土工袋围堰及陆地吹填施工方案

嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥第Ⅶ合同段（北岸水中区引桥及北副航道桥上部结构）土工袋围堰及陆地吹填施工方案中铁大桥局嘉绍大桥Ⅶ标项目经理部二Ｏ一Ｏ年三月编制：复核:审核:审定：土工袋围堰及陆地吹填施工方案1、工程概况根据VI标现阶段上部结构施工情况，我标段原先计划在B6#墩与B9#墩之间拼装200t提升站及在B6#墩与B9#墩箱梁梁面上拼装架桥机的方案将无法实现。经过项目部研究后决定在B13#墩与B15#墩之间拼装200t提升站，并在B13#墩与B15#墩上拼装架桥机的施工方案。因此需要在B13#墩与B15#墩之间修建一长73m、宽70m的土工袋围堰。并在围堰与梁场之间修建一宽8m的运梁通道（具体位置见运梁通道平面布置图）。因运梁通道需跨越河流，为保证运梁通道不影响河道排水，因此在运梁通道与河流交界处设置一宽7.5m、长48m的施工栈桥（栈桥结构形式见运梁通道栈桥结构图）。工程内容包括围堰工程和吹填工程。主要工程量表序号项目单位数量备注1吹填m332000含沉降2路堤填土m3132002编织袋个若干2、施工组织安排2.1、计划投入设备拟采用3艘1000m3/h绞吸船进行吹填，每艘配置2台吹砂泵，可满足进度要求。2.2、砂源组织本工程需要吹填砂约2.5万方，考虑到吹填流失、沉降方以及采砂损耗，约需3.2万方。2.3计划总工期安排计划安排总工期为30日历天，起止时间：2010.3.10～2010.4.9。为保证施工工期，围堰施工与吹填工作同时进行。2.4施工总体程序本工程为吹填工程和围堰工程。其总的施工顺序见下图。总体施工顺序图3、吹填设备平面布置（1）船舶工程工期较紧，吹砂施工采用的3艘1000m3/h绞吸船2010年3月10日正式投入施工。所有绞吸船均布置在钱塘江河道内的水域。施工准备围堰陆域吹填陆域吹填场地平整完工验收（2）吹砂管绞吸船水上管每艘船约800m，陆地管约1000m。施工时，绞吸船的吹砂管均布置在场地北侧已有的围堰上。（3）吹填平面顺序绞吸船主管的架接总体方向为“由北向西南”，支管由场地的北侧向南侧渐进式加接或按施工实际加接。管线的铺设按吹填顺序渐进式加接，当吹填达到要求标高时沿吹填的方向加长接管。（4）场地排水安排吹填时设立排水明渠，并且用编制布铺底。在吹填砂施工期间，吹填尾水通过排水明渠海域。吹填总体由北向南进行，吹填尾水依次由北向南排放海域。4、分项工程施工方法4.1、吹填工艺流程绞吸船在取土区施工定位管线对接接水上排泥管接岸排泥管到各吹填区吹填砂场地平整排水布设分隔区砂包围堰4.2、围堰施工施工时，利用绞吸船已吹进各区的沙，土工布袋装填采用小型泥泵抽取场地的砂再泵砂入袋。编织袋用人工装砂入袋，砂袋可采用900×500mm的尼龙编织袋，装砂入袋时每个袋不要充填满，充填至2/3即可，将打好包装的砂袋用小型翻斗车和人力小推车运至铺筑位置，按各类型围堰设计，用人工铺筑，铺筑时由堤脚开始向上铺筑。砂包围堰施工工艺流程如下图。①吹填施工期间应设立吹砂管口、围堰、管线、施工船舶等方面的通讯联络网，并派员巡堤值班，了解吹填区的安全情况。②为减少砂浆流水对围堰的冲刷，必要时可在围堰内侧设消能板等，以降低流速，保护堰体。4.3、绞吸挖泥船吹砂施工①进点定位方法放样定位按设计断面人工堆满足设计下一阶段搬运砂包人工取砂装袋绞吸挖泥船采用DGPS进点定位法，船上配备全球定位系统DGPS接收机和装有电子图形控制系统的计算机，并把各挖区的设计坐标点输入计算机后屏幕图形内显示。施工定位方便快捷。②开工展布开工展布是吹砂开工前的准备工作，包括定船位、抛锚、架接水上、水下及岸上吹砂管线等，分述如下：A、进点定位进位时拖轮绑拖挖泥船，按定位方法进入取土区。钢桩定位的船可松下钢桩，拖轮离开，抛左、右边锚。然后挖泥船自行摆动校正船位，使主桩位于挖泥中线位置，并使绞刀头位于起挖位置。B、对称钢桩横挖法，一般只需抛左右横移锚用于左、右横移摆动挖泥。