1、1.編制依據(jù)本施工方案以下列文件作為編制依據(jù)：.兩階段施工圖變更設(shè)計(jì)（第一冊），2010年8月；.樁基施工勘察中間資料，2010年9月；。水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊，1987年；.水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范(SL3792007)；。路橋施工計(jì)算手冊(人民交通出版社，2001年10月）；。混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL3192005）。2.工程概況工程設(shè)計(jì)為獨(dú)塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土展翅箱梁斜拉橋。大橋跨越x江，其主塔7#墩位于河心灘上。2。1。 工程結(jié)構(gòu)形式7#墩承臺的結(jié)構(gòu)尺寸為13。213。24m(長寬高)，設(shè)計(jì)底標(biāo)高為94.5m。2。2。 工程地質(zhì)情況目前，墩位附近水位約為101。5m.承臺底在水面以下

2、深度為7m。按照現(xiàn)在承臺的設(shè)計(jì)標(biāo)高,水下開挖深度需達(dá)8m以上。河床覆蓋層為強(qiáng)透水性卵石，下伏基巖為石灰?guī)r，巖體破碎,巖溶較為發(fā)育。投標(biāo)階段在大橋7#墩墩位處無地質(zhì)勘探孔，根據(jù)工程兩階段施工圖變更設(shè)計(jì)（第一冊），離墩位最近的地質(zhì)勘探孔號為ZK12，ZK12揭示基巖面頂標(biāo)高為91。51m(見圖21）。平面布置地質(zhì)剖面圖2-1 7墩原地勘資料圖施工單位進(jìn)場后，進(jìn)行了“一樁一孔地質(zhì)補(bǔ)勘.根據(jù)2010年9月水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院提供的大橋樁基施工勘察中間資料，其中7墩的逐樁鉆探地質(zhì)柱狀圖揭示：ZK79的基巖面高程最高,為98。56米；ZK78的基巖面高程最低，為94.99米；基巖面平均高程為96。96米

3、,較承臺底標(biāo)高94.5m高2。46m。詳情見圖22。橋位區(qū)域巖溶較為發(fā)育。進(jìn)行7#墩樁基鉆孔施工時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)漏漿，塌孔和不同孔位之間的泥漿串通等情況。2。3. 不良地質(zhì)對承臺施工造成的困難.由于基巖面較高，鋼板樁圍堰不能插打至承臺下方，并保證封底混凝土厚度的深度.鋼板樁的下部不能通過封底混凝土形成硬支撐。因此鋼板樁圍堰不可行。基巖面起伏比較大,并且溶洞發(fā)育，采用鋼套箱或沉井也不能滿足止水的要求.。 由于巖溶較為發(fā)育,基坑底部止水困難. 基巖開挖工作量大為保證已完成施工的樁基質(zhì)量,巖層開挖需要在無水的條件下進(jìn)行。但是，水下爆破具有較大的盲目性，水下巖層開挖困難。 如果仍按目前承臺設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行施工

4、，施工方案的選擇余地將會很小,一般認(rèn)為，只有排樁支護(hù)和帷幕止水方案才能滿足施工要求，而采用該方案將造成建設(shè)投資大幅增加.2。4。 水文、氣候. 水文橋位附近地下水主要由第四系覆蓋層中的孔隙潛水及賦存于灰?guī)r中的巖溶裂隙水組成。雨季地下水位高，水量大，旱季地下水位低，水量相對減少。地下水與賀江保持密切的水力聯(lián)系。水文資料及航道等級為：常年水位：+100。30m；洪水位（1/20）：+105.20m。橋位處賀江通航要求為：內(nèi)河VI（2)級，雙孔通航凈寬40m，凈高6m，最高通航水位取常水位+100。30m。 氣象條件市地處亞熱帶，到南海的直線距離不到400Km,受海洋性氣候影響顯著,氣候濕潤多雨。多

