南京市划子河船闸工程土建施工项目施工组织设计

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南京市划子河船闸工程土建施工项目施工组织设计

划子河船闸位于南京市六合区龙袍镇和玉带镇交汇处,划子河入江口门处附近,长江龙潭水道的左岸。

划子河是滁河入江的通道之一,沟通滁河和长江,全长8.07km,规划为五级航道。为控制滁河水位,在划子河距河口约600m处建不通航的节制闸。划子河船闸闸位与划子口节制闸并列,共同组成长江挡水线,水工建筑物距长江约1km。

根据《南京市内内河航道网及港口规划》(南京市交通局,2006年8月)确定划子河航道为Ⅴ级航道标准,划子河船闸为Ⅴ级船闸。根据本工程工可批复文件,建设规模为160×18×4m(长×宽×槛上水深)。

1.2.1.1建筑物等级

YD/T 1312.8-2012标准下载本船闸水工建筑物级别划分如下:下闸首按2级水工建筑物设计;上闸首、闸室按3级水工建筑物设计;导航墙、靠船墩按4级水工建筑物设计;临时建筑按5级水工建筑物设计;上游滁河防洪大堤按2级设计;下游长江防洪大堤按2级设计。

1.2.1.2主要建筑物

上、下闸首均采用钢筋混凝土实体底板和箱型边墩组成的整体式结构,平面尺寸均为46m×26.8m,输水系统采用环形短廊道集中输水加门缝输水型式。闸室采用钢筋混凝土整体坞式结构,导航墙采用钢筋混凝土空箱式结构,上游靠船墩采用灌注桩基础加夹石混凝土重力式结构,下游靠船墩采用钢筋混凝土空箱连体式结构,引航道右岸采用斜坡式护岸结构,左岸采用钢筋混凝土空箱连体直立式岸壁结构。

新建公路桥和人行桥各一座,桥下通航净高5m。公路桥全宽7m,跨径30m。人行桥全宽3.2m,跨径30m。

滁河流域属北亚热带季风气候区,雨水充沛,气候温和。日照充足,光能资源丰富。多年平均日照时数为2199.4小时,年平均日照百分率为50%。多年平均气压为1015.5毫帕,受气压影响,风向随季节转换。四季分明,春季以风和日丽的天气为主,夏季日照高、温度高、雨水集中,蒸发量大,是全年光、热、水最高最多的季节。秋季多为晴朗干燥天气,“白露”过后,气温缓慢下降,炎夏余热,常出现闷热天气,俗称“秋老虎”,但昼夜温差明显;冬季气温低,雨雪稀少。

年平均降雨量999.8mm,年雨雪日113天左右。降雨量年际变幅较大。1991年降水量为1737.3mm,1978年降水量仅有546mm。年内降水量分布不均。冬季雨雪稀少,春季雨水增多,有时会出现春雨连绵。夏季雨量集中,以梅雨期降水量居多。秋季雨水偏少,多为晴朗干燥天气,有时也会出现秋雨连绵的天气,易发生秋旱秋涝。

春、夏两季,南方海洋性高气压北流,春季多东风,夏季多南风或西北风;秋冬两季,北方大陆性高气压南流,秋季多东风及东北风,冬季多北风或西南风。瞬时最大风速38.8m/s。

多年平均蒸发量1459.6mm,蒸发量最多的年份是1978年,为1742.5m,最少的是1980年为1296.5mm。

全年无霜期平均为228天,霜期最长达180天,最短81天。

多年平均雾天31.9天,以秋冬为多,平均月出雾日2.4~3.8天,能见度均为三级,雾时较短,上午9时左右消散。

拟建船闸上级为滁河,滁河含沙量很少。拟建船闸下游为长江,2003年7月实测断面平均悬沙含量为0.19kg/m3,悬沙平均中值粒径0.0012mm,床沙平均中值粒径为0.181~0.21mm。2004年2月枯水期实测垂线平均悬沙最大含量0.065kg/m3,床沙最大中值粒径为0.302mm。