横移锚锚缆长度应足以将锚抛出边线外，锚缆长度视锚型、水域条件而定。③边锚抛设边锚一般抛出挖槽边线外90-150m，水域受限制，可以适当缩短些。④浮筒管线的抛设浮筒管线一般应在风浪小的水域进行卡接，然后将分段管线拖到预定位置，按顺流、顺风方向逐段连接后再进位。管线的抛设，由于水域情况差异，抛设程序方法有所不同。A、沿海感潮水域在该项目工程中，此项工作一般宜在高平潮时进行。先将卡接好的浮筒管线与岸上管连接好，或固定在吹泥区。然后将管线另一端与挖泥船尾部的出泥管接好。用拖轮或锚艇顶推水上管线使之平顺无“死弯”，及时分别将涨、落潮流向的管线锚抛设妥当。B、管线锚的抛设为减少水流对管线的压力，稳定管线不使其随流漂移而造成管线脱节或蹩成死角而抛设管线锚，其间隔视管线长度及水流情况而定，一般取100～200m，锚型及缆长，视流速、底质及风浪而定，风流影响大，底质差时锚重应大些、缆要长些。当流速不大于1.5m/s时，可选用350~500Kg的海军锚，若风流超过上述数值时，应选用500~1000Kg的海军锚，锚缆用Ф16~25mm的钢缆。由锚艇或拖轮进行抛设。⑤操作方法沙土特点颗粒粗，易沉积，为防止堵塞排泥管，开挖厚度及前移距都不宜过大，操作时应依据真空数据，压力、管内流速、浓度情况保持适当限度。以免出现堵管现象。停车或突然因故停车恢复开车时，必须先吹清水疏通管道。（3）排泥管线的布设排泥管线是挖泥船输送砂泥浆到吹填区内的管道线路，主要包括：陆上管线（包括管架线）、水上管线（即浮管）及水下管线三种。①陆上吹砂管线（岸管）的设置A、吹砂管线的平面布置根据挖泥船的总扬程、围埝的面积、形状、吹砂距离、吹填高程、潮位变化等方面的情况，加以综合考虑，来选定吹砂管线的位置。B、管线布设尽量避免穿越障碍物，但要尽量避免管线形成过急弯曲。C、陆上布管线在进入吹填区内的布设。要考虑工程竣工后，应符合设计要求的高程与平整度。管线的布设高程，除考虑吹填设计高程外，还应考虑沉降量（包括围埝区内地基沉降时及吹填土本身的固结沉降量）及吹填超高量等因素；为使吹填区获得较好的平整度，除干线管道外，还要布设支线。管线的布设，主要是考虑管线的间距，即管口的间距，而管口间距的大、小是与绞吸船的泥泵马力、吹填区地形及吹填土质等因素有关，排泥管口间距可参考下表。围埝与吹砂管口的距离随土质、围埝结构、高度不同而有差别，以不使水流冲刷围埝为原则，通常多保持在15~20m的范围。D、在可能情况下，尽量减少使用水上吹砂管线，但必须保证在施工进程中的水上吹砂管线有自然弯曲的足够长度，水陆管线相接处设置平台，采用柔性接头，使水陆管线平顺相接，平台的位置和标高要能适应潮差和水位升降的变化。木架头的尺寸：管架宽度为1.5~3倍吹砂管直径；二档管架的距离一般与吹砂管的长度一致；管架高程不得低于当地高潮位（或施工期间的高水位）；管架离地面高度如超过2.0m应加设斜撑，纵向可每隔二档设平撑与斜撑；桩长度应满足管架净高与桩尖入土深度的要求（见木管架结构示意图）。（a）(b)a.横断面(排架正面)b.侧面图图8.4木管架结构示意图E、管线平台，在浮管与岸管的联接处架设管线平台，平台的平面尺寸通常为2m×4m，高程一般与岸管一致。由于平台要承受船上三节管、伸缩管、吹砂管及吹砂时砂水重量的荷载，故平台桩一般都在8根以上，桩尖入土深度要求6m以上，桩顶安放钢质框架以达到均布受力的要求。F、吹砂管接头要严密、紧固，为防止砂水渗漏，要两节管段之间必须加密封填料。填料可用牛油麻辫、胶皮垫圈等。为避免吹砂管接头损坏，管底砌块、衬垫等必须牢固，不能有摇晃、歪斜等现象出现。G、吹砂管干线与支线之间可用T型或Y型三通管连结。在吹填过程中为管壁受到均匀磨损。延长管子的使用寿命，施工时可以周期性地将管子绕轴旋转，每次转动可按三分之一圆周角进行。②水上吹砂管线（浮管）的设置A、水上浮筒管线承受水流、风浪及吹填施工时的冲击力等影响，所以管段间的卡接必须十分牢固可靠，管线布置要呈近似流线型弯曲。