5、年平均降雨量1555.4mm,最大年降雨量2324。9mm(1973年），最下降雨量1006.3mm（1956年）。降雨量年份分配極不均勻，雨季一般在4月中旬至9月上旬，其中4月至8月降雨尤為集中,占全年雨量的67。2%，年24小時(shí)最大降雨多年平均為112。40mm，實(shí)測最大24小時(shí)降雨量301。7mm(1994年7月22日）。市多年平均氣溫19。9,月平均最高氣溫為8月，月平均最低氣溫為1月,實(shí)測極端最高氣溫39.5（1989年8月)，歷年平均日照時(shí)數(shù)1591小時(shí)。賀州市多年平均風(fēng)速1。7m/s，多年最大平均風(fēng)速14.3 m/s，極端最大風(fēng)速40 m/s（1963年9月),相應(yīng)風(fēng)向NE及WS

6、W，歷年最多風(fēng)向?yàn)閃N。2。5. 擬采用的承臺基坑開挖與支護(hù)方案從施工安全和節(jié)約建設(shè)投資的角度考慮，擬采用提高承臺設(shè)計(jì)標(biāo)高和草土圍堰或提高承臺設(shè)計(jì)標(biāo)高和就地拌制混凝土圍堰施工相結(jié)合的方式進(jìn)行施工.即采用經(jīng)濟(jì)成本較低的施工方案，在保障安全和成功排水的前提下，盡量挖深基坑，直至不能繼續(xù)向下挖掘?yàn)橹?然后按照變更程序就此確認(rèn)承臺標(biāo)高。3. 施工方案比選橋位區(qū)域,過水?dāng)嗝孑^為狹窄，圍堰平面上不宜占用水域過大，避免雨季施工時(shí)影響行洪。堰體至承臺邊緣的距離應(yīng)足夠，便于堵漏和排水,但由于巖溶發(fā)育較大,考慮圍堰底部止水困難，圍堰內(nèi)無防滲區(qū)域的面積不宜太大.3。1. 草土圍堰施工方案3.1。1。 平面布置草土圍

7、堰的平面布置見圖3-1。圍堰占用水域5757m.3。1。2。 橫斷面堰體橫斷面見圖3-1。 堰頂高程按常水位季節(jié)的高水位101.5m加高0.7m，即堰頂高程定為102。2m。 堰體斷面頂寬為9m，施工時(shí)近似按矩形截面施工，其邊坡由圍堰土自重壓縮和被水沖刷后形成,約1：0。21:0.4。穩(wěn)定性驗(yàn)算草土圍堰受到的水平力為外側(cè)水壓力P水、外側(cè)土壓力P卵石，受到的豎向力為自重G0、外側(cè)卵石對堰體的豎向壓力G卵石、基底水的滲透壓力U，見圖3-2。圖32 草土圍堰受力示意（尺寸單位:米)計(jì)算工況:草土圍堰高H=4m，水頭高H水=4m,草土圍堰的容重草土=12KN/m3，水的容重水=10KN/m3,卵石的容

8、重卵石=19KN/m3，卵石的浮容重卵石=11KN/m3，取卵石的內(nèi)摩擦角=300，則主動土壓力系數(shù)Ka=tg2（4530/2)=0。33，草土體基底與地基的摩擦系數(shù)f=0.4。外側(cè)水壓力：P水=1/2H水2水=80KN/m外側(cè)土壓力：P卵石=1/2（H-H水）2卵石Ka+(HH水）H水卵石Ka+1/2H水2卵石Ka=29.3KN/m堰體重量:G0=1/2（9+11）4草土=480KN/m外側(cè)土對堰體的豎向壓力：G卵石=1/2（119）/24)卵石=38KN/m滲透壓力:U=1/2H水9水=220KN /m抗滑穩(wěn)定系數(shù):K1=f（G0+G卵石-U)/(P水+P卵石）=1.231。2滿足要求。抗

