《组织施工设计》环保疏浚清淤工程施工组织设计.doc
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1、环保疏浚清淤工程施工组织设计第一章 综合说明东湖位于市区中心,由九条骨干河道汇聚而成,水域面积约0.63km2,是市民休闲聚会和健身娱乐的重要场所,是国家4A级旅游景区。由于东湖水域已多年未进行有效的清淤治理,湖底淤泥淤积较厚,沉船、乱石堆、水泥块等障碍物也较多,对东湖的水生态环境及水质带来了不利影响,成为东湖进一步发展建设的制约因素。为改善东湖水环境,本次计划对东湖85处障碍物进行清除和中东湖13.57万m3淤泥清除。我公司在仔细研究了工程资料和组织现场踏勘后认为,本工程主要具有如下特点和难点,须在施工方案编制中予以充分考虑。第一,本工程湖区内存在较多的水下障碍物,主要为石块、沉船和水泥块等
2、,可采用液压抓斗式挖泥船清挖施工,清障后得到相对洁净的工作面,再实施水下清淤,有利于提升后续清淤效率。第二,湖区污染底泥含水率高、触变性大,极易流动和碰触扩散,常规的绞吸式开挖容易产生逃淤和水体污染,必须选择专用的环保绞吸式挖泥船实施环保清淤,以保证淤泥有效清除,避免二次污染。第三,湖区水域开阔,淤泥分布厚度不一,容易产生欠挖、漏挖情况,应选用分区网络开挖法施工,结合GPS、测深仪等仪器设备,实施开挖自动化监控,以保证开挖精度。第四,本工程淤泥堆场距离清淤区较远,已超出挖泥船单船最大输送排拒,需在输泥管道中途设置接力泵船设备,密封接力输泥施工,确保淤泥输送安全。第五,挖泥船开挖出的淤泥通过管道
3、吹填入堆泥塘后,需排出大量的余水,余水中常夹带细颗粒泥质,直接排放会造成环境污染,必须对余水进行净化处理,以避免环境污染。第六,本工程地处平湖市中心,施工中应严格控制机具噪音、油烟尾气排放等,最大程度降低环境影响。对于有着特殊工艺、环保要求的疏浚工程施工,一直是我公司的施工特长。我公司是一家专业的水环境治理公司,是目前国内环保疏浚行业内设备最强、技术最新的施工企业。公司拥有十几套环保型绞吸式挖泥船、接力泵船、专用环保绞刀、斗轮挖掘装置、余水处理设备、淤泥脱水机械等多种不同用途的水环境治理专业设备,先后承建了杭州西湖、嘉兴南湖、无锡太湖、无锡五里湖、厦门员当湖、武汉月湖、绍兴镜湖、瓜子湖、余姚牟
4、山湖、溧阳天目湖沙河水库、宜兴竺山湖、常州武进竺山湖等众多生态清淤工程,所建项目占国内湖泊、水库生态清淤工程的百分之七十以上。公司拥有一个工程船厂和船舶研究所,长期致力于环保疏浚领域的技术研发,得益于不断的施工实践、探索和创新,先后自主开发了淤泥筑堤机、接力泵系统、质量自动化监控系统、余水处理装置、淤泥脱水机械等新型设备,解决了以往环保疏浚施工中存在的二次污染、管道泄漏、排距限制和陆路调遣等技术难点,组织建立了一整套较全面、完善的环保疏浚系统化技术。目前,我公司拥有的环保疏浚技术在国内乃至国际均处于领先地位。我们设想,若我公司承接本标工程,可充分利用自身在设备、技术和经验上的优势,从公司自有的