不可形成死弯，浮筒管线一定要留有足够的富余长度，保证绞吸船在前移一定距离的过程中不必拆换。水上浮管线要用管线锚加以固定。B、浮筒管线在重载情况下仍然露出水面以上，以便于维修和减少水流阻力。C、管线锚的抛设应根据水流潮汐而定。受潮流影响水域则须抛涨落流向两侧。D、水上浮筒管线与陆上吹砂管线的联接应根据地形和水位变幅来选择适当的联结方式，不仅要联接牢固防止漏泥，并不因水位变动而出现管段严重蹩曲。a、直接联接：应用钢丝绳将陆上吹砂管线的首端加以固定，第一节浮管也必须用八字钢丝绳固定在岸上，防止因浮管漂动将接头拉脱。b、管架头联接：即陆上吹砂线通过滩地管架与浮管橡胶轮管连接，架头要设置牢固，一般要架设平、斜撑管架头应用两档管架来支撑，其间距约1~1.5m。吹砂管需用钢丝绳紧固在横木上。③水下潜管的敷设和拆除A、施工前应对水下潜管的预定位置（包括其前后各50m范围）进行测量，摸清水下地形，测图比例宜采用1：1000~1：2000，作出设计方案，并向有关港航监督部门提出申请报告。B、水下潜管的连结方式分钢性和柔性两种。钢性连结使用带有法兰的吹砂管直接连结而成。柔性管线一般为每隔3-5节（或2-3节）吹砂管（24-30m）配一橡胶软管接头连结而成。柔性连结对地形适应性强，沉放起浮方便，一般较多采用。在地形变化比较大的地段，应增加1-2节胶管。潜管上升段和下段的坡度不宜太陡，其两端点站，并在管路上配备充、排气阀和水闸阀等设备。A：立面图B：平面图图8.5自浮式柔性水下潜管布置示意图C、潜管组装应选择在靠近沉放区、波浪和潮流较小水域进行，可在岸边、码头边或在驳船上用吊机将吹砂管组装成所需的长度，管口两端用盲板密封，使之直接浮在水上。组装好的管线应小心拖运。D、潜管下沉应选择在风浪较小、憩流时进行。水下管的沉放是通过端点站的水泵向管内注水，使管线总重力大于所受浮力实现的。水下管的敷设方法有牵引法、敷管船法、飘浮法等。施工时可根据具体情况分段或整体敷设，当管线较长时，应配备2-3条拖轮或锚艇进行拖带和协助管线定位。管线沉放宜采用一端灌水另一端放气的方法。沉放完毕，应整体式分段进行加压检验，确保水下管施工质量。在通航区域沉放时，应设立警戒船。E、沉放后，两端应下锚固定，并设警戒标志。G、水下管的拆除是通过空压机对管内充气，使管线内产生浮力大于管线的总重量来完成水下管起浮、拆除的。有时也可以采取抽水法起浮。起浮后一般采取分段拆除。F、施工注意事项及其它a、除了在水下管端点设置排气阀外，在船站吹砂管和水陆管接头的最高部位处，有时也要设置排气阀。挖泥船开机前，应打开端点排气阀放气，开机时先以低速吹清水，然后才正式开始吹砂。b、水下潜管敷设示意图图：水下潜管敷设示意图c、吹填过程中，凡需停机时，都必须先吹清水，冲去水下管中的泥砂，直到排砂口流出清水才停机，以防水下管堵塞。d、绞吸挖泥船施工中，要特别注意观察仪表，砂层不宜太厚，防止砂层崩塌塞吸口，造成管内真空产生水锤，破坏水下管。（4）泄水口位置与结构根据各区施工顺序安排和吹填施工船舶数量（主要考虑同时作业的水流量），计划在整个回填区内设置泄水口两座。①泄水口的位置泄水口位置的选择主要考虑两个原则：一是吹填时的污水对周边环境污染；二是吹填砂的流失量；依据以上两个原则，在适当位置设置临时隔水挡流砂围堰，对水力吹填的水流进行S型环流，使泥沙有较长的一段时间沉淀，使外排的吹填水达到环境保护的要求，同时也减少吹填沙的流失。根据以上原则泄水口分别设于水闸一、水闸二上，在吹填区四周开挖排水沟，利用排水沟将各区吹填部分尾水排入排水沟再排至泄水口。详见“图6.施工平面布置图”所示。②泄水口的结构泄水口的宽度为5~20m，其结构采用能调节吹填区水位，易于维护的溢流堰形式，用槽钢（或工字钢）作框架，并用斜撑加固，配以木制活动闸板。施工时随着泄水口附近泥面标高的升高相应加高闸板，提高泄水口的堰顶溢流标高，以降低泄出水的泥浆浓度，防止水体二次污染。泄水口结构见“泄水口结构示意图”图：泄水口结构示意图（5）吹填标高和平整