9、傾覆穩(wěn)定系數(shù)：K2=（G05.5+G卵石6）/(U112/3+P水41/3+P卵石41/3）=1。631。5滿足要求。3.1。3。 堰體材料. 土料黃土、粉土、壤土、粘壤土等均可用作草土圍堰的填筑材料,土料的天然干重度不得小于1.4，含水量以1317為宜.土料應(yīng)含有一定量的10cm以下的粗顆粒，土料入水后10min左右被完全浸潤并崩解對施工較為有利。若粉粒過多，土料入水后立即崩解為稀泥狀，不利于堰體成型。每立方草土圍堰用土量約為0。650。75m3。. 草料草桿采用新鮮稻草，長度不得小于0。5m。草捆直徑一般為4550cm，長度為110120cm，重量約為10kg。草捆必須扎緊，要求用草繩綁扎

10、三道，草捆外形示意見圖33。每立方草土圍堰用草量約為6585kg.圖3-3 草捆外形示意圖3。1。4. 堰體填筑工藝. 草捆鋪設(shè)開挖堰體基槽后，沿堰體的長度方向擺設(shè)一層草捆。每排草捆采用草繩聯(lián)系成一個(gè)整體，并且兩排相鄰草捆之間按草捆長度的1/3進(jìn)行搭接。 鋪散草在捆草的表面均勻鋪設(shè)一層30cm厚的散草。堰體兩側(cè)沿邊緣鋪設(shè)一層與堰體軸線垂直的草桿,其它部位可任意散鋪. 鋪土散草鋪完后，即在上面鋪土，厚度為2535cm。鋪土?xí)r，除堰體兩邊留出20cm寬的草邊不蓋土外，其余部位需要將散草均勻覆蓋。重復(fù)以上三道工序,直至填筑到要求的高程。. 碾壓草土圍堰水下填筑施工過程中，對鋪土可不必進(jìn)行夯實(shí)或碾壓，

11、當(dāng)水下填筑部分全部完成后，要求對全堰面壓實(shí)，使干密度達(dá)到1.5g/m3以上。3。1.5. 草土圍堰施工順序草土圍堰施工順序見圖3-4。3.1。6。 其它施工要點(diǎn)。 設(shè)置子堰圍堰內(nèi)的匯水面積較大，并且?guī)r溶發(fā)育，通過設(shè)置子堰來增加基坑的排水能力。. 堰體底部防滲在堰體底部鋪設(shè)一層塑料薄膜，使堰體與河床透水層隔離，可防止堰體底面被沖刷破壞.。 裂縫處理施工中堰體表面出現(xiàn)裂縫時(shí)，可根據(jù)大小選擇處理方法。當(dāng)出現(xiàn)裂縫寬度小于5cm時(shí)，應(yīng)及時(shí)碾壓處理.當(dāng)出現(xiàn)大于5cm的裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行局部加草土補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí).。 施工監(jiān)測為防止圍堰因變形過大而破壞,應(yīng)進(jìn)行施工監(jiān)測。通過二種方法進(jìn)行監(jiān)測，一為通過目測對圍堰的開裂、沖

12、刷、明顯沉降或位移等進(jìn)行觀察，一為通過在堰體的中央、角點(diǎn)或經(jīng)過處理的破壞位置設(shè)置沉降位移觀測點(diǎn)，通過測量儀器觀測其沉降、變形情況及其發(fā)展趨勢。 施工排水在子堰內(nèi)、子堰與主堰之間均設(shè)置一定數(shù)量的排水溝和抽水坑，現(xiàn)場視需要及時(shí)采用足夠數(shù)量的潛水泵進(jìn)行排水.3。2.就地拌制混凝土圍堰施工方案。 圍堰布置由于7墩處基巖面以上覆蓋層均為卵石，擬采用原地挖槽，原地倒入水泥，采用挖掘機(jī)就地水下攪拌的方式，沿承臺四周構(gòu)筑圍堰堰體。圍堰布置見圖3-5。 平面布置圍堰平面占用水域33.633.6m。. 堰頂高程按常水位季節(jié)的高水位101。5m加高0.7m,即堰頂高程定為102.2m。 堰體斷面堰體高度為4m時(shí)，考