5、设备中抽调一套抓斗清障设备、一艘浮吊船、一艘环保绞吸式挖泥船、一艘接力泵船和四公里输泥管道等设备(公司船厂基地另设同类型、同系列备用设备),配备经验丰富的专业技术工人,组织高标准、机械化的专业、快速施工。采用抓斗清障船等设备进行清障施工,再采用环保绞吸式挖泥船实施中东湖清淤,清淤后的土方通过加接了接力泵船的全封闭管道输泥系统安全输排至堆场处置,堆场产生的余水采用“物理+化学处理”的组合工艺进行环保处理,达标后排放。在整个施工过程、施工线路上,我们将贯彻“安全和环保第一”的原则,保证质量和工期,保证工程形象,同时将环境影响控制在最小范围内,为取得最佳的施工效果不遗余力。我们理解,平湖市东湖清障、
6、清淤工程是一项关系民生、经济、安全和环境保护的重点工程,虽然有着一定的施工难度,但我们相信,凭借我公司在河湖整治方面的专业能力,以及对工程充分的重视,定能营建一个让业主和相关各方满意的形象工程。第二章 主体工程施工方案1 施工总体方案 本工程东湖施工区采用抓斗清障船实施清障,清障后的中东湖区域采用环保绞吸式挖泥船进行清淤,清淤后的土方通过全封闭管道输送和接力泵设备加压输送后吹填入堆场内,堆场余水采用“物理+化学处理”的组合工艺进行净化处理,达到规定指标后通过退水口排出。2 施工管理目标(1)工期目标:本工程计划于2011年4月11日开工(具体以监理签发的开工令为准),至2011年6月20日前完
7、工,工期70个日历天。(2)质量目标:达到“合格”等级。(3)安全目标:安全生产无事故。(4)文明目标:文明施工,争创文明标化工地。(5)环保目标:严格控制各类污染因子,降低施工期环境影响。3 施工程序安排 (1)合同签订后,在预定的开工时间前完成设备调遣等必要的前期准备工作; (2)工程开工后,先行堆场围堰施工,同时在障碍物堆场建成后,开始湖区清障施工; (3)堆场全部建成后,开始挖泥船清淤施工,清淤后的土方通过管道输送至堆泥塘内;(4)全部工程量完成并经验收合格后,进行设备撤出和场地清理等工作。4 堆泥塘围堰修筑方案4.1 针对特点的方案设计(1)根据堆泥塘淤泥处置要求,修筑四周围堰和场内
8、交叉格埂,修筑用土自堆泥塘内取用,计划采用挖掘机施工,推土机分层填筑和碾压施工;(2)堆泥塘主要位于农田区,采用水泵抽排出积水,同时在场内布设必要的排水沟网,在围堰填筑期间实施日常性排水工作,保持干场作业。(3)堆泥塘内另布设一个沉淀池,在堆泥塘进入沉淀池和沉淀池出口围堰上布设闸箱体式退水口,可灵活调节退水高程,形成二级退水,以有效降低余水排放浓度。(4)堆泥塘局部围堰靠近水岸,须设置足够的沉降和位移观测点,施工期严密监测,谨慎施工,以保证施工绝对安全。4.2 工艺程序设计施工准备 基面排水表土清挖沉降和位移观测土方填筑土方填筑截水沟开挖退水口布设4.3 基面清理工作(1)围堰修筑前,采用水泵
9、抽排出施工作业面内的积水。积水排干后,在围堰基础范围内布设必要的临时排水沟,实施淤泥层及时排水晾晒。基面淤泥基本晒干后,采用挖掘机分区、分段清除。(2)填筑区及取土区范围内,按规范要求进行清基,清除表土。表土系指含细根须、草本植物和覆盖草等植物的表层有机土壤,清理边界超出设计边线3050cm,表层不合格土、杂物等必须清除,清基厚度以充分清理完根植土为标准,基础清理后及时报请监理工程师验收。(3)清基中挖除的杂物均运到指定的地点堆放,并采用排沟和压实的措施,防止堆放的土壤被冲刷流失。围堰基面清理后,按填筑要求进行回填处理。4.4 围堰及格埂土方填筑工作(1)筑堰土料在堆泥塘内取用,取土坑边缘距离