本工程区域范围及其附近设有六合水文站、红山窑水文站和划子口闸水文站。

根据各站实测水位,滁河六合段水位升降除受流域内降水影响外,还受长江潮汐和人为调节控制。

滁河洪水主要有暴雨形成,洪水的季节性变化与暴雨基本一致。滁河洪水的主要特点是来势猛而排泄不畅。当全流域普降暴雨时,几乎90%面积产生的洪水会迅速汇集在只有10%左右面积的圩区上,致使滁河圩区易发生洪涝灾害。仅1949年以来,就已发生过13次大或较大的洪水灾害,平均约4年出现一次。滁河流域洪水特征表现为:

⑴降雨时空分布不均,洪水峰高量大。降雨时空分布不均导致暴雨中心洪水暴涨,峰高量大,相应河段洪水泛滥。

⑵滁河洪水受长江洪水影响较大。滁河干流六合以下河段均受长江洪水顶托的影响,长江发生大洪水时,可使滁河干流持续维持高洪水位;同时滁河干流右岸的各分洪道的泄流能力亦与长江洪水关系密切。

南京河段距长江口454km,属长江下游感潮河段,水位受长江迳流与潮汐双重影响,主要受长江迳流控制,每年6~10月为汛期,11月~次年4月为枯水期,水位每日两涨两落,为非正规半日潮型,每日有两次高潮与低潮,涨潮历时约3.8小时,落潮历时为8.6小时。水位年变化幅较大,年内最高潮位发生在汛期,洪峰多出现在6~8月份,1月或2月水位最低。

由于原划子河节制闸已不能适应防洪要求,目前水利部门正在原水闸下游约900m处建设新的划子河节制闸,预计明年上半年完工。船闸上游水位与节制闸的运行调度情况密切相关,按照新划子河节制闸的初步设计报告,其调度运行原则:

汛期:当长江水位高于滁河水位时,关闸挡洪,控制滁河水位5.07m左右;当滁河水位超过5.07m,有条件时开闸泄洪,当滁河水位低于5.07m时,关闸蓄水。

非汛期:滁河水位高于长江水位,关闸蓄水,控制滁河在4.57~5.07m左右。

灌溉期:当滁河水位低于4.57m、长江水位高于滁河水位时,开闸引水,控制滁河在4.57~5.07m左右。

闸上100年一遇/闸下200年一遇

闸上50年一遇/闸下100年一遇

滁河正常控制低水位与长江相应低水位组合

长江最高通航水位与滁河正常控制水位

检修期:12月~3月,闸室无水

1.5.1地形地貌及地质概况

1.5.1.1地形地貌

滁河流域下游全区地貌大部分属宁镇扬山区,地势北高南低,北部为丘陵岗地区,中部为河谷平原、岗地区,南部为沿江平原圩区。

拟建场地隶属长江漫滩冲积平原,地貌类型较为单一;场区范围分布较多水塘,种植大量树木及农作物,且有农户住宅未拆迁。河堤高程8.5~9.0米之间。

划子河老闸上游,河岸弯曲,两侧河堤多为土堤,表面没有专门混凝土护面;老闸至划子河入长江处段,河岸顺直,表面多有混凝土护面。

1.5.1.2区域地质构造

场区在大地构造上属扬子向斜褶皱带,地处南京凹陷的边缘,自晚白垩纪开始,有陆相浦口组的砂岩及粘土岩沉积。场区未发现性断裂通过,基底岩层稳定;近期未发现活动迹象,处于相对稳定状态,基岩埋藏深、第四季覆盖层厚,场地稳定性良好,地质构造活动对工程建设无不良影响。

1.5.1.3地层岩性

根据钻探和静探揭露,勘区地层按成因类型、岩土物理力学特性的差异、分布特点,自上而下可划分为以下八个单元土体(①为单元岩土体编号,下同),各单元土体的特征及分布规律,分述如下:

②粉质粘土(Q4al)

1.5.1.4特殊性岩土

1.5.1.4.1软土

1.5.1.4.2互层土

勘区位于长江边,属冲击而成,其上部土层多具层理结构,其中⑤粉质粘土夹砂单元土体具有典型的互层土特征。该单元土体中粉质粘土层与粉砂层交互出现,薄层比多在1:3之间,多次出现,呈互层状。该层具有粉质粘土与粉砂的双重特性,其强度高于同类粉质粘土而又低于同类粉砂层,其压缩性低于同类粉质粘土而又高于同类粉砂。该层在勘区分布不连续。