13、慮圍堰渡洪時(shí)結(jié)構(gòu)受力的需要，寬度設(shè)置為3。7m,如受基巖面高程的限制，以頂面高程102.2m為基準(zhǔn)，需要調(diào)整堰體高度時(shí)，圍堰寬度也需相應(yīng)調(diào)整. 受力驗(yàn)算。 堰體穩(wěn)定性驗(yàn)算就地拌制混凝土圍堰受到的水平力為外側(cè)水壓力P水、外側(cè)土壓力P卵石，受到的豎向力為自重G0、基底水的滲透壓力U，見圖3-6。圖36就地拌制混凝土圍堰受力示意(尺寸單位：米）計(jì)算工況:圍堰高H=4m，水頭高H水=4m，圍堰外側(cè)卵石的高度與圍堰頂齊平，就地拌制混凝土堰體的容重砼=23KN/m3,水的容重水=10KN/m3,卵石的容重卵石=19KN/m3,卵石的浮容重卵石=11KN/m3,取卵石的內(nèi)摩擦角=300，則主動土壓力系數(shù)Ka

14、=tg2（45-30/2）=0.33，堰體基底與地基的摩擦系數(shù)f=0。5.外側(cè)水壓力:P水=1/2H水 2水=80KN/m外側(cè)土壓力:P卵石=1/2(HH水）2卵石Ka+（HH水)H水卵石Ka+1/2H水2卵石Ka=29。3KN/m堰體重量:G0=3.74砼=340.4KN/m滲透壓力:U=1/2H水3.7水=74KN /m抗滑穩(wěn)定系數(shù)：K1=f（G0-U)/（P水+P卵石)=1.221。2滿足要求。抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：K2=(G02)/（U3.72/3+P水41/3+P卵石41/3)=2.071.5滿足要求。 地基穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)圖3-6，作用于基底的合力的偏心距e為：e=3.7/2-(3.7/2

15、G0-P水41/3-P卵石41/3-U3。72/3)/(G0U）=0.723。7/6=0.62基底出現(xiàn)拉應(yīng)力，一般不考慮地基能承受此拉力,則基底應(yīng)力重分布，假定全部荷載由受壓部分承擔(dān)及基底壓應(yīng)力仍按三角形分布.圖37 地基應(yīng)力示意圖(尺寸單位：米)由圖3-7，地基壓應(yīng)力的合力N=G0U,堰體基底最大壓應(yīng)力為：max=2(G0U）/（3（1/23.7-e）=156。9Kpa=300Kpa滿足要求。 基坑內(nèi)邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算為達(dá)到最大開挖深度的目的，需要在基坑內(nèi)繼續(xù)開挖.當(dāng)開挖處為巖層時(shí)，可直立向下開挖，當(dāng)開挖處卵石層較厚時(shí)，必須驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性.計(jì)算工況：卵石層較厚的部位，堰體高H=4m,水頭高H水

16、=4m，圍堰外側(cè)卵石的高度與圍堰頂齊平，開挖至基底高程時(shí)，繼續(xù)向下放坡開挖，挖深1m。采用瑞典圓弧法驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定，將堰體的基底壓力換算成卵石高度hmax=max /19=8。2m，并對可能的滑動土體進(jìn)行條分，見圖38.坡高1m，邊坡坡率為1:3.5.圖3-8 條分法示意圖（尺寸單位:米)采用4。5H法畫出最危險(xiǎn)滑動圓弧圓形位置的輔助線，在輔助線上定出圓心o2，作通過坡腳的圓弧，把邊坡分為10個(gè)土條，檢算其穩(wěn)定性，結(jié)果見表31，k2=1.21.表31 堰內(nèi)邊坡穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算表編號容重（KN/m3)面積(m2）土條重量Qi(KN)i切向力Ti=Qisini法向力Ni=Qicositg摩阻力Nitg穩(wěn)

17、定系數(shù)K21190.295.51564。63.10。57741。81。212190.7714。6339-9.211。40。5776.63191。0820。52269.018。40.57710。64191。2924。51-145。923。80。57713.75191.4427。36-31。427。30。57715.86191。5228.8884.028.60.57716.57191。4928.31199.226.80.57715.48191。3425.463113。121。80.57712。69192.3244。084631.730。60.57717。710194。3983.416977.929

