水下抛石专项方案(共26页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上长江南京以下12.5米深水航道一期工程通州沙整治建筑物工程I标段水上抛石施工方案 编制人: 审核人: 审批人: 长江航道局长江南京以下12.5米深水航道一期工程项目经理部二一三年三月目 录专心-专注-专业长江南京以下12.5米深水航道一期工程通州沙整治建筑物工程I标段水上抛石施工方案1、工程概况1.1工程简介建设内容:长江南京以下12.5米深水航道一期工程整治建筑物工程位于长江太仓至南通间的通州沙和白茆沙水道,建设潜坝、丁坝和护岸等航道整治建筑物,全长40余公里,工程计划施工工期为27个月。本工程主要施工内容为:(1)通州沙潜堤(T0+000T9+600)9600m;
2、(2)丁坝:6座(T1T6);(3)相应导助航设施(施工期警戒专用标,施工期主航道航标调整,运营期整治建筑物专用标)。I标段平面图1.2抛石施工特点(1)本标段总抛石工程量约86万m3,加之本次招标同步实施的4个标段,加上周边的工程建设项目也存在极大的块石需求。本工程抛石工程量大、块石规格多,石料需求多,石料的供应需提前精心组织。(2)本工程T9+600为通州沙I标和II标的分界线,抛石施工需严格按照设计文件施工顺序要求,安排好两标段分界处衔接施工,避免局部河床变化造成工程量变化和施工难度加大。(3)工程堤身和丁坝施工过程中,因T1T6丁坝紧靠航道,抛石运输船舶众多,通航安全压力大。需联系相关
3、部门发布的施工通告和设置的施工专用标志,合理设置运输船待泊区和穿越航道线路,并加强水上巡逻。1.3抛石工程结构通州沙I标抛石堤主要包括通州沙潜坝T0+000T9+600段和T1-T6号丁坝。本标段抛石施工包括:堤心石1200kg、护面石100200kg、护面石200300kg、护面石300500kg、护面石400500kg护面石500700kg。总抛石工程量约86万m3。1.3.1潜堤结构(1)从桩号0+0009+600的9600m长度内,按堤顶高程变化可分为6段,其堤顶高程与堤顶宽度如下表。堤顶高程表 表3-1序号工程内容桩号堤顶高程(m)堤长(m)堤顶宽度(m)1通州沙潜堤0+0000+0
4、30堤身高度2m,堤顶高程-4.530520+0300+450堤身高度2m,堤顶高程-4.5-3.8420430+4500+500过渡段 堤顶高程-3.8-350440+5004+000堤顶高程-3-23500454+0004+500堤顶高程-250046过渡段4+5009+600堤顶高程-2051004潜堤合计9600m(2)堤身坡比均为1:2,堤头坡比为1:3,堤头前坡坡度为1:5。(3)堤心结构均采用1200kg块石抛填。潜堤典型断面结构图潜堤断面尺度表 表3-2部位内外边坡堤心块石规格(kg)护面块石规格(kg)/厚度(m)护脚块石规格(kg)/宽度(m)潜堤堤身段1:21200200
5、300/1.0;300500/1.1;500700/1.25;100200/5堤头1:3200300/1.0200300/101.3.2丁坝结构(1)堤顶宽度T1T4丁坝斜坡堤堤顶宽为8m,T5T6丁坝抛石斜坡堤堤身顶宽为4m,坝头顶宽加宽为5m。(2)堤顶高程各条丁坝与潜堤相接的堤根段在30m范围内与潜堤顶高程相同,T1T4丁坝的堤身与堤头按高度2m控制,T5丁坝的坝头高程为-7.0m,T6丁坝的坝头高程为-5.0m。(3)丁坝坝身坡比取1:2,坝头坡比为1:3,坝头前端向河坡坡度为1:5。(4)堤心结构均采用1200kg块石抛填。丁坝断面尺度表 表.3-3 部位内外边坡堤心块石规格(kg)
