固以免承载时向外倾斜,坝顶铺钢浮板,增加坝的承载力。下游距中心20米处筑拦水坝,坝体坡比1:0.75,顶宽3米,坝高根据河底与地表高差确定,目前河水深约3m,坝体上表面比水面高1.5m,则坝高约4.5m,坝长按照河岸宽度确定,勘察期间河水宽91m,实际围堰坝体应与河两岸相连,则坝长约120m,在坝的迎水面铺彩条布2层挡水以免渗漏,沿坝两边打钢管桩加固,钢管采用Φ159×4无缝钢管,间隔1米,桩长6米,两排桩之间用铁丝连接牢固。
b.围堰使用的土质采用导流渠开挖土和买土进行围堰。使用挖掘机站在围堰边缘开挖、修整迎水面,以挖到河底原层以下1米为宜。然后围堰的每个迎水面上采用彩条布作防渗层。最后将围堰加高到水平面以上1.5m。
c.防渗层铺设使用使用幅面为8m的彩条布,防渗层铺设前先由潜水员下水检查防渗层是否已延伸到河底原土层、检查防渗层面是否平整。防渗层铺设时,在围堰顶部留有1.5m的搭边,用沙袋压实。由潜水员负责迎水面的水下铺设工作。当防渗层铺设至河底原层后,潜水员先将防渗层底部用沙袋压实,在指挥挖掘机沿着防渗层向下抛洒中粗砂,已达到压实防渗层起到防渗的目的。
围堰示意图
钢浮板 彩条布 8#铁丝 钢管桩 河水 编织袋
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12mm厚钢板 国标20A槽钢
6000mm 1500mm 1500mm
钢浮板示意图
a.围堰所需土方量
上游坝体Q1=(6+15)×4.5÷2×120=5670m3(按1:1放坡,围堰高度以4.5m计,坝体下表面宽度为6+4.5×2=15m);
下游坝体Q2=(3+9.75)×4.5÷2×120=3442.5m3(按1:0.75放坡,围堰高度以4.5m计,坝体下表面宽度为3+4.5×0.75×2=9.75m);
则总需土方量Q=(Q1+Q2)÷0.95=9592.1 m3(0.95为土的夯实系数)。
开外导流渠土方量Q土= 8736m3,则需购买土方量为Q买=Q- Q土=856.1m3,人工装袋倒运120m。
b.围堰所需编织袋数量
按一个编织袋装土0.7×0.4×0.2=0.056 m3计,共需编织袋9112.5÷0.056=162724个。 c.围堰所需无缝钢管
N=120÷1×2×2=480根,钢管规格为Φ159×4,没根长6m,则总重量为 M=480×6×15.29=44.035吨(每米重15.29kg。) d.8#铁丝用量
上游坝体所需铁丝长度L1=(12+62)0.5×2×120×2=2120m 下游坝体所需铁丝长度L1=(12+32)0.5×2×120×2=1518m
总长L=L1+L2=3638m,则总重量为M=3638×0.1×(1+5%)=382kg(每米重0.1kg,损耗以5%计算)。
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e.钢浮板所需材料
钢浮板总数为N=120÷1.5=80个
20A槽钢数量L=(1.5×5+6×3)×80=2040m,重M=2040×22.637=46.18吨(每米重22.637kg)。
12mm厚钢板数量A=1.5×6×80=640m2,重M=640×94.2=60.3吨(每平米重94.2kg)。 f.彩条布数量
上游坝体所需彩条布面积A1=(4.52+4.52)0.5×120×2×(1+10%)=1680m2(搭接损耗以10%计算);
下游坝体所需彩条布面积A2=【4.52+(4.5×0.75)2】0.5×120×2×(1+10%)=1485m2(搭接损耗以10%计算);
总需彩条布数量A=A1+A2=3165 m2。 5.2.4坝间排水
坝筑好后用多台潜水泵连续抽水直至抽净。然后对河床进行降坡,河底清淤:用湿式推土机在河两岸进行降坡,使其平滑过渡,用人工配合挖掘机清理河底淤泥,放至作业带一侧,清淤后用人工在河底作业带两边开挖两条1m×1m的排水沟,每隔30米挖一个集水坑,用潜水泵或排污泵向围堰外排水,集水坑的尺寸为1.5m×1.5m×1m。
截水堰
河水 潜水泵
管沟 渗水 集水坑 排水示意图
坝间排水量为:
Q水=40×91×3=10920m3(91为勘察期间水面宽度,3为勘察期间水深)。
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使用10台额定流量为125m3/h的潜水泵抽水(潜水泵型号250QJ125-32/2)。 加铺防渗层后,水力作用分析。整个围堰内有两种渗水方式:一是层间水平渗,二是承压水上涌。防渗层主要阻挡层间水平渗,炭质页岩透水性好,地下涌水量需要抽走。