18、.90。57717.2合計(jì)105。8127.9在輔助線上另找二個(gè)圓心o1、o3,同法算得k1=1.29，k3=1。22，對比k1、k2、k3,得到最小穩(wěn)定系數(shù)kmin=k2=1。211。2，邊坡穩(wěn)定，但安全儲備十分有限，當(dāng)卵石層較厚時(shí)，堰內(nèi)能繼續(xù)放坡開挖的深度非常有限。3.2。2。 主要施工措施。 測量放樣樁基施工完成后，清除場地,按照設(shè)計(jì)圖將圍堰堰體的平面位置放出.。 混凝土的拌制方法采用PO325水泥、堰體處現(xiàn)有的卵石拌制堰體混凝土。采用挖掘機(jī)，就地挖槽水下拌制堰體混凝土。混凝土的配合比現(xiàn)場通過試驗(yàn)確定,現(xiàn)暫定水泥摻量350kg/m3。. 堰體施工開始開挖基槽時(shí)，先采用挖掘機(jī)試探基巖面的深

19、度，然后根據(jù)基巖面的深度確定該部位的堰體深度和寬度。按照能攪拌均勻的要求先將挖深基槽,基槽底部預(yù)留7080cm厚的卵石，倒入水泥，采用挖機(jī)攪拌；底層拌勻后,回填一層厚度7080cm的卵石，再倒入水泥，再采用挖掘進(jìn)行攪拌均勻;重復(fù)此工作，直至該部位全斷面攪拌均勻。. 基坑開挖堰體全部施工完成,并達(dá)到強(qiáng)度后，按設(shè)計(jì)圖的要求進(jìn)行基坑開挖.基坑內(nèi)的覆蓋層和軟弱巖層，采用挖掘機(jī)開挖。為防止對樁基產(chǎn)生損傷，影響工程質(zhì)量，以及為防止劇烈爆破影響周邊堰體的安全，擬對基坑內(nèi)堅(jiān)硬巖層采用無聲爆破方案施工.。 基坑內(nèi)排水圍堰內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的排水溝和抽水坑,現(xiàn)場視需要及時(shí)采用足夠數(shù)量的潛水泵進(jìn)行排水。3.3. 方案比

20、較以下通過列表3-2，從水域占用、防洪性能、地基沉降要求、安全性、施工周期等五個(gè)方面對兩個(gè)方案進(jìn)行比較。表32 施工方案對照表方案對比內(nèi)容草土圍堰就地拌制混凝土圍堰備注水域占用3249 m21129 m2防洪性能弱強(qiáng)草土圍堰頂面不能過水地基沉降要求低高沉降過大時(shí)，混凝土圍堰易開裂破壞安全性強(qiáng)弱草土圍堰為成熟的施工工藝，混凝土圍堰在此種工況下使用較少見施工周期30天20天堰體成型的周期3。4。 方案選擇從上述比較可以看出，兩個(gè)方案各有優(yōu)劣。從方案的成熟性和對地基的沉降要求來看，選擇草土圍堰更為合適。但是，目前已經(jīng)接近雨季，草土圍堰占用的水域更大，對賀江行洪非常不利，并且圍堰頂部不能過水，所以該方

21、案必須在雨季過后方可采用。因此，為節(jié)約施工工期,可嘗試采用就地拌制混凝土圍堰方案施工。4。 施工工期計(jì)劃于2011年3月中旬開始施工，30天完成堰體施工，5天完成堰內(nèi)土方開挖，30天完成基巖開挖，20天完成主墩承臺施工，15天完成7墩墩身出水施工。正常情況下,施工工期為100天，即圍堰存留期為100天.5。 施工工程數(shù)量 由于在施工前不能全面掌握開挖區(qū)域的地質(zhì)狀況，所以只能根據(jù)擬采用的方案預(yù)估一個(gè)工程數(shù)量，僅供參考，不做最終計(jì)量依據(jù)。5。1。 采用草土圍堰方案的預(yù)估工程量采用草土圍堰方案的預(yù)估工程量見表51.表51 預(yù)估草土圍堰施工工程數(shù)量表名稱型號單位數(shù)量水下開挖土石方卵石、石灰?guī)rm3162