6、护面块石规格(kg)/厚度(m)护脚块石规格(kg)/宽度(m)丁坝坝根1:21200400500/1.15500700/1.25100200/5坝身1:2200300/1.0400500/1.15500700/1.25100200/5坝头1:3200300/1.0200300/101.4抛石工程量本标段抛石分为护面块石、堤心石和护脚块石,工程量总计约86万m3。I标段抛石施工主要工程量汇总表序号分项工程单位工程量1护面块石m32堤心石m33护脚块石m34小计(抛石)m3通州沙潜堤纵剖面图丁坝典型平剖面图结构图2、抛石施工工艺流程考虑到施工效率,本工程主要采用自航甲板驳加反铲挖掘机抛石和网兜抛
7、石相互结合的工艺进行潜堤、丁坝坝体的抛石施工。考虑到自航甲板驳加反铲挖掘机的生产效率,主要用于粗抛,而网兜抛石用于最后的细抛和补抛。自航甲板驳抛石施工工艺流程图网兜抛石施工工艺流程图3、典型施工段施工安排依据我局最新上报的施工进度计划结合设计总体施工顺序的要求,我部将T6+000-T6+500段作为抛石分项工程典型施工段。考虑现场工况,根据我局投入1艘抛石船,采用自航甲板驳加反铲挖掘机的工艺,抛石施工计划2013年3月10日开工,2013年3月30日完成。计划在典型施工中,重点考察水文、施工工艺抛石对抛石进度、质量的影响,经过总结和改进后再向典型施工段上下游展开。4、抛石施工总体安排考虑现场工
8、况,根据我局投入的设备,抛石施工计划2013年3月10日开工,2014年8月28日完工,总工期约18个月(535天)。抛石坝体拟分三个阶段实施。详细进度计划如下表所示。工程进度计划表项目开工时间完工时间工期(天)抛石施工2013/3/102014/8/28537潜堤抛石(T6+000-T9+600)堤心石2013/3/102013/8/31175潜堤抛石(T6+000-T9+600)护脚、护面石2013/4/92013/10/15190潜堤抛石(T6+000-T0+000)堤心石2013/4/12013/8/9131潜堤抛石(T6+000-T0+000)护脚、护面石2013/4/162013/
9、11/15214T1-T4丁坝抛石2013/8/62014/1/5153T5、T6丁坝抛石2014/2/252014/8/28185抛石施工横道图:4.1抛石施工第一阶段该阶段施工时间为2013年3月10日-2013年10月15日,投入7艘浮吊抛石船。施工安排:施工前,先进行典型施工段T6+000-T6+500施工,计划安排1艘抛石船。T6+500至T9+600作业面安排4艘抛石船,由上游向下游进行抛石施工,流水作业:堤身第一层抛石第一层护面堤身第二层抛石第二层护面护脚抛石。1艘船进行堤身第一层抛石,1艘船进行堤身第二层抛石及自检测量后的补抛施工,2艘船进行护面与护脚抛石。在T6+000至T0
10、+000作业面安排3艘抛石船,由下游向上游进行抛石施工,流水作业:堤身抛石护面抛石护脚抛石。1艘船进行堤身抛石,2艘船进行护面与护脚的抛石。4.2抛石施工第二阶段该阶段施工T1-T4丁坝,时间为2013年8月6日-2014年1月5日,投入2艘抛石船。施工安排:T1-T4丁坝在丁坝根部潜堤完成后即可开始施工,具体安排为 T1、T2丁坝安排一艘抛石船进行施工,T3、T4丁坝安排一艘抛石船进行施工,施工过程中保证T1-T4丁坝同时由坝根向坝头推进。4.3抛石施工第三阶段该阶段施工T5、T6丁坝,2014年2月25日-2014年8月28日,投入3艘抛石船。施工安排:为保证与II标段T5-T8丁坝同时施
11、工,根据II标段进度计划安排,我部计划2014年2月25日开始T5、T6丁坝抛石施工,考虑到工程量及施工难度,T5丁坝安排一艘抛石船、T6丁坝安排浮吊抛石船进行施工,施工过程中可相应调整,保证同步推进。5、抛石施工工艺根据本工程离岸远、潮差大、轴线长的特点,抛石的重点和难点在于根据当时的施工条件准确抛投到位,关键是定位准确和均匀足量抛投,辅以定点断面测量和抛前、抛后水下地形测量检查。水下抛石施工要诀:“划分小区,船机定位,掌握落距,合理挂挡,定量抛投、多次抛匀”。5.1抛石前准备工作5.1.1材料准备在工程开工前,施工和监理单位共同到山场考察石料的质量。对拟选定山场的石料进行取样,送到具有检验
