月盛行东南季风，太平洋及南海的热气旋带来大量水气，形成强风暴雨，10月至次年3月盛行东北风，多为旱季。市桥站多年平均雨量为1633mm，最大年降雨量2653mm(1965年)，最小年降雨量1030mm(1963年)。降雨量年际变化较大，年雨量极值比较大，达2.6倍。降雨量年内分配不均匀，汛期49月占全年总量的80.7，每年10月至次年3月降雨量少，占全年总量19.3。多年平均水面蒸发量1689mm；番禺区历年年平均气温22.1，最高气温37.5，最低气温-0.40，日照时数年平均1404小时，无霜期357天。多年平均相对湿度80%。平均每年有台风影响约1.2次。中心最大风力10级，阵风12级以上，多年平均风速2.3m/s，实测最大10分钟风速24m/s(SE、番禺气象站)。2.3.1 洪潮特性珠江流域广州市番禺区洪水主要受东、西、北三江洪水影响。水系水文代表站，东江为博罗站；西江为高要、马口站；北江为石角、三水站。西江洪水的主要特征是峰高量大，涨落较缓慢，历时较长，洪水过程呈现多峰或平缓肥胖的单峰型。北江洪峰尖瘦，量相对较小，涨落较快，历时短，过程多为尖瘦的单峰或双峰型。东江洪水特征与北江相似。珠江河道广州市番禺区砺江河流域河口受潮汐影响显著，潮汐性质与珠江河口基本相似，均属于不规则半日潮，日潮不等现象显著，一个太阳日一般出现两次高潮和低潮，呈周期性变化，一个高低潮周期约12小时25分，一般早潮大于晚潮，涨潮历时小于落潮历时。通常月大潮和月小潮滞后，即朔、望后二至三天出现大潮，上、下弦后二至三天出现小潮，每十五天为一周期。潮水涨落历时随时空不同，一般地，涨潮历时冬长夏短，而落潮历时则相反。根据工程邻近的大石、黄埔、三沙口三站实测资料统计，多年平均最高潮(洪)水位分别为2.16m、1.96m、1.88m，实测最高潮(洪)水位分别为2.79m(2005年6 月24日)、2.48m(2005年6 月24日)和2.43m(1993年9 月17日)，多年平均最低潮(洪)水位分别为-1.46m、-1.69m、-1.62m。如无特殊说明，本报告中水位和潮位资料采用珠基高程。2.3.2 设计潮位根据实测最高潮位系列统计进行频率分析，对本工程附近的潮位站大石、黄埔、三沙口三站的最高潮位设计成果进行了复核，三站设计高潮位仍采用广东省2002年颁布(即导则部分站)的成果。新七标水闸的外江设计年最高高潮位由广东省2002年颁布的西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线成果内插，10年一遇设计最高潮位为2.14m，100年一遇设计最高潮位为2.50m ，200年一遇设计最高潮位为2.60m。2.3.3 排涝水文分析根据广州番禺区水利现代化综合发展规划报告和广州市番禺区水系规划，砺江河流域隶属化龙-石楼排涝区，砺江水系综合整治将改变原有排涝方式，在化龙运河-大涌结合地带重建明经节制闸，大涌东门涌结合地带左岸新建狮子洋节制闸，石楼河左岸新建藕塘节制闸，由三节制闸将化龙石楼排涝区砺江水系划分为七沙排涝片和石楼河排涝片两大排涝片，其中，新七标水闸位于七沙排涝片。七沙排涝片面积37.8km2，石楼河排涝片面积38km2。2.3.4 施工洪水根据砺江河流域情况及工程建设需要，新七标水闸拟定全年施工。根据水利水电工程施工组织设计规范，新七标水闸为1级建筑物，其施工防洪(潮)标准为1020年一遇。根据新七标水闸排涝区实际情况，外江侧围堰设计标准按施工期10年一遇最高潮水位2.14m考虑。3 编制依据3.1 设计咨询报告文件1 东莞市新塘镇七标水闸泵站工程施工图设计(长江勘测规划设计研究有限责任公司，2013年10月)；2 东莞市新塘镇七标水闸重建工程初步设计阶段工程地质勘察报告(长江勘测规划设计研究有限责任公司，2010年4月)；3 东莞市新塘镇七标水闸泵站工程投标文件及实施性施工组织设计；4 番禺区化龙镇七标水闸重建工程设计变更方案咨询报告(广东省水利水电科学研究院，2013年8月)；5 初步设计报告有关导流方案及审查意见。