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福建三明台江大桥防渗墙施工方案

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福建三明台江大桥
P3主塔墩基础围堰混凝土防渗墙

施工组织设计

中铁八局一公司第二项目
二○○七年十二月

批准:

审核:

校核:

编写:

二○○七年十二月

前言
1、 工程概述
台江大桥工程位于三明市三元区台江片区, 为跨越沙溪河的大桥, 采用钢拱塔斜拉桥结构形式, 桥长453.0米, 跨径布置为50+60+110+110+60+50米; 桥的拱塔为钢结构, 主梁及下部结构为钢筋混凝土结构, 桥宽29.5米, 主桥按双向四车道设计。承台座落在基岩上, 其高为EL.118, 整个承台位于水下, 为了确保承台砼的顺利浇筑, 设计上要求采用土石围堰围住承台, 对土石围堰防渗处理后, 进行基坑开挖施工。
1.1地形地貌
三明市市区为山区丘陵河谷地带, 四面高山环抱, 沙溪河自西南向东北穿越城区, 形成狭长的山间河谷盆地——梅列盆地。城区长约12.8km, 平均宽度1.5km, 地势坡向沙溪河呈两边高中间低, 属丘陵缓丘地形。
市区以沙溪河为干流, 两岸小溪河流众多, 河网比较发达。拟建场地位于中山南路( 205国道) 和新市南路跨沙溪至台江片区(台江河滨路和工业南路)方向, 地形起伏较大。地貌单元属沙溪河河床及沙溪河Ⅰ级阶地。
1.2气象
三明市为中亚热带海洋性季风气候。春季由于北方干冷气团减弱, 海洋暖湿气团活跃, 冷暖气流交替频繁, 冷热变化无常。5～6月份( 雨季) 为全年降水集中期, 6月下旬梅雨结束, 天气炎热雨量稀少。秋季多晴好天气, 湿小风微, 气温适中, 冬季较短, 在海拔400m以下地区大约40天左右。
1.3河道水文
三明市水资源构成分地表水和地下水两种形式, 其中地表水是三明市水资源的主要形式。流经三明市的河流, 以沙溪为主干河流构成一个完整的水系。沙溪是闽江的重要支流之一, 从荆西至碧湖全长约20km,河面宽阔, 水量充沛, 根据历史资料, 三明段平均年径流量为94亿m³, 平均流量308 m3/s, 最大洪峰流量7230 m3/s, 实测最小流量13.5 m3/s, 四、 五、 六月为丰水期, 十一、 十二、 一月为枯水期, 其它各月为平水期。沙溪河五十年一遇的洪峰流量为7940 m3/s, 相应梅列水位132.30m。
1.4地质情况
三明市区位于永梅上古台陷北部复式向斜的一部分, 岩浆岩广泛发育, 使断裂皱褶交替叠加, 地质结构较为复杂。以沉积岩为主, 分布在盆地及四周丘陵—低山中, 其次为花岗岩类分布于低山上。
桥址处场地内上覆杂填土、 粉砂、 圆砾、 卵石, 下伏基岩为二叠系文笔山组粉砂岩、 砂岩和栖霞组灰岩、 硅质岩, 未见活动性断裂及滑坡、 崩塌等不良地质现象。
各墩号水深及地质情况如下表1:
表1 各墩水深及地质情况列表
墩号
P1
P2
P3
P4
P5
水面标高(m)
125.5
125.5
125.5
125.5
125.5
承台底标高(m)
122
122
118.5
122
122
桩底标高(m)
82、 65
102、 104
96.5、 99.5
92
92
河床标高(m)
120
123.1
120.5/121.19
/121.3
122
123.4
路面标高(m)
138.17
139.49
140.784
139.04
137.6
由上至下岩性
杂填土: 120～111(9m)
圆砾卵石: 123.1～118( 5.1m)
卵石: 121.2～119.5(1.7m)
卵石: 122～120.8(1.2m)
卵石: 123.4～119.4(4m)
卵石: 111～109.2(1.8m)
砂土状强风化硅质岩: 118～111.5( 6.5m)
砂土状强风化硅质岩: 119.5～110.6( 8.9m)
砂土状强风化硅质岩、 粉沙: 120.8～97.5, 115.5, 120.4
碎块状强风化粉沙岩: 119.4～74.0, 87.5, 99.3
砂土状强风化硅质岩: 109.2～95.4、 99.3
弱风化灰岩有小部分充填溶洞
弱风化灰岩: 110.6～107.4( 3.2m)
碎块状强风化硅岩、 粉沙: ( 97.5, 115.5, 120.4) ～( 86.7, 90.9, 109.4)
砂土状强风化硅质岩约25～30m,
微风化灰岩