12、资格的检验机构试验,只有石料的硬度、湿抗压强度、软化系数、容重及有关指标满足设计要求,才能作为供料场。(1)石料或块体的规格和质量满足设计要求。石料质地坚硬,无风化剥落和裂纹,抗风化能力较强,在水中或受冻后不崩解。不使用薄片、条状、尖角等形状的石料。风化石、泥岩等不作抛填石料。块石具有合理的级配,减少孔隙率。(2)护面石料在水中浸透后的强度不低于50MPa,堤心石、垫层块石、护底块石等在水中浸透后的强度不低于30Mpa。(3)在石料船到达施工现场后,再做进场检验,如果石料规格和质量不能满足设计要求,则作整船退料处理,杜绝不合格材料投入到本工程中。5.1.2抛石的船机设备浮吊抛石船选用起吊能力在
13、10t以上的全回转浮吊船。块石运输选择500t以上深舱驳,每艘抛石船上配有所需的GPS-RTK测量定位系统,运输船的网兜也采用质量较好的网兜,保证在起吊及回旋过程中不发生破裂,以保证施工质量及安全。拟投入的主要抛石施工设备序号设备名称、型号数量(艘)进场时间备注1浮吊抛石船500t以上32013.32自航甲板驳500-1500t42013.33石料运输船500t以上902013.34交通船200kw22013.35.2抛石施工方法5.2.1抛石网格划分、计算网格工程量首先测绘出铺排完成后的水下地形图,然后沿堤轴线根据水深、船型分层划分若干网格,并结合设计断面尺寸和划分的网格计算出各区段各网格的
14、工程量。沿平行于水流方向,由顺堤轴线为中心设置10m5m的施工网格,对照里程号及断面抛填序号编号命名各抛填网格。为保证坝体的坡比,斜坡区域网格抛石区按0.5m分层抛填,分层平抛,网格设计工程量为25m3。同时,为提高抛填效率,堤轴线附近网格抛石,可按1.0m分层抛填,网格设计工程量为50m3。5.2.2测定漂移距水下抛石位移直接影响到抛石质量,施工前进行抛投试验,实测不同粒径,不同重量的块石,在不同的水位,不同的流速下的水平落距,以利于定位船准确定位。1)采用网兜式抛石船进行水上抛石施工,如果水位合适,抛石船可直接将块石安放在河床上,能达到最理想的效果。2)若水位过高,水深流急,无法触及到河床
15、底,抛石前根据水深、流速、流向,计算出漂移距。通过现场抛投试验确定船舶定位方式、移动控制方法、方量控制方法等。抛石漂移距确定需采用理论计算和实测两种方法进行比较,找出接近实际的漂移距,控制抛石施工。理论漂移距按下面公式计算:Ld0.74VfH/G1/6式中: Ld 块石抛填水平落距(m);Vf表面流速(m/s)H水深(m)G块石重量(kg)以堤心石规格计算为例,块石重量取平均值50kg,不同表面流速下的漂移距计算如下:vf表面流速(m/s)h水深(m)G块石重量(kg)Ld抛填水平落距(m)1.510505.781.59505.201.58504.631.57504.051.56503.471
16、10503.8619503.4718503.0817502.7016502.310.510501.930.59501.730.58501.540.57501.350.56501.160.310501.160.39501.040.38500.930.37500.810.36500.69测量块石抛填水平落距还有一个简单易行的方法。选择不同粒径的块石分别系上2倍水深的细尼龙绳,将绳的另一端系上浮漂,抛投后根据绳长、水深及入水角和浮漂计算漂移距,做好记录。5.2.3自航甲板驳抛石(1)定位船定位定位船垂直于水流布置,采用5缆定位,上游方向抛设主领水锚,左右两侧抛设 “八字”锚以固定船位,通过收、放锚缆