Q=1.36KH2/【lg(R+γ0)-lg γ0】 其中:Q—地下涌水量(m3/d);
K—渗透系数(m/d);灰岩渗透系数选0.75m/d;
H—稳定水位至设计基坑深度(m),当基坑以下为深厚透水层时,H值可增加3~4m,以保证安全;
R—影响半径(m),影响半径选100m;
γ0——引用基坑半径(m),对矩形基坑,γ0=u*(L+B)/4 L、B分别为基坑的长、宽(m)
根据现场实际情况:K=0.75m/d,R=100m,L=105m,B=40m,B/L=0.38,故u=1.12 γ0=u*(L+B)/4=40.6m H=5.3+3+4=12.3m
Q=1.36KH2/【lg(R+γ0)-lg γ0】=1.36×0.75×12.32/【 lg(100+40.6)-lg 40.6】=286 m3/d=12 m3/h
c.加铺防渗层后的涌水量仅为理论计算值。受实际施工中有很多不确定因素影响,比如防渗层是否能有效阻水、含水层深度等,故安全系数取1.3,即加铺防渗层的基坑涌水量为:
Q=理论涌水量×安全系数=12×1.3=15.6 m3/h,常备2台小泵间断性抽水(潜水泵型号150QJ20-28/4)。
沟下施工周期以30d计,则抽水量Q=15.6×24×30=11232m3。 5.2.5管沟爆破、开挖
5.2.5.1 依据地质报告,环江穿越河段河床基岩裸露,为炭质页岩,饱和抗压强度为25MPa ,无砂卵石。穿越断面最大冲刷深度为 0.4-1.25m,防洪冲刷深度为 3m,为安全计,取最大值3m。根据设计规范规定,管顶最小埋深应在设计冲刷线以下 0.8m,故河床下管顶最小覆土厚度为3.8m,考虑超挖0.2m,管沟最小挖深取5.1m,垫层0.2m,管沟实际开挖取5.3m。由于穿越处地层多为炭质页岩,开挖深度较大,岩层段管沟考虑爆破成沟,坡比取1:1,管沟在河底石方段沟底宽度取2.2m。
则河床段开挖石方量为Q石=【2.2+(2.2+5.3×2)】×5.1÷2×105=4016.3m3。
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其它段开挖土石方量为Q=【2.2+(2.2+5.3×2)】×5.1÷2×(210.17-105)=4022.8 m3,土方、石方比例按1:1计算,则Q土=Q石=Q×50%=2011.4m3。
开挖总土方量为2011.4m3,开挖总石方量为4016.3+2011.4=6027.7m3。
5.2.5.2根据管道中心线位置放出管沟边线,管沟的北端坡度不大于 15%,修筑施工通道,以便开挖设备的进入,并在离入口14m处开挖焊接作业坑,坑深1m。
5.2.5.3管沟开挖采用挖掘机开挖,由于管沟上口宽度在12.4m左右,所以必须用挖掘机倒土,河床管沟开挖石方用挖机倒到堰内河床上,离管沟至少2m以上,并用挖机堆成斜坡、压实。
5.2.5.4 下部砂岩层采用机械液压锤破碎或松动爆破的方法,然后用挖沟机清沟。局部地段采用人工开凿砂岩和清理管沟。
5.2.5.5 管沟开挖过程中,要经常检查管沟开挖尺寸,通过设置在两岸的水准点控制管沟的深度,确保管沟成型质量,避免二次回挖。
5.2.5.6管沟开挖时,要比设计超挖深0.2~0.5m米,避免因流沙、淤泥的回流而使管底标高达不到设计要求。
5.2.5.7 施工时应实测管沟平面图和纵、横断面图,排除沟内孤石等障碍物,管沟成型质量符合要求后方可进行下道工序施工。
5.2.6管道焊接、防腐补扣 5.2.6.1 布管
a.本段将采用沟下组对、沟下焊接的施工方法。
b.管道布管前,应由技术人员按照施工图纸核对钢管规格、防腐结构等,确认符合要求后方可进行布管。并在每根防腐管长度方向上划出平分线,以利于平稳吊装。
c.因沟下焊接危险性高,所以焊接在北端入口处进行,所以管沟成型后沿布管中心线用人工或机械的方式修筑条形沙袋管墩,10m设一个,管线焊接一道口之后,在沙袋上抹黄油,南端入口用挖机牵引移动,依次焊接牵引。
d.吊管机布管时,宜单根吊运,行走时、要有专人牵引钢管,避免碰撞起重设备及周围物体,发生安全事故。
f.在吊管和放置过程中,应轻起轻放,管子悬空时应在空中保持水平,不得斜吊,不得在地上拖拉防腐管,卸管时,不得使用滚、撬、拖拉管子的方法卸管。
5.2.6.2管口清理
a.按编号及接检记录逐根核对管子长度、壁厚、制造厂家、防腐厂家等,并对管口几
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