10、堰脚5m以上,距河岸10m以上,在堆泥塘内取土填筑时,取土坑不得连续贯通,以防泥浆串流冲刷堰基。(2)施工时,采用挖掘机在场内规划取土区开采合格粘土,剔除杂质土,将合格土料翻运并铺填至规定部位,再采用推土机分层铺填,铺填厚度和土块直径的限制尺寸通过碾压试验确定。铺填时尽量保持与其他施工段同步作业。铺料至堰边时,在设计边线外侧各超填一定余量。(3)在每一层土料铺填后,现场取样抽检含水量,土料的最优含水量指标根据标准击实试验的结果及土料的干容重含水量曲线等综合确定,并报监理人批准后实施。施工中严格按设计参数进行控制,若土料的含水量过高,则采用晾晒或挖机翻晒等措施加工,待土料含水量达标后方开始碾压工
11、作。(4)在施工期雨季内进行土方填筑时,做好防雨措施。为保证土料正常的含水率,当日降雨量大于1.0mm时,围堰停止填筑。当风力或日照较强时,按监理人的指示,进行洒水湿润,以保持合格的含水量。受雨淋或过干的土料经处理并经监理人检查合格后,方可继续施工。(5)碾压采用推土机统一碾压,轮迹排压法施工,碾压行走方向平行于堤轴线。推土机碾压不到的部位辅以蛙式打夯机夯实,夯实时采用连环套打法,夯迹双向套压。土方碾压前设立标志,以防漏压、欠压和过压,上下层的分区接缝错开分布。(6)围堰的每一填土层按生产性试验选定并经监理人批准的施工碾压参数进行碾压,并经监理人检查合格后,再继续铺筑上一层土。在继续铺筑上层新
12、土之前,应对压实层表面残留的、被履带凸块翻松的半压实土层进行处理(包括含水量的调整),以避免出现土层间结合不良的现象。推土机碾压遍数、分层厚度根据现场压实试验确定,以压实度达到设计要求为标准。(7)在接触的坡面上,施工中配合填筑的上升速度,将表面的松土铲除至已压实合格的土层为止。坡面需经刨毛处理,并使含水量控制在规定的范围内,再继续铺填新土进行压实。(8)堆泥塘内按设计要求加筑中间格埂,格埂交叉布置,以防泥浆串流冲刷堰基,格埂修筑顶高程与吹填高程一致。(9)在围堰修筑部位设置足够的沉降和位移观测点,施工期间严密观测,结合观测数据,控制围堰分层加荷速率,保证施工安全。4.5 退水口布置工作在堆泥
13、塘进入沉淀池和沉淀池出口的围堰上布设退水口,退水口采用闸箱体加退水管的形式,箱体材料采用钢板,箱体进水侧安置五档闸板(叠板),可灵活调节退水高程,箱体出水侧伸出三根HDPE(直径40cm)退水管。退水口外设置防冲体,避免直接冲刷堰体,防止土方流失,确保围堰安全。4.6 截水沟开挖工作在围堰修筑完成区域,沿围堰外沿人工开挖截水沟,以截排雨水、污水等,避免环境污染,防止水土流失。5 湖区清障方案 (1)本工程东湖内要求清除的水下障碍物主要为水泥块、沉船、石块、石墩、水泥桩、水泥墩、地笼等构件,计划主要采用液压抓斗式清障船进行开挖清理,较大体型的构件配合浮吊船起吊施工。 (2)在湖区内进行石块、水泥
14、块等障碍物清理时,通过液压抓斗式清障船水下挖除,直接装驳船运输;较大型的沉船通过液压抓斗式清障船开挖起吊后,气割分解并装入驳船;在进行水泥桩、水泥墩台等基础性构件清障施工时,先采用液压抓斗式挖泥船沿墩台四周挖深后,再通过浮吊船起吊后装船外运。 (3)在障碍物堆场旁的河岸边,布置12m独立扒杆索抓设备一套,驳船装运清障物沿河道到达堆场旁后,通过独立扒杆索抓设备抓抛清障物入堆场内。堆场内,另布置一台挖掘机,做好堆场整理工作。6 湖区清淤方案6.1 针对特点的方案设计(1)选用环保绞吸式挖泥船为主体施工设备,装配专用的环保绞刀头进行环保清淤作业,密封、薄层开挖法施工,保证淤泥有效清除;(2)湖区水域