22、45外側(cè)開挖后回填卵石m32335稻草新鮮，草桿長度大于50cmKg396288土料粘土m33963防滲塑料薄膜聚氯乙烯，厚度1.2mmm22957墊層砼C20m3955.2. 采用就地拌制混凝土圍堰方案的預(yù)估工程量采用就地拌制混凝土圍堰方案的預(yù)估工程量見表52。表52 預(yù)估就地拌制混凝土圍堰施工工程數(shù)量表名稱型號單位數(shù)量水下開挖土石方卵石、石灰?guī)rm35645外側(cè)開挖后回填卵石m31500堰體砼就地水下拌制m31770墊層砼C20m3956. 主要施工工程機(jī)械6。1。 草土圍堰施工主要工程機(jī)械草土圍堰施工主要施工工程機(jī)械見表61.表61 草土圍堰施工主要工程機(jī)械表機(jī)械設(shè)備名稱規(guī)格型號額定功率（

23、KW）或容量(m3）噸位（t）數(shù)量(臺)挖掘機(jī)EX200-20。9 m32裝載機(jī)SO2040.9m32自卸汽車ZM4038t4汽車起重機(jī)30t1潛水泵1.51.5KW30空壓機(jī)2 m36風(fēng)鎬20潛孔鉆機(jī)16。2。 就地拌制混凝土圍堰施工主要工程機(jī)械就地拌制混凝土圍堰施工主要施工工程機(jī)械見表62.表62就地拌制圍堰施工主要工程機(jī)械表機(jī)械設(shè)備名稱規(guī)格型號額定功率(KW)或容量(m3）噸位（t)數(shù)量（臺)挖掘機(jī)EX-200-20.9 m32裝載機(jī)SO2040。9m32自卸汽車ZM4038t4汽車起重機(jī)30t1潛水泵1.51.5KW30空壓機(jī)2 m36風(fēng)鎬20潛孔鉆機(jī)17。施工人員計(jì)劃7.1. 草土圍

24、堰施工人員安排草土圍堰施工人員安排見表7-1。表7-1 施工人員計(jì)劃表工程部位工 種草土圍堰負(fù)責(zé)人1技術(shù)員1施工員1質(zhì)檢員1普工30混凝土工8爆破工2電工1安全員17.2。 就地拌制混凝土圍堰施工人員安排就地拌制混凝土圍堰施工人員安排見表7-2。表72就地拌制混凝土圍堰施工人員計(jì)劃表工程部位工 種就地拌制混凝土圍堰負(fù)責(zé)人1技術(shù)員1施工員1質(zhì)檢員1普工15混凝土工8爆破工2電工1安全員18。 施工安全措施除按照項(xiàng)目部的相關(guān)措施組織、管理安全生產(chǎn)外，進(jìn)行圍堰施工還應(yīng)注意以下要點(diǎn):. 在施工過程中必須佩戴安全防護(hù)設(shè)施，如救生衣，安全三寶等。. 圍堰下作業(yè)時(shí)注意用電安全，照明、潛水泵的電源線要絕緣、安全可靠，開關(guān)箱必須接地，接地裝置良好。.注意觀察圍堰的情況，如發(fā)現(xiàn)圍堰有變型,下面土體有灌涌、底鼓現(xiàn)象應(yīng)立即停止施工，上報(bào)項(xiàng)目部,進(jìn)行處理。 各種機(jī)械要按規(guī)程操作,不得帶病作業(yè)。. 要做好臨邊防護(hù)，設(shè)立標(biāo)識標(biāo)牌。. 夜間施工保證足夠的照明設(shè)施。 爆破器材的使用、運(yùn)輸、保管必須符合國家爆破安全規(guī)程規(guī)定的要求,嚴(yán)禁無證人員參加爆破作業(yè)。 做好雨季防洪工作，密切關(guān)注天氣情況和水位變化，及時(shí)撤離河中的施工人員、材料、設(shè)備.