3.2 技术规范和标准本次围堰施工组织编制依据主要为设计标准、规范及有关设计文件：1 水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)2 水利水电工程施工导流设计导则(DL/T5114-2000)3 水利水电工程围堰设计导则(DL/T5087-1999)4 建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)5 广州地区建筑基坑支护技术规定(GJB02-98)6 钢结构设计规范(GB50017-2003)7 港口工程钢结构设计规范(JTJ283-99)8 堤防工程设计规范GB50286-20139 水利水电工程土工合成材料应用技术规范(SL/T225-98)10 堤防工程施工规范(SL260-98)11 城市防洪设计规范(GB/T50850-2012)12 土工织物充填袋筑堤施工工法(JSGF20-2002)13 建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009)14 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)15 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-堤防工程(SL634-2012)16 水运工程测量规范(JTJ203-2001)17 结构荷载规范(GB50009-2001)18 钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003)4 施工导流方案4.1 施工导流导流设计标准为10年一遇最大24h设计暴雨遭遇外江多年平均年最高高潮位的内涝水位。由于施工期导流建筑物连通内外江，因此内河、外江横向围堰及纵向钢板桩围堰设计水位均为外江全年10年一遇潮位2.14m。施工期，上游来水分别流经原七标水闸及狮子洋水闸，并汇合至共同的河口处，经导流断面进入外江。施工导流时，利用原七标水闸及狮子洋水闸进行调度，在降雨开始前尽量将内河里的水位降低，在降雨开始后进行抢排。闸外水位比闸内水位高时关闸；闸内水位比闸外水位高时闸排。假设四沙、七沙洪量均由七沙下泄，考虑沙路分流作用，采用“平湖法”计算河涌库容。明渠水力学计算成果见表3-1。表3-1明渠水力学计算成果计算情况峰峰相遇错峰(潮前2h)错峰(潮后2h)考虑沙路分流(水文计算)最大流量Q(m3/s)115155140最大流速V(m/s)1.782.21.57河涌水面最大高程H(m)1.501.461.68导流方案中，在开闸泄流期，在各种计算情况下，包括峰峰相遇、潮前2h错峰及潮后2h错峰3种情况，导流明渠的最大流量为155m3/s，河涌水面线最大高程为1.68m，低于内河涌现有大部分堤顶高程，导流明渠满足过流要求。在高潮期，原七标水闸及狮子洋水闸关闸，导流明渠及围堰顶高为4.0m，高于2.14m的设计潮位。4.2 施工布置为保证施工期的导流能力，一期阶段，将纵向围堰布置在距左岸约30m的位置，利用河床导流，导流断面不小于原施工方案的导流明渠断面；二期阶段，利用已建好的7#、8#闸室，并联合泵站进行导流。施工导流布置见图910。一期阶段修建右岸泵站主体、泵闸导墙、水闸5#8#闸室、右岸内河外江挡土墙，通过左岸河床导流；二期阶段修建水闸左侧1#4#闸室、左岸内河外江挡土墙、管理楼，通过已修好的水闸7#、8#闸室及泵站联合导流。在一期施工阶段，由于左岸部分堤岸高程较低，高程约为1.321.86m，低于导流期最高河涌水位(1.68m)及设计高潮位(2.14m)，为保证左岸居民生命财产安全，采用钢板桩及相关措施围护这部分堤岸。导流渠4.3 围堰导流过流计算设计标准：10年一遇年最大24h设计暴雨遭遇外江多年平均年最高高潮位的内涝水位。运用原则：利用原七标水闸进行调度，当番禺气象台天气预报工程区1d后将要出现日雨量为120mm以上的暴雨，按水闸的排涝调度进行操作，即在遭遇24h暴雨前预先开闸排水，把闸上水位降低至0m，关闸候雨；暴雨来临时，在外江水位低于内涌水位时开闸抢排，在外江水位高于内涌水位时关闸。计算方法和条件：假设四沙、七沙洪量均由七沙下泄，考虑沙路分流作用，采用明槽均匀流和谢才公式进行计算。纵坡度0.001糙率n0.03过水断面175m2湿周40m水力半径4.375m流速V2.m/s过流能力Q493.4413m3/s鉴于修改后的围堰过流面积大于原设计过流面积，经计算，围堰的过流能力满足设计要求。5 围堰概况及局部断面调整说明5.1 泵站标段围堰概况本工程水闸为1级建筑物，相应导流工程为级临时建筑物。按广东省地方标准DB/T182-2004广东省海堤工程设计导则(试行)规定，1、2级建筑物的围堰施工期度汛潮(洪)标准重现期为510年；根据水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)，导流标准在1020年一遇范围内选择。水闸泵站和围堰平面布置图图5-1和图5-2。