微风化灰岩
砂土状强风化硅质岩
碎块状强风化 硅质岩

2、 施工临建
2.1防渗墙施工平台
防渗墙施工平台由钻机平台、 导向槽和倒浆平台组成。施工平台结合主体砼施工, 预留出导向槽净宽( 90cm) 、 冲浆沟、 集碴坑, 具体见图2-1, 2-3。
图2-1 施工平台布置图

2.2施工用水、 电
施工用水在河床适当位置分别设立一套泵站, 用直径108mm的主水管供给各施工区, 施工用水点从主水管接取。距筑岛50米范围安置一台变压器, 用主电缆接至各施工区, 施工点用电自主电缆接取, 施工总用电量总容量约500Kw。
2.3泥浆制浆站
混凝土防渗墙施工时, 布置一个泥浆制浆站, 面积240m2。泥浆站的建制以能满足不同施工期的各部位槽孔的施工需要为原则, 其结构型式如图2-2所示。
图2-3 泥浆站结构示意图
2.3生产生活用房
在筑岛体一侧, 建造值班房和修理间, 采用砖结构, 面积分别为25m2和60m2。生活区住房、 办公室、 食堂以及物资库房, 总面积800m2。
2.4排污
在需排污的各个施工场面挖设排污沟和集污坑, 将污水汇入集污坑, 使用排污泵集中抽排到监理指定位置。废碴用装载机运至监理工程师指定堆放地点。施工现场应随时进行清理, 以保持工作场面的清洁。
2.6 5照明
各施工点夜间照明架设支线, 均使用碘钨灯( 500W~1000W) 照明, 每个施工点不少于2盏灯。另每台钻机配手把灯各一个,并采取一定的用电安全措施, 满足施工亮度需要。
2.6 通讯系统
施工现场通讯使用对讲机相互进行联络, 生活及办公地安设一部程控电话与外界联络。各主要施工临建工程量如表2-1示:

表2-1主要施工临建工程量表
序 号
项 目
单 位
数 量
备 注
1
生产生活住房
m2
800

2
铁轨铺设
m
1050

3
管路铺设
m
1050
供水、 供浆
4
C20混凝土浇筑
m3
836

5
导向槽钢筋制安
t
6.6

6
照明及动力线路架设
m
596

7
方木
m3
55

8
板材
m3
35

9
浆砌石
m3
300

3. 混凝土防渗墙
本工程采用混凝土防渗墙方案, 地下连续墙成墙方式采用咬合桩方式成墙 如下图

3.1混凝土防渗墙施工程序
防渗墙施工均采用咬合桩方式成墙施工。孔径0.8m, 间距0.7m ,咬合10cm
钻孔咬合桩的排列方式为一根砼桩(Ａ桩)与另一根砼桩(Ｂ桩)间隔布置。Ａ桩采用缓凝型混凝土,Ｂ桩采用普通混凝土,先施工Ａ桩,后施工Ｂ桩。即在两侧Ａ桩成桩后利用冲击钻机的下压切割能力,在切割掉Ａ桩部分混凝土的同时使Ｂ桩成桩。最后效果是使Ｂ桩嵌入两侧Ａ桩一部分,形状类似于相互咬合。 (如图)
导墙

槽孔施工方法为CZ-22型冲击钻进、 抽筒出渣、 泥浆固壁、 泥浆下直升导管法浇筑混凝土。
混凝土防渗墙施工序如图3-1:

场地平整
构筑导向槽及施工平台
铺设轨道
安装钻孔机械
槽孔施工
终孔验收
清孔验收
混凝土浇筑成墙
泥浆系统布设
安装搅浆设备

原材料储备

制浆
储浆池
泥浆回收及净化
砼拌和系统
拌制砼
砼运输
孔口取样
废浆池
槽孔施工

图3—1 混凝土防渗墙施工程序图
3.2主要施工工艺.
3.2.1导墙施工
      为了保证钻孔咬合桩孔口定位的精度并提高桩体就位效率,可在咬合桩成桩前首先在桩顶部两侧施作混凝土导墙。
3.2.2咬合桩单孔施工工艺流程
      (1)钻机就位　当定位导墙有足够的强度后,用吊车移动钻机就位,并使钻头钢绳中心对应定位于导墙孔位中心;
      (2)单桩成孔　采用泥浆护壁, 正循环施工工艺成孔; 达到设计标高后立即清孔
      (3)灌注混凝土　清孔后采用水下混凝土灌注法施工;
   3.2.3 排桩施工工艺流程
流程:Ａ1→Ａ2→Ｂ1→Ａ3→Ｂ2→Ａ4→Ｂ3……,如图所示。

3.3 控制措施
       (1)成孔精度控制　为控制咬合桩的成孔精度达到施工要求,采用成孔精度全过程控制的措施。每进1米用测斜仪进行孔内垂直度检查。发现有偏差时及时进行纠偏调整。
       (2)Ａ桩混凝土缓凝时间的确定　在测定出单桩成桩所需时间ｔ后,可根据下式计算Ａ桩混凝土缓凝时间Ｔ
 Ｔ=3ｔ+Ｋ
       其中,Ｋ为储备时间,一般取1.5ｔ。

3.4特殊情况处理
3.4.1漏浆、 塌孔处理
施工中将储备足够的堵漏材料以备用。在造孔过程中, 如遇漏浆、 塌孔等事故, 则采用改进泥浆性能、 加大泥浆比重法、 向孔内加入粘土、 锯末、 水泥等措施, 确保孔壁稳定和槽孔安全。
3.4.2掉钻、 埋钻处理
掉钻、 埋钻等孔内事故, 在防渗墙施工中经常发生, 若不能及时正确处理, 将直接影响到工程施工, 施工过程中若出现掉钻或埋钻时, 将及时组织人员分析事故发生的原因, 采取”绳套法”、 ”打捞法”、 或”埋钻移位处理法”等方式进行处理, 可充分保证工程施工顺利进行。
3.4.3砂层处理
根据本工程特点, 钻进中必然遇砂质地层, 将采取如下特殊措施:
(1) 严格控制抽碴次数和时间, 加大泥浆比重;
(2) 向孔内投入大量粘土和块碎石, 重复冲击加固孔壁务必要成孔, 而且要深入基岩一米, 保证成孔良好, 确保浇注成功。
3.4.4漂、 孤石处理
在造孔过程中, 如遇漂石、 孤石以及风化岩块等, 影响钻进工效时, 则在确保孔壁安全的前提下, 采用孔内定向聚能爆破措施, 或在漂、 孤石比较富集的部位, 采取预爆等措施来提高钻进工效。
3.4.5浇筑事故处理
在浇筑过程中如出现浇筑事故, 则优先考虑选用: 清除孔内混凝土, 重新浇筑混凝土的方法; 如清除困难则在上游侧补一道防渗墙, 并要保证新墙与旧墙的可靠连接, 或用灌浆、 高喷等方法处理。无论采用何种处理措施, 都需取得监理工程师的同意, 并确保墙体的质量。
4.工进度计划
施工进度计划见施工进度计划表4-1。
表4--1 防渗墙施工进度计划表

