降水导流施工方案及计算

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1 编制依据及目的

1 降水导流施工方案

1、概述

1.1工程概况

本标段交叉建筑物分布共计44处、66座。具体为:分水闸1座、节制闸2处(座)、桥梁16座(公路桥3座、生产桥13座)、涵闸18座、倒虹吸7座、附属涵闸19座、附属倒虹吸1座、穿路涵2座。

1.2水文气象

输水工程沿线地下水为第四系孔隙潜水,分布于沿线第四系松散沉积层中。主要受大气降水补给;临黄河段接收黄河水的侧渗补给。地下水埋藏深度受地形和引水影响。勘探期间,地下水埋深一般0.9~7.8m,局部深达8.56~10.08m。地下水位年变幅2.0~4.0m左右。

本标段桩号(24+600~36+813)为缓平坡地与河槽洼地相间段。

鲁北段小运河输水工程输水规模50m3/s,**倒虹吸设计输水量50m3/s,5年一遇排涝流量72.0m3/s,20年一遇防洪流量143m3/s。

经现场实际了解,位山***日常输水量65 m3/s,于每年的9月中旬到次年6月中旬向天津河北供水。

1.3施工期设计洪水

根据输水河道工程设计第二册施工*标施工图纸,施工工程时段分别按10月~次年5月和11月~次年4月两种情况考虑,进行施工期设计洪水分析计算。施工期洪水标准为10年一遇。******节制闸施工期10年一遇洪水流量(10月~次年5月)为9.9 m3/s,(11月~次年4月)为4.1m3/s。

2、编制依据

(1)《南水北调东线一期鲁北段****工程施工组织设计》

(2)南水北调东线一期鲁北段****工程招标技术文件

(3)南水北调东线一期鲁北段****工程输水工程施工图纸

(4)《南水北调****工程施工导流及降排水方案专家咨询意见》

(5)现场踏勘了解的情况

3、施工布置 1 编制依据及目的

2 3.1道路布置

利用河道两岸已有道路和施工便道,左、右岸以现有三座公路桥和施工过程中围堰堰顶作为连接道路,满足施工需要。

下河道和基坑专门修筑施工便道。

3.2 施工用电

施工降排水用电以利用当地社会电为主,以30kw/50kw发电机为辅,根据施工实际需要现场适当调配。

4、渠道降排水方案

根据施工图纸,结合现场踏勘情况,南水北调东线一期工程鲁北段工程****工程输水渠道降排水方案分为以下三种方式:

第一种为34+662~36+813新挖渠道段降排水方案。

第二种为24+600~33+237****降排水方案。

第三种为33+237~34+662***段降排水方案。分述如下:

第一种为34+662~36+813新挖渠道段降排水方案。

新挖河道段降排水方案采用管井井点法,管井间距初拟为20m~40m,井深15m,根据现场管井试验最终确定间距和井深,左右岸梅花型布置在渠堤外侧。管井采用机械造孔,井壁采用无砂管,四周回填小石作为渗透层。井内安设潜水泵将渗水抽排至渠堤以外排水沟,排水沟内铺设防渗布,最后由排水沟引入东八支渠、羊角河等附近渠道内。管井降水曲线图见下图,管井计算详见附件1。

1 编制依据及目的

3 第二种为24+600~33+237****降排水方案。

对于****河道降排水,实施前提条件是施工期间****不考虑农田灌溉。拟在**倒虹吸24+813处,修筑一条挡水围堰,将小运河上游来水拦截,同时,***下游南外环处橡胶坝要降至最低位置,使小运河、***水位下降,以便河道施工。

****采取全断面分段截流、分段降排水、分段开挖衬砌的施工方案。先在施工段小运河修筑上下游围堰,截断河道明水,进行河道初期排水,采用2台6SA-8B离心泵抽排河道明水,将明水抽排到小运河未施工段河段。

初期排水完成后,沿河道底部中间每隔40m布置1眼深9.5m管井,并在河道中间带坡比开挖纵向排水沟,将河道内渗水引排至集水井,每眼井安设1台IS(IR)65-50-125型潜水泵将井水抽排到渠堤排水沟,引排到相邻小运河未施工段,或排至***、二干渠等附近河道沟渠。

管井计算过程详见附件2。

第三种为33+237~34+662段***段降排水与导流方案。

***段河道拟采用导流明渠法实施,即:从小运河和***交汇处桩号33+237开始,至下游***节制闸34+721下游围堰止,沿***右岸永久征地线2m外,开挖一条导流明渠导流,导流明渠上口宽12m,底宽3m,深3.5m,渠道坡比为1:1.5,计算过程详见附件3。***河水导流完成后,河道降排水方案与上述小运河河道降排水方案二相同。

5、建筑物导流

5.1建筑物导流方案

根据本建筑物所处地形、地质、水文条件、布置特点及现场实际情况,本工程建筑物导流施工方案分为以下方式:

方案一、施工导流按一期进行,采用上下游围堰挡水,明渠导流。采用本方案的建筑物有**倒虹吸、***节制闸、***节制闸。

方案二、采用上下游围堰挡水,基坑抽排。采用本方案的建筑物有***节制闸、7个倒虹吸等建筑物。

5.2导流标准

本标段河道交叉建筑物受河流及汛期的影响,只考虑**倒虹吸、***节制闸、***节制闸施工导1 编制依据及目的

4 流。***枢纽及**倒虹吸为Ⅰ级建筑物,导流建筑物应为4级。根据本工程导流建筑失事后果影响较小、使用年限较短、围堰高度较小及河道洪水过程较短等因素,本工程导流建筑物的级别按规范降低一级采用Ⅴ级,导流建筑物设计洪水标准拟采用5年一遇洪水标准。