15、开阔、面积大,分区、分块组织清淤施工,清淤时采用GPS全球定位仪和回声测深仪等仪器进行开挖监控,确保清淤质量;(3)利用水域条件布设长距离水下潜管,配必要的浮管和岸管,组成全封闭管道输泥系统,保证淤泥安全输送入堆泥塘内。(4)堆泥塘余水采用物理处理结合药剂投放处理的方法进行处理,确保余水处理后符合设计要求的SS值小于150mg/L的指标。6.2 挖泥船选型根据本工程清淤条件和要求,计划选用环保绞吸式挖泥船为主要清淤设备。该挖泥船装配专用环保绞刀头,采用定位桩台车,安装自动挖泥控制系统,使用GPS定位,而且船体可分体拆装,是目前国际最先进的专用环保清淤机械。在本工程施工中,该挖泥船的适用性主要体
16、现在以下几个方面:环保绞吸式挖泥船专用环保绞刀头(1)采用环保绞刀开挖技术,清淤彻底无污染。湖底淤泥质量轻、含水量高,常规绞刀开挖中容易碰触扩散,而专用环保绞刀头可有效避免淤泥逃逸扩散。环保绞刀装配有导泥挡板、绞刀密封罩、绞刀水平调节器等装置,无论清淤深度如何变化,通过绞刀水平调节器,使绞刀始终保持水平状态,清淤时绞刀外罩底边平贴湖床,绞刀密封罩将绞刀扰动范围内的淤泥有效封盖并通过泥泵充分吸入。与常规的敞开式绞刀相比,专用环保绞刀有效防止了因绞刀扰动使底泥颗粒向罩外水体扩散,避免施工过程中因挖掘造成二次污染。质量程控仪表(2)实现自动化挖泥监控施工,开挖精度很高。环保绞吸式挖泥船上配备有挖深指
17、示仪、罗径方位表、绞刀压力表、浓度显示仪等精确反应机械工作状态的仪表,装备船用GPS全球定位仪、回声测深仪等测量设备,具备先进的、全方位的质量监控系统。该系统平面控制利用GPS定位,通过模拟动画,可直观地观察清淤设备的挖掘轨迹;高程控制通过挖深指示仪和回声测深仪,精确定位绞刀深度,挖掘精度高,可有效避免漏挖和无效超挖情况的产生。接力泵船(3)采用可靠的全封闭管道输泥技术,不会产生泥浆泄漏情况。在挖泥船至堆泥塘线路内先后布设一条全封闭输泥管道,管道可利用水域大范围使用水下潜管,以降低对环境的干扰影响。当排距较远时,在管道中途串接同特性接力泵船,将淤泥密封输送至更远的距离以外,实现全封闭、远距离输
18、泥施工。(4)挖泥船柴油机均为美国卡特比勒原装进口设备,且设置消音器装置,噪音低,施工作业时,关闭船上机舱门,噪音可控制为:甲板上,70分贝,离船20米,55分贝。挖泥船柴油机的废气排放指标符合国际海事组织(IMO)对船用柴油机的排放要求。6.3 工艺流程设计施工准备管道输送泥浆余水净化处理吹填入堆泥塘环保绞吸船清淤管道压力监测余水SS值监测余水达标排放6.4 挖泥船调遣进场方法挖泥船分体吊装 拟投入本工程的环保绞吸式挖泥船体型灵巧,船长28m,船宽6.7m,船高2.4m,平均吃水1.1m。根据本工程所在地航道宽度、桥梁高度等综合航运条件,挖泥船可自我公司基地出发后,经申嘉湖航道、河网水道等调