月份
内容
1月
2月
备注
施工临建
21日之前

防渗墙施工
21
21
30天
退场

5.劳动力计划
表5—1 拟投入本工程的劳动力计划表
序 号
工 种
单 位
人 数
1
管理人员
人
12
2
工程师
人
3
3
值班技术员
人
3
4
辅助人员
人
4
5
施工机组人员
人
52
6
其它
人
4
合计
人
78
6.施工设备
1．施工机械及设备
表6-1 施工投入机械及设备计划表
序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
备 注
1
冲击钻机
CZ-22
台套
10

3
装载机
ZL50
台套
1

4
泥浆搅拌机
WZ-2m3
台套
4
卧式搅拌机
5
吊车
20T或12T
台
1

6
水泵
3PNL、 6PQ
台
6
泥浆、 清水泵各10台
7
电焊机
30KVA
台
4

2．主要原材料
根据设计工程量和设计墙体材料的一般配合比估算, 计划需投入的主要原材料见下表示:
表6—2 主要原材料计划表
序 号
材料名称
单 位
数 量
备 注
1
粘土
T
1750

2
425R水泥
T
3600
(PO.32.5)
3
砂
M3
3188.5

4
石
M3
4358.8

7．质量检查
7.1防渗墙成墙28天以后进行检查孔施工。在防渗墙轴线上平均每60～80m布置一个检查孔, 或检查孔数量按槽孔的10%～15%计算, 且应保证接头孔段至少有一检查孔。检查孔深应接近防渗墙深度, 检查孔位置具体情况由施工单位、 监理工程师、 地质及设计人员研究决定, 钻孔取芯为每一孔取三样, 并利用检查孔作分段压水试验, 每孔均分段5ｍ做压水试验, 压力为0.3Mpa,压水合格的标准按单位吸水率小于3Lu控制。芯样应进行室内物理力学试验。
检查孔封孔方法为机械压浆封孔法, 封孔材料为水泥砂浆。
7.2机口取样
在混凝土搅拌机口或槽口随机取样, 试验室测试混凝土主要性能指标。取样数量要满足混凝土试验要求, 并拟请监理工程师批准。
7.3槽孔检测
造孔质量检查采用”重锤法”检测, 可测量槽孔孔形、 孔斜等参数, 且快捷方便, 简单易懂。清孔质量检查使用泥浆测量仪器检测泥浆比重、 粘度、 含砂量、 孔底淤积厚度等指标。
8.保证工程质量的措施
8.1质量保证措施
我局质量目标是: 单元工程合格率100%, 优良率不低于80%。本工程施工的质量目标是: 优良。
(1)严格执行国家和行业有关技术规程、 规范及设计等技术要求。
(2)严格执行我局的质量体系文件的有关规定。
建立以项目部全权负责的质量保证体系和健全的质量监督机构。施工班组设立兼职质检员, 项目部设质安组, 专职质检员现场三班值班。由专职质检员全面负责现场施工质量管理、 检验及控制。
(3)严格控制特殊过程关键和工序的质量情况, 确保施工全过程始终处于有效控制状态, 以预防不合格品的产生。
(4)严格执行验收”三检制”。在施工全过程, 对各道生产工序及工序产品由班组初检, 初检合格后由现场值班员复检, 复检合格后由质安组会同监理工程师进行终检, 合格并签字认可后方可转入下一道工序。
(5)针对本工程技术要求, 开工前对有关的管理人员和操作工人进行专门培训和考核, 不合格者不得上岗。
(6)建立严格的质量管理制度, 实行质量目标管理, 项目经理控制质量总目标的实现, 并将质量目标分解到各级质检机构, 落实责任和权限。
(7)加强质量教育, 强化质量意识, 实行”质量奖惩制度”。
8.2质量保证体系结构图
项目副经理
项目技术主管
质检部门
质检员
技术员
项目经理
施工机组
综合组
图8-1 质量保证体系结构图

