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1、1 复杂滨海环境双排钢板桩围堰 创新应用研究 成果报告 水水利利项项管管Q Qc c小小组组 浙浙江江省省水水利利水水电电勘勘测测设设计计院院 ZHEJIANG DESIGN INSTITUTE OF WATER CONSERVANCY HYDRO ELECTRIC POWER 二二 一一四四年年三三月月 1 目目 录录 1概况概况 1 1 1 工程简介 1 1 2 小组概况 1 2课题选择课题选择 3 2 1 问题的调查和提出 3 2 2 提出课题 4 2 3 确定课题 5 3活动计划活动计划 7 4目标设定和可行性分析目标设定和可行性分析 7 5提出各种方案并确定最佳方案提出各种方案并确定
2、最佳方案 8 5 1 方案的提出 8 5 2 各方案相应计算 10 5 3 围堰方案工期费用比 15 5 4 方案的可行性分析及评估 16 6方案具体化并制定对策方案具体化并制定对策 17 7方案实施过程方案实施过程 18 8 检查阶段 检查阶段 C 24 8 1 目标值实现情况 24 8 2 社会效益和经济效益 26 8 3 其他效益 26 9 总结阶段 总结阶段 A 26 9 1 推广应用 26 9 2 总结与今后打算 27 1 1 概况 1 1 工程简介工程简介 由我院 浙江省水利水电勘测设计院 承接的宁波市某堤闸工程 工程区位于象山港口门北侧 围堰全长680米 拟建围堰轴线位置海水 深
3、为5m 10m 淤泥 淤泥质粘土等软弱土层总厚度达到20米以上 水 文地质条件差 由于后期工程施工要求 围堰使用寿命要求达到八年以 上 在复杂滨海环境下建设使用寿命达八年以上的围堰在浙江省水利行在浙江省水利行 业尚属首例 在全国也罕有先例 业尚属首例 在全国也罕有先例 工程鸟瞰图工程鸟瞰图 术语解释 围堰 围堰 指在水利工程建设中 为建造永久性水利设施 修建的临时性围护结构 其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置 以便在围堰内排水 开挖基坑 修筑建筑物 1 2 小组概况小组概况 浙江省水利水电勘测设计院水利项管QC小组成立于2013年3月 注 册编号为QC2013 3 01 本小组主要成员曾承
4、担了 提高面板堆石坝体 填筑质量 课题和 复杂水文环境下水下监测仪器电缆保护形式的研究 1 课题 并分别获得了2013年度浙江省工程建设 勘察设计 优秀QC小 组二等奖和一等奖 本次水利项管QC小组承担了 复杂滨海环境围堰的创新应用研究 课题 小组类型为 创新型创新型 活动时间为2013年3月 2014年3月 期间活动了12次 出勤率为100 小组成员由浙江省水利水电勘测设计 院从事项目管理和设计工作具有丰富经验的一线技术人员组成 其中高 级工程师4人 工程师2人 助理工程师4人 人员中具有硕士学位的有5 人 学士学位的有5人 本QC小组基本情况及人员组成见下表 小组名称小组名称水利项管水利项
5、管QC小组小组 起止时间起止时间2013 3 2014 3 课题名称课题名称 复杂滨海环境围堰 的创新应用研究 注册编号注册编号QC2013 03 01 注册时间注册时间2013 03课题编号课题编号 小组类型小组类型创新型小组人数小组人数10 序序 号号 姓名姓名年龄年龄 文化文化 程度程度 组内职务组内职务岗位岗位 技术等级技术等级 TQC教育教育 时间时间 h 组内分工组内分工 1郑雄伟34硕士组 长高级工程师60全面控制 方案设计 2刘 越36本科副组长高级工程师60协调负责 3丁伟47 硕士 技术负责高级工程师60技术指导 成果把关 4马志登38 硕士技术负责 高级工程师 60技术负