17、可灵活控制定位船上、下、左、右移动。根据抛石区域水流的情况给定位船配备合适的锚缆。根据我局在长江中、下游施工经验,领水锚配备1.5吨霍尔锚,22.5mm钢缆; “八字锚”配备1吨霍尔锚,22.5mm钢缆。通过定位船上配备的GPS-RTK定位系统定位设备定位,根据软件界面调整定位船的位置。(2)石料船挂档当定位船定位后,在定位船上沿施工断面方向,在定位船船舷中间划一条挂挡位置线,向船头、船尾各5m处再划4条挂档线,5条挂档线间隔为5m。在定位船设计挂档线处上焊接挂档桩,调整挂档缆绳的长度使得各抛石船间、抛石船与定位船间距达到挂档设计图的要求。一旦校准了船体的位置,抛石船与定位船相对位置固定下来,
18、以后每次抛填各抛石船每次抛填时挂档的位置都保持固定。抛石船系在挂档桩上,船头中间对准挂档线,一个抛填完毕后进行换挡操作。为提高抛石的效率,可根据流速大小情况,抛石船下游再挂靠1-2艘抛石船组队抛填,实现一次挂档、多船同时抛填,大大提高了抛石施工能力。但是,多船组队挂档时,注意最后一艘船随水流摆幅不应超过1m,否则抛石定位精度不够,不能继续再挂靠抛石船。抛石船挂靠在定位船的下游,用两根缆绳固定。当流速较大时,下游的最后1艘抛石船尾部抛两口八字锚,可以增加各档可加挂抛石船数量。下图所示为抛石船后加挂1艘抛石船的情况。5m5m5m5m10m10m10m10m定位船漂移距X水流方向抛石船抛石船坝轴线1
19、0m5m5m5m5m5m5m12m12m挂档抛投定位示意图在实际操作中,可将挂在定位船下游各抛石船(1-2艘)编为一队,完成抛石后,编队开往石料场再装石料。当抛石船挂档后,在抛石定位系统监视下,定位船通过卷放定位锚缆,让定位系统的抛石船图标落在设计网格内,表示定位完成,便可进行抛填施工。(3)抛石、换挡作业1)块石的抛投主要采用1m3液压反铲式挖掘机机械抛填,抛填时判断可是否为抛石边界,采用左舷单抛、左右舷两边抛两种作业方式。左舷单抛适用于形成顺堤堤身坡面,坡比控制较好,但抛填效率较低;左右舷两边抛适用于顺堤堤身非边坡位置,两侧同时抛填施工效率较高。2)当抛石网格内的抛石厚度达到分层厚度(0.
20、5m或1.0m)要求,则进行换挡抛填,即定位船不动,将抛石船缆绳移套定位船下一挂档桩上,继续抛填下一网格。漂移距X10m抛石船定位船水流方向抛石船12m12m堤身两艘抛石船编队挂档抛投示意图3)换挡抛投顺序网格设置为105m的方格,选用1艘500t甲板驳进行机械抛填。1艘500t甲板驳装满约250m3块石,按网格法抛投顺序,如下图所示分5次(n=5)抛填,平均每层厚度为1m。如在坝体轴线区域抛填,可将1船分10次抛填(2次移位、10次换挡),平均分层厚度控制为0.5m,可以保证顺堤抛填的平整度及坡比。两艘抛石船编队换挡抛投顺序示意图5.2.4网兜抛石(1)钢丝网兜制作钢丝网兜一般做成2m5m大
21、小的正方形,四角连接吊绳及吊环。以下是22m的网兜制作,网兜四周边框采用4根14的钢丝绳,四角穿琵琶头,两两相连;网兜中间采用双股2耐磨钢丝,在框架内编织成间距10cm的网状;吊绳采用4根2m长14钢丝绳;为方便在吊绳挂钩,将吊绳穿在两个100钢质吊环中。其结构图如下:钢丝网兜制作图(单位:mm)(2)块石装船在块石装船前,预先在深舱驳底部由舱尾向舱首平铺810层网兜,铺设采用错位重叠法,上下两个网兜错位1525cm,网兜吊环全部向舱首,以保证挂钩时吊环露在石堆外面,方便人工挂钩,如下图。网兜错位重叠铺设示意图(单位:mm)在装船码头上,运输车直接将块石倒入深舱驳内。同时在舱首预留2m左右的距
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