8.3工区和各主要职能部门和关键岗位质量责任( 见图8-2) :
职能机构
关键岗位
质量责任
具体措施
质量
目标
工程部长
质量检查部长
试 验 员
修配车间
物资部长
技术主管
项目经理
负责本项目施工合同及施工全过程的管理,
对本项目产品的质量负全部责任。
贯彻执行各种技术标准、 法规及工程局的质量方针、 目标, 对本项目的质量管理负全面技术责任。
保证施工设备正常运转
跟踪监控各种原材料及半成品质量
负责采购和检验工程所需物资,
对所购材料负直接责任;
机长
班长
记录员
操作手
监督执行施工作业文件和监理、 设计要求,
对工程质量负主要责任
严格执行技术要求、 工程师指令, 对每道工序认真
操作, 履行自检, 对施工质量负直接责任。
现 场 值 班 员
认真控制现场每道关键工序的施工, 做好复检工作, 对工程质量负直接责任。
建立组织机构及规章制度, 明确部门权责, 保证资源配置;
负责管理施工合同及施工全过程; 组织控制业主提供产品, 组织制定纠正或预防措施; 组织质量意识教育和培训工作。
组织编制施工文件, 落实设计技术要求, 制定各部门、 各岗位的质量职责; 组织施工过程能力鉴定和计量管理工作; 制定预防和纠正措施; 负责组织岗前培训和竣工总结。
勤保养加工与机修设备; 定期、 按程序要求检修施工设备。
按试验规程和施工技术要求定期检测或送检。
评定和选择所采购产品的供货方; 按程序进行进货检验和验收; 制定A、 B类物资采购计划; 做好库存物资的存放、 保管、 标识和维护工作。

指定专职质检员对施工环节进行抽查; 安排现场技术员, 解决施工中各种异常问题; 制定有关技术措施, 落实设计和监理要求; 履行各种报表、 资料的整理和传递工作。

认真完成班组自检程序; 坚持持证上岗; 精心操作; 发现问题, 及时汇报并处理;

坚持每道关键工序的现场验收; 任意抽查施工中各施工环节; 对不合格和违规工序, 当场指出并责成返工处理; 及时总结当班施工情况, 完成质检记录。

确保分部分项工程施工质量合格率达100%, 优良率确保80%, 力争85%, 施工中无重大质量事故, 最终验收一次合格。

图8-2 主要职能部门和关键岗位的质量责任网络图

9.施工安全的技术及组织措施
9.1由主抓工程质量安全的工区副主任负责主抓安全工作。制定本工区的安全生产制度, 实行安全生产责任制; 制定安全生产奖罚措施, 将职工安全生产与经济利益挂钩。
9.2工区设专职安全员制定安全生产措施, 明确规定安全生产注意事项, 并监督、 检查其实施。专职安全员有权在施工现场根据安全生产制度、 安全生产措施开据罚款单。
9.3要求所有参加施工人员熟知本工种的安全技术操作规程。并在工程施工之前, 组织所有员工进行安全生产教育, 使员工明确”安全生产、 重在预防”, 牢固树立安全生产意识。
9.4工地设置让监理工程师满意的警告与危险、 安全与控制、 交通指示等安全标志; 在需要的地方配备保护器材。
9.5给所有员工按规定配齐劳保用品。要求所有进入施工现场人员必须配戴安全帽。
9.6每星期至少进行一次安全生产大检查, 积极查找事故隐患, 并针对查出的事故隐患制定纠正与预防措施。
9.7加强安全生产教育, 强化安全意识, 实行”安全生产奖惩制度”。
9.8所有特殊工种人员必须持证上岗, 作业时有专人指挥。
10.环境保护方案及措施
10.1生活区、 拌和楼的废水用排水沟排至监理工程师指定地点。
10.2生活垃圾集中堆放,并定期拆至场外指定地点。
10.3在施工平台的附近设置排水沟、 集水池, 将施工废水、 废浆排至场外。
10.4施工废弃物品, 不能回收的, 同生活垃圾一样处理。
10.5定期保养施工设备, 减少噪音。
10.6检查汽车、 装载机、 吊车等用油设备的废气排放量, 不合格者不得使用。
10.7施工期间, 不得随意燃烧树木及废物, 以免污染空气。
10.8未经允许不得向水中排放化学及有关物质。
10.9遵守国家和地区环境保护的各种条例。

中铁八局一公司第二项目经理部
二○○七年十二月