1.5.2场区水文地质条件

1.5.2.1地下水类型及埋藏情况

勘区地下水类型分为上部粘性土层中的潜水和下部粉细砂层中的微~弱承压水,潜水受季节影响较大;本次勘察期间测得勘区混合水位为0.4~2.4米,地下水位变化约0.5米。

通过调查当地长期观测地质资料得知,当地平均最高水位埋深0.5米,最低水位埋深2.5米,水位变化2.0米左右,地下水位受大气降水及长江水位影响明显。

1.5.2.2地下水补给径流及排泄条件

1.5.2.3土层渗透性评价

1.5.3.4引航道基础

6、主要分部分项工程的施工方法

6.1.1进场后先协助业主进行征地拆迁,然后进行土方开挖和施工场地的回填、临时便道便桥施工,完成场地“三通一平”和临时设施建设。

本工程从总体上可分为主体土建、上下游导航墙及护岸、跨闸公路桥及闸室工作桥、防洪大堤及道路、土方工程及防护等项目的施工。在工程总体安排上,根据本工程的特点及所在的环境位置,拟采用跨闸桥、主体土建、上下游构筑物三线并行的方式进行施工。根据总体进度安排和土方调配方案穿插进行防洪大堤和土方的施工。见施工总流程图。

6.1.2主要施工工艺

6.1.2.1主体工程

⑴基坑降排水:根据招标文件提供资料经复核验证,基坑降水决定采取设计单位推荐的方案,基坑四周布设高压旋喷止水帷幕用于地下承压水治理,基坑排水以明沟排水为主,同时控制地下水位,采用环抱基坑周围布置井群减压排水措施,以保持基坑干地施工条件,确保施工顺利进行。

⑵基坑开挖:船闸闸首距离划子河右侧大堤较近,靠大堤侧需采用钢板桩支护开挖方式,船闸右侧采用大开挖方案。闸室基坑距离划子河大堤相对较远,拟采用大开挖方式。基坑开挖采用反铲挖掘机挖土,自卸车运土方法施工,施工关键在于做好基坑周围的止水和保护边坡的稳定。

⑶主体结构施工:由于上、下闸首与闸室结构形式不同和所采用工艺不同,为保证总的工期,因此该项施工分3个作业面进行平行交叉作业。混凝土浇注采用拌和站搅拌,混凝土搅拌罐车运料,采用混凝土输送泵泵送施工。施工中采取温控、优化配合比等措施以确保混凝土质量。

闸首整体底板采取预留宽缝的分块施工方法,先施工边底板,后施工中底板。在上下闸首底板上各安装一台塔吊,用于运输廊道边墩空箱模板钢筋,边墩浇筑完成、墙后回填2/3并沉降稳定后进行封铰。

为加强闸室工程的整体性,提高工程的观感质量,在闸室的浇筑中采用闸室墙一次浇注到顶工艺。努力通过新技术、新工艺的应用,提高工程质量。船闸止水系统,作为工序质量控制点,应重点予以控制,防止出现渗水、漏水等质量通病。

基坑回填在底板施工完成并达到要求的强度后即开始进行,随着闸首及侧墙的升高,回填土分层施工,满足设计要求。

6.1.2.2上下游构筑物工程

上游左侧导航墙一部分和上闸首一起支护施工,其余部分同上游直立式护岸,采用大开挖方式施工。上游直立式护岸距离大堤较近,施工基坑放在船闸上游右侧大堤完工后开挖,局部降低划子河大堤高程至6.0m形成基坑,在枯水期施工。下游直立式护岸在最下游35m范围距离大堤较近处采用上游直立式护岸施工方案施工,其它部分采用大开挖方式施工。上下游导航墙降水采取深井降水方式,结合明沟排水,确保干地施工。

上下游构筑物工程混凝土浇筑采用拌和站集中拌和,混凝土搅拌罐车运料,混凝土输送泵泵送施工工艺。模板均采用大片钢模,异型部位采用竹胶模板与钢模结合,钢筋均在加工厂加工成型,运抵现场绑扎。