图5-1 水闸泵站平面布置图图5-2 一期泵站段围堰布置图图5-3 泵站剖面图(开挖高程)5.1.1 纵向围堰泵站标段纵向围堰采用双排钢板桩围堰，即在围堰轴线两侧各设置一排钢板桩，两排桩之间回填砂砾石料并通过拉杆连接成整体，形成挡水挡土结构。围堰由双排拉森式SP-型钢板桩(U型)组成，背水侧迎水侧桩顶高程均为4.00m，两排桩间距为12m，内外侧钢板桩桩长约为3034m。由结构稳定性需要，分别在高程1.50m、-1.00m、-3.00m处设置一道拉杆，拉杆水平间距1.2m。为加强围堰的结构整体性，每隔24m设置一排横向钢板桩。双排桩之间填料采用砂砾石料，填筑高程为4.00m。砂砾石料要求级配均匀，含泥量(粒径小于0.1mm的含量)小于5%。渗透系数应大于10-2cm/s。抛填自重压实干容重大于1.90t/m3，内摩擦角在30°35°之间。由于围堰稳定的需要，围堰迎水侧设置高2m、顶宽5m的块石支撑体。为减小钢板桩所受内力，基坑侧支撑体填筑高度2m，支撑体填筑顶高程为-2.50m，顶部宽度为4m，侧面设置一排钢板桩支撑，长度约为31m。因为围堰下卧基础为软土淤泥质土，为了确保其稳定性满足要求，采用水泥搅拌桩处理，桩长1517m，间距1.5m。围堰断面布置图见图5-4。在枯水位期间施工完两排纵向钢板桩，然后在两排钢板桩之间分层回填砂砾石及施工钢围檩、拉杆，砂砾石回填至2.5m高程时施工水泥搅拌桩，施工搅拌桩前应先标记好拉杆位置，避免打桩过程中造成拉杆的破坏。当纵向钢板桩间的水泥搅拌桩达到设计强度后，再合拢围堰，基坑降水，围堰开始挡水，并回填纵向钢板桩间砂砾石至设计高程。双排钢板桩围堰稳定分析及结构计算参照建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-2012)、板桩码头设计与施工规范(JTJ 292-98)。双排钢板桩围堰可视为一种“重力式”挡水挡土结构，计算时将其作为整体进行抗滑、抗倾等稳定计算。而双排钢板桩的内力、插入深度等则按单排钢板桩参照多层支点排桩计算方法，利用理正深基坑F-SPW软件进行计算。设计单位提供的设计报告结果显示：设计围堰的抗滑稳定系数大于1.30，抗倾稳定系数大于1.25，符合规范规定，围堰地基承载力满足要求，钢板桩、拉杆及围檩内力均小于材料抗力，设计安全可行。图5-4 纵向段围断面图5.1.2 内河和外江横向围堰内河及外江横向围堰采用膜袋砂围堰，围堰顶宽5m，顶高程4.00m，堰身主要采用膜袋砂筑成，以水泥石粉作垫层。围堰迎水侧、背水侧坡比均采用1：2.5，坡脚部位采用抛石形成反压平台护脚，施工前对坡脚部位采用抛石垫基。迎水侧采用块石护坡，复合土工膜防渗，块石与土工膜间设石碴垫层，背水侧采用块石护坡。外江围堰背水侧反压平台高程0.00m，宽4m，迎水侧反压平台高程0m-2.00m，宽4m。内河侧围堰迎水及背水侧的反压平台高程0.00m、宽4m。为增强围堰稳定性，更好的解决膜袋砂围堰与钢板桩围堰防渗接头的问题，在围堰上下游侧分别设置一道钢板桩防渗墙，钢板桩桩顶0.00m，底高层-30.00m。围堰断面布置图见图5-5和图5-6。图5-5 内河段围断面图图5-6 外江段围断面图5.1.3 导流渠左岸钢板桩围护围护左岸的钢板桩桩顶高程与纵向围堰顶高相同，顶高为4.0m，高于导流期最高河涌水位(1.68m)及设计高潮位(2.14m)，桩底高程约-29.0m，桩平均长度约33m。钢板桩桩背水侧回填粘性土，填土高程2.0m，按1：2.5坡比放坡至现状地面，钢板桩与回填土之间设置复合土工膜进行防渗。迎水侧采用抛石形成反压平台，平台宽2m，高程为-1.0m，并用格宾石笼进行护坡，坡比1：5，用膜袋砂护底，导流渠断面布置图见图5-7。图5-7 导流渠断面布置图见5.2 外江与内河围堰变更情况说明外江与内河横向围堰采用膜袋砂围堰，具体断面布置图见图5-5和图5-6，根据现场施工膜袋砂围施工中遇到的问题，拟将外江与内河膜袋砂围堰改变为纵向双排钢板桩围堰的形式，主要调整变更原因如下：1) 围堰基础的复杂性，围堰下存在深厚淤泥质土，膜袋砂围堰施工后，在上部荷载的作用下，易导致围堰沉降较大，导致膜袋砂围堰和钢板桩围堰连接处容易出现露水现象，影响围堰的正常运行；2) 施工周期的紧迫性，尽快为主体工程提供可靠的建设条件是围堰填筑和基坑开挖工程的首要任务，由于围堰需要在汛期前完成，这迫使围堰工程要在短期内完工，与膜袋砂围堰相比，钢板桩围堰工期较短；3) 围堰连接更合理，免受水流冲刷，由原设计的膜袋砂围堰变更为拉伸钢板桩围堰后，围堰连接平顺，避免过堰洪水在下泄过程中造成水流流态的紊乱，以免加大对膜袋砂围堰底部的掏刷；