19、遣进入中东湖施工区。同时,我公司的环保绞吸式挖泥船可分体拆装调遣,当水路调遣受限时,可将船体分体后,分块通过平板车运输进场,再通过临时码头吊装下水,再行拼装。6.5 管道铺设工作根据清淤区至堆泥塘间的地形条件,计划在挖泥船尾后连接300m左右长度浮管,浮管后连接水下潜管至堆泥塘岸边,再接岸管一直延伸至堆泥塘进泥点。水上浮管(1)浮管敷设:浮管敷设线路近似流线型弯曲,并跟随挖泥船清淤作业在施工区水域上移动。浮管前后分别连接挖泥船和潜管,并采用橡胶管柔性连接。因浮管要承受水流、风浪及输泥时的冲击力等影响, 故管段间的法兰连接必须十分牢固可靠,同时严格控制浮管摆幅和线路顺畅,每隔100m左右双向抛小
20、锚定位,防止水流、风速造成管线大幅度摆动,影响施工生产。未沉放前的潜管(2)潜管敷设:潜管铺设时,预先在岸边连接输泥管线,每隔3根输泥钢管配一节橡胶管柔性连接,并将管线一端采用定制钢板及橡胶垫圈封堵,采用工作船拖带入水、牵引半潜行,管线基本至预定方位后,连接两端端点站,端点站配备水泵和压缩气泵及相应闸阀件,通过向潜管内注水、呼吸阀排气实现管线下潜。岸管(3)岸管敷设:在河岸距离堆泥塘的陆地上铺设岸管。岸管采用法兰加橡胶垫圈、螺栓连接,岸管铺设时采用人工挑抬连接施工,铺设中尽量平坦顺直,避免死弯。岸管在穿越堤防、道路设施时,采取挖深埋管方式通过,并做好现场设施原样恢复工作,保证安全。6.5 清淤
21、开挖工作6.5.1 分区施工根据中东湖清淤区的大小、形状、泥层厚度和水质保护等要求,为便于质量和进度控制,将整个清淤区域按100m100m面积大小划分清淤区块,各个区块的交叉点坐标点输入挖泥船上的GPS系统,设定清淤开挖顺序。6.5.2分条开挖环保绞吸式挖泥船在各施工区块内作业时,以扇形横挖法为原理分条开挖,即挖泥船将定位桩打设在湖底泥层中,实现对船体中心定位,并通过定位桩台车的液压轴臂的伸缩,实现定位桩台车在船尾滑道内相对船体的位移,使船体在反作用力下短线推进,并依靠挖泥船前端左右绞车收放锚缆,使船身以船尾定位桩为中心,船长为半径,绞刀头左右扇形移动,实现挖泥船扇形横挖法作业。根据挖泥船横摆
22、有效宽度,设计分条宽度35m,条幅间搭接12m,避免漏挖和相邻区块塌方残留。6.5.3 低扰动清淤 根据环保清淤要求,利用环保绞吸式挖泥船优越的环保机械性能和自动化程度,采用低扰动清淤法施工。低扰动清淤法施工的主要特点是密封开挖、薄层开挖和开挖系统实施速度限制,可最大程度保证清淤率,降低浮淤扩散机率,避免二次污染超出限制范围。(1)密封开挖:采用专用环保绞刀开挖,环保绞刀是当前环保清淤领域最先进的环保清淤装置。环保绞刀装配有导泥挡板、绞刀密封罩、绞刀水平调节器等装置,无论清淤深度如何变化,通过绞刀水平调节器,使绞刀始终保持水平状态,清淤时绞刀外罩底边平贴湖底,绞刀密封罩将绞刀扰动范围控制在密封
23、罩内,确保环保绞刀挖掘范围内的淤泥被泥泵充分吸入。与常规的敞开式绞刀相比,有效防止了因绞刀扰动使底泥颗粒向罩外水体扩散,避免了施工过程中因挖掘造成二次污染。(2)薄层开挖:环保绞刀头因绞刀密封罩的作用,开挖厚度必须控制在50cm以下,开挖厚度是建立在额定转速、泵吸浓度、绞刀净深协调平衡的基础上,避免出现泥量过大产生逃淤,泥量过小产生效率太低的情况。根据本工程淤泥厚度情况,施工时一般分12层开挖(具体视实际施工调整),薄层开挖法可保证水下淤泥被充分吸取,同时也有益提高开挖精度。(3)限速控制:利用我公司在湖泊和水库清淤施工中的实践数据,并在施工中结合本工程清淤试挖情况,合理设计绞刀转速、横摆速度
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