6.1.2.3跨闸桥施工

本标段跨闸桥分别为跨下游导航墙的公路桥及跨闸室的人行桥,主桥均为预应力混凝土箱梁结构。公路桥主桥箱梁在上游导航段护坦内设置台座现场预制,跨闸室人行桥就近在闸室底板上预制。根据招标图纸推算,公路桥箱梁重量为120t左右,人行桥箱梁重量为90t左右,采用两台100t吊车安装就位。公路桥引桥上部结构为现浇箱梁,采用碗扣支架为底支撑,混凝土输送泵泵送入仓工艺,每跨箱梁一次浇筑成型。

6.2.1进场后首先对业主所提供的平面及高程控制点进行复测校核,然后结合工程施工现场的实际情况,以及本工程的特点,编制相应的施工测量放线方案,加设工程测量控制微网,测设平面及高程控制点,测量方案须在报经监理工程师审核批准后实施。所引测的现场控制点经复核无误后提交监理工程师复测,满足规范精度要求后进行定点加固保护,以作为建筑物施工的控制依据。所有放样工作严格按照水运工程测量规范的要求执行。并定期校核。

根据接引的控制网坐标,建立施工现场的方格控制网或三角网,并绘制放样图,将建筑物位置标注在平面坐标图中,然后在施工现场放样定位,复测无误后对定位桩进行浇筑混凝土加固保护。

平面控制测量采用全站仪进行,施工控制技术要求和精度应满足工程测量规范规定。本工程主体的平面控制点布设如下:沿闸室顺水流方向在基坑外布设一组纵轴线控制点,在上下闸首两侧各布置一组闸首横轴线控制点。上下游护岸及桥梁工程的测量控制将根据提供的控制网情况进行布设,施工中可根据施工需要增加临时控制点,临时控制点精度也应满足相应的等级要求。

现场控制网点应选埋于通视良好,方便施工和测量,地基稳定可靠不易发生位移、沉降和能较长时期保存的地方。

平面控制网建立后,应定期进行复测,若发现控制点有位移迹象时,立即进行复核。

高程控制微网与平面控制微网同步布设。为了便于保护,施工水准点尽量与平面控制点一致。本工程在闸主体两侧及上、下游等位置建立工地高程控制点,并从提供的水准点上引测高程,高程点控制应设在不受施工开挖、填筑、堆料影响的范围外,且应选埋于通视良好,地质坚硬,便于长期保存,方便使用的地方,高程点采用不锈钢或铜钉制成并加盖保护。高程控制点建立后,应定期进行复测、校验。

6.3.2深井降水方案

6.3.2.1深井降水计算

降水方案采用管井降水,降低坑内水位至基坑底板以下,以保证基坑开挖和闸室施工顺利进行。因本工程施工周期长,地下弱承压水水位有动态变化,降水设计设置长期地下水位观测孔。

6.3.2.1.1井底高程

根据设计地质资料,结合地质报告各层渗透系数统计值和区域内各土层渗透系数经验值,粉细砂层渗透系数K取0.6m/d。

6.3.2.1.2基坑涌水量

基坑长a=160+26.8×2=213.6m

基坑等效半径r0=0.29(a+b)=93.9m

降水影响半径R=10SK1/2=69.7m

式中渗透系数K取0.6m/d,M为承压含水层厚度,根据地质报告资料显示,基坑承压水含水层厚度较大,根据经验数值,取有效带深度25m,H取30m,R为降水影响半径。

6.3.2.1.3管井单井出水能力

q=120πrsLk1/3

q=120×3.14×0.2×4×0.61/3=254.1m3/d

6.3.2.1.4降水井的数量

n=1.1×2885/254.1=13

6.3.2.1.5管井井间距及调整管井数量

井间距a=L/n=480/13=36.9m

船闸主体基坑内基底地下水治理采用悬挂式止水帷幕(高压旋喷桩),考虑到工作区四周外侧来水对基坑边坡形成的高水头水土压力,防止边坡可能存在的透水层引起涌水量增大,拟对原深井间距进行加密处理,以提高深基坑施工的安全系数。