5.3导流时段

**倒虹吸导流时段按一期导流进行,拟在非汛期(10月~次年5月)施工。导流时段为2011年10月1日~2012年5月31日。

***、***节制闸导流按一期进行(导流明渠兼用***段导流明渠),导流时段为2011年9月10日~2012年5月31日。

***节制闸设计在新挖河道段,不受河道汛期排涝影响,不需要导流。

6、导流建筑物设计与施工

6.1导流建筑物设计

6.1.1导流建筑物平面布置

根据施工图纸和工程所在位置的地形、水文及地质特点,结合工程实际情况,**倒虹吸施工导流按一期进行,先在小运河上游修筑围堰,截断小运河上游来水,再从位山***左岸修建临时导流明渠,将***水流改流由**枢纽上游绕过,***水流导流至***下游,导流明渠拟采用铺设一布一膜复合土工膜防渗,两头接口处砌筑10m长砼预制块防止冲刷,以满足位山***65m3/s输水需要。之后,在***上下游修筑围堰拦截渠道过流,使***水流从左岸明渠过流;在**倒虹吸小运河下游修筑围堰拦截小运河渠道内水流。导流明渠过流量按65m3/s计,通过明渠水力计算其断面尺寸初拟为:上口宽50m,底宽30m,深4m,渠道内外坡比均为1:2.5。

***导流明渠示意图见附图1。

***导流明渠修筑参数见表6-1;

表6-1 ***导流明渠修筑参数表

名称 单位 数量 备注

土方开挖 m3 80151

土方填筑 m3 24750

征地面积 亩 85.5 1 编制依据及目的

5 ***节制闸施工导流按一期进行,上下游围堰分别位于上下游连接段以外处,导流明渠布置于***河道右岸。

***节制闸导流按一期进行,下游围堰分别位于上下游连接段以外处,导流明渠布置于***河道右岸。

其他建筑物较小,导流布置根据现场实际决定。

6.1.2 导流建筑物结构

围堰结构为均质土围堰,利用就近开挖的土料碾压填筑。围堰采用铺装土编织袋防护围堰坡脚和坡面受水流冲刷损坏。导流明渠及截水沟迎水面采用复合土工膜防渗,混凝土预制板压边。

**倒虹吸施工导截流参数见表6-2,表6-3;

***、***节制闸施工导截流设计有关参数见表6-4,表6-5。

表6-2 **倒虹吸***上、下游围堰参数

名称 堰顶宽(m) 堰顶高程(m) 堰底高程(m) 坡比

上游围堰 5 39.5 33.4 1:2.5

下游围堰 5 39.5 33.4 1:2.5

表6-3 **倒虹吸小运河下游围堰参数

名称 堰顶宽(m) 堰顶高程(m) 堰底高程(m) 坡比

上游围堰 5 35.5 30.5 1:2.5

下游围堰 5 36.5 31.3

1:2.5

表6-4 ***节制闸下游围堰参数

名称 堰顶宽(m) 堰顶高程(m) 堰底高程(m) 坡比

下游围堰 5 34 28.5 1:2.5

表6-5 ***节制闸上游围堰参数

名称 堰顶宽堰顶高程堰底高程坡比 1 编制依据及目的

6 (m) (m) (m)

上游围堰 5 34 29 1:2.5

6.2围堰填筑施工

6.2.1围堰利用基坑和导流明渠开挖土料填筑,采用1.2m3反铲配20t自卸汽车运输,160HP推土机摊铺平整,20t自行式振动碾分层碾压,填筑用土料不夹杂腐植土、草木等有害物质。

6.2.2围堰填筑施工程序

测量放样→堰基植被、腐植土清理→分层铺筑碾压→坡面整理→坡脚防护

(1)测量放样:采用TC-802全站仪确定围堰轴线,轴线每20~30m设中桩,红油漆标注桩号与高程。

(2)碾压填筑:选择合格的土料填筑围堰,进占法卸料,160HP推土机摊铺整平,层铺厚度按30cm控制,20t自行式振动碾分层碾压填筑。

(3)坡面整理:人工配合1.2m3反铲修整坡面,保证坡面压实度,使堰体结构线平顺、美观。

(4)坡脚防护:人工在围堰迎水坡面铺装土编织袋,防护围堰坡脚和坡面以免受水流冲刷损坏。

6.3 导流明渠的施工

导流明渠采用1.2m3反铲开挖,将开挖合格料直接用于围堰填筑或就近堆存于临时堆土场。

7、围堰防渗

根据招标文件及施工图纸中的地质情况,本工程所在施工区域为裂隙粘土、砂壤土和粘土,用这样的开挖料填成的围堰本身防渗能力较强,围堰堰基基础同样也为黄土状重粉质壤土,围堰防渗能力也较好,所以围堰不需设置其它形式的防渗体。

8、基坑排水

8.1初期排水

**倒虹吸施工导截流围堰修完后,对于基坑积水,进行初期排水。初定为备选5台6SA-8B型离心泵,抽水量为138m3/h,估算初期排水约3天。

***、赵庄河节制闸导截流建筑物修建完成后,对于围堰内积水,进行初期排水。初定为备选6SA-8B型离心泵5台,抽水量138m3/h,估算初期排水2天。