综合考虑,船闸主体深井间距a取30m,n取16口。

上下游导航墙深井降水参照船闸主体布置方式,深井间距为30m。详见《划子河船闸深井布置图》

6.3.2.2管井及观测井的布置

管井拟建于沿基坑周围+4m高程平台,距底板外侧32m处布置管井,井间距20m,共布置管井约24口。管井井深18m,内井径400mm,井管为混凝土滤水管,井管与井壁的环行间隙内填入砾石滤料,滤料直径为2~5mm。

在基坑内外共布置4口观测井,基坑外2口,在基坑内沿船闸轴线布置2口管井,井深12m,内井径400mm,井管用料及填入的滤料同降水管井,井管为水泥条形滤水管。

6.3.2.3坑壁残留滞水的处理

基坑侧壁在潜水层分布范围有可能会出现少量的残留滞水,可采取相应位置插入引流管,引入坑底排水明沟集中排走的措施进行处理。

6.3.2.4地面防渗措施

1、严格控制基坑四周的用水点。

2、基坑四周修筑截水沟,防止人工或雨水流入坑内。

3、妥善处理各种管道渗漏水。

6.3.2.5基坑四周地面沉降观测及其预防措施

因降水有可能造成地面附加沉降,为安全起见,基坑四周地面设置一定数量的观测点,以对地面沉降进行监测。若地面沉降量较大,对左岸原划子河建筑物造成影响时,需及时采取有效的保护措施,如立即减少管井抽水量、必要时设置回灌井或增设帷幕防渗墙等。

6.4土方开挖、围堰填筑及土方回填项目

6.4.2土方施工的要点

⑴先开挖船闸主体基坑,然后开挖上、下游土方;

⑵主体基坑开挖前先施工上下闸首北侧钢板桩支护;

⑶应按施工设计要求设置边坡,防止边坡失稳。对于开挖暴露出的砂层应用砂袋堆筑以利边坡稳定; ⑷施工降排水应先于土方开挖保持施工面干燥;

⑸土方开挖时,土质较差软粘土和淤泥质土、表层耕植土及含有腐殖质的土壤不能用于墙后回填,开挖后直接运至弃土区。土质较好的土方可用于墙后回填和大堤填筑。

6.4.3船闸主体基坑土方开挖

根据施工场布置及施工导流条件,除上下闸首左侧采用钢板桩进行垂直支护,其他方向采用大开挖方式施工。

⑶船闸主体基坑采用挖掘机开挖、自卸车运输的工艺分3层开挖。每层开挖深度在3m左右。基坑开挖宽度按建筑物底宽控制,每侧各外加1m的施工宽度,用于支立模板时用。

⑷车辆进出便道共分4条,闸室东西南北各设1条。便道宽5m,坡度1:5,泥结碎石路面。用于机械设备进出船闸基坑。土方开挖至设计底高程30cm时,应停止用机械开挖,剩余土方留待下一工序开始前人工挖除,以免将原状土扰动,降低其承载力。

船闸基坑孔隙潜水采用明排方式,每层土方开挖前挖设明沟,高程低于开挖面1.0m,水泵抽水降低水位。闸首、闸室中部设置集水坑,潜水泵抽水至地面排水沟。深层水的排放采用降水井方案。具体见6.3船闸工程降排水。

6.4.4引航道土方开挖

本工程引航道开挖包括:上、下游靠船墩,上下游导航墙、上、下游护坡工程开挖,引航道土方开挖采用挖掘机、自卸车工艺分3层开挖。在0m的高程处设置4条进出场马道,供施工机械通行。上、下游引航道右堤施工时采取分段施工,利用划子口和河右岸堤防做围堰,验收合格后拆除施工预留围堰,以确保汛期的防洪安全。引航道土方开挖采用明沟排水的工艺降低地下水位。基坑四周用弃土构筑小围堰防止基坑进水,基坑采用开挖明沟水泵抽水降低地下水位。

6.4.5.1填筑与回填项目包括:

⑴船闸主体、上下游引航道及其它各建筑物的墙后回填;

⑷工程量清单中其他项目的填筑

6.4.5.2填料要求

⑴填筑料不得采用表土、淤泥等,且其中应无树根及任何其它工程师确定不合适的材料,粘土中有机质含量不得超过3%。

⑵用于船闸其他各建筑物墙后下部填筑的材料,回填时应采用②层和③层粉质粘土分层进行,每层厚度控制在30cm。墙后回填土两侧务必均匀上升,分层厚度不超过30cm。 ⑶管理区陆域、新建大堤可采用基坑开挖的粘土分层填筑。

6.4.5.3施工控制

⑴闸室、闸首达到设计规定的回填强度时及时进行土方回填施工。

⑵回填时采用Ⅴ区段施工法,即上土区、整平区、压实区、自检区和验收区。 ⑶回填土的压实采用推土机整平、压路机压实的工艺。在距结构物1m的范围内及压路机碾压困难的地方用蛙式打夯机夯实。

⑷填筑料的分布应当均匀,分层厚度应满足设计要求,且不超过30cm。每层压实厚度应符合图纸规定,不得出现凹穴或与周围材料的结构有质性差别的填筑层。填筑表面应作成一定的坡度或拱冠形式。以防止出现积水洼。墙后回填土两侧务必均匀上升。 ⑸回填土的压实采用推土机整平、压路机压实的工艺。在距结构物较近的范围内及压路机碾压困难的地方用蛙式打夯机夯实。

⑹对于各种填筑料,其含水量应能使碾压后的填筑体满足规定的“压实”要求。填筑料的含水量应采用试验的最佳含水率。

⑺填筑料应根据图纸要求和技术规范要求进行压实。压实度应满足设计要求。

6.4.6基坑边坡坡比设置

上游左侧导航墙一部分和上闸首一起施工,支护方式同上闸首;其余部分同上游直立式护岸开挖方式相同,其他方向采用大开挖方式,开挖坡比1:2.5.右侧导航墙基坑采用大开挖方式,开挖坡比1:2.5

采用大开挖方式,左侧开挖坡比1:2,右侧开挖坡比1:2.5

上游直立式护岸距离大堤较近,故施工基坑再船闸上游右侧大堤完工后开挖,局部降低划子河大堤高程至6.0m形成基坑,枯水期施工,开挖坡比1:2。

下游直立式护岸只要采用大开挖方案施工,仅在最下游35m范围距离大堤较近处采用上游直立式施工方案施工。

6.4.7土方的挖填平衡调配

在基坑开挖时,土质较差的软粘土和淤泥或淤泥质土、表层耕植土未经处理不能用于墙后回填,开挖后直接运至弃土区。上游引航道开挖弃土运抵B弃土区,船闸主体开挖弃土运至A弃土区GB/T 30276-2020 信息安全技术 网络安全漏洞管理规范.pdf,下游引航道开挖弃土运至C弃土区。

根据招标文件分析,估计划子河船闸工程可用于回填的土方约30万方,回填所需土方约70万方,缺口将达40万方。我们将采取外购土方,及对淤泥质粘土进行处理以达到招标文件和有关技术标准要求等措施解决。在业主、设计单位、监理工程师的允许同意时,对上下游航道局部加深开挖,挖取符合要求土方进行回填,以解土方紧缺矛盾。

闸区回填土需约15万方,可采用船闸主体基坑开挖的②③层粉质粘土、⑤层粉质粘土夹砂、及⑥⑦层粉细砂填筑,可以减少填筑过程中挖运环节,基坑开挖后直接运抵闸区进行填筑。主体基坑剩余开挖土方,能用于回填的,运至闸区开挖土料临时堆存区,淤泥质土方运抵附近的A弃土区。

墙后回填土方需约25万方,可用②③层粉质粘土、⑤层粉质粘土夹砂、及⑥⑦层粉细砂填筑,采用闸区开挖土料临时堆存区土方就近回填。回填土料不足部分,采取外购运输方式填筑,在设计单位、监理工程师认可情况下,对淤泥质土方掺石灰或水泥进行处理,以满足填筑要求。

防洪大堤填筑土需要约27万方,不得采用淤泥质土直接填筑。根据地质资料显示,可采用原有大堤拆除土方及②、③层粉质粘土进行填筑,该土方约15万方,剩余土方需要在六合区瓜埠镇果园运输粘土填筑。

详见南京市划子河船闸工程土方平衡计算表。

DB61/T 589-2013 地质灾害预报技术规程南京市划子河船闸工程HZH—TJ标段土方平衡计算表单位:m3

空箱内回填砂性土(32070)

上下游结构物后回填(157467)

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