6、责 方案设计 5项宏敏40本科组 员工程师60现场负责 6徐曦28 硕士 组 员助理工程师60资料收集分析 7赵家伟31 本科 组 员工程师60资料收集分析 8李阳28本科组 员 助理工程师 60 现场监测 9朱征雁27 本科 组 员助理工程师60 现场管理 10黄浩然26硕士组 员助理工程师60 现场管理 制表 郑雄伟 时间 2013 03 25 1 2 课题选择 2 1 问题的调查和提出问题的调查和提出 1 现场施工环境 工程区为滨海环境 多年平均高潮位值2 39m 多年平均低潮位值 1 21m 平均潮位0 68m 围堰施工需在水下作业 传统土石围堰直接在 水下施工 通常直接坐落在覆盖层上
7、 质量往往难以保证质量往往难以保证 工程地点和 石料料场距离约15km 其中12km为统料回填的临时道路 并含约5km的 山路 运输条件将制约土石回填的施工进度运输条件将制约土石回填的施工进度 对武汉钢铁 集团 公司 江苏顺力冷弯型钢实业有限公司 博克 斯有限公司等几家国内主要的钢板桩制造厂家进行咨询 钢板桩的形式 有普通槽钢 拉森钢板桩以及组合拉森钢板桩 长度 6m 9m 12m 15m 也可根据用户的要求 定尺加工 最大长度为 24m 各定型的钢板桩供应能力充足 材料供应基本不占用施工工期 2 现场水文环境和地质环境 本工程场区水文环境较为复杂 受地形影响 海流的流向 流速差 异较大 海水
8、交换剧烈 因此滨海环境围堰生存环境类似洪水期间围堰 的部分特征 本小组收集了 2013年10月浙江德清河道新建堤岸垮塌 2013年8月姚江大堤坍塌 等工程案例 在流速高和风浪大的水环境 中 传统土石传统土石围堰易形成管涌 沉移 滑坡倒塌等灾害 根据工程地质勘察报告 工程区地层上部为深厚软弱土层 该土层 为高含水量高压缩性低强度的软土 总厚度大于20米 工程地质条件差 若使用传统土石传统土石围堰 须严格控制加荷速率 待地基承载力提高了 才 能往上加荷 因此施工的进度较慢 费用较高 施工的进度较慢 费用较高 1 确确保保堤堤防防施施工工质质量量 进进度度和和投投资资综综合合目目标标 土土石石围围堰
9、堰形形式式 钢钢板板桩桩围围堰堰形形式式 单单排排钢钢板板桩桩 锚锚拉拉钢钢板板桩桩 双双排排钢钢板板桩桩 术语解释 钢板桩 钢板桩 是由钢材制作而成的一种防护桩 其截面有直板形 槽形及Z形等 形状长而扁 可用于低边坡 基坑等的防护 3 工程工期和投资 根据项目规划文件 可行性研究及工程概算文件 围堰工程总工期 为680日历天 计划于2013年5月20日开始建设 并要求2015年3月31日 前建设完成 并开始围堰内避风港的施工 围堰工程总概算为1 02亿元 4 问题地提出 从以上调查可以看出 工程地质和水文环境复杂 围堰工程受后续避风港建设工程的制约 工期较短 使用寿命期较长 且投资预算有限
10、因此如何对传统的围堰类型进行创新应用 以解决本 工程在质量 工期和投资上的难题是迫切需要探索和解决的任务 是迫切需要探索和解决的任务 2 2 提出课题提出课题 综合工程质量 进度 投资的要求 结合本工程的复杂滨海环境的 特点 小组通过讨论提出了两个课题方案 1 2 3 确定课题确定课题 课题课题调查分析调查分析特点特点结论结论 优点 施工工艺简单 材料主要为回填土石 可就地取材 1 工艺特点 工艺特点 采用水下作业和候潮施工相结合的方法进行围堰主体填 筑 基础采用塑料排水板方式处理 2 施工程序 施工程序 铺设涂面土工布 碎石垫层 插打排水板 铺设8t m土 工布 镇压层抛石 主堤抛石 小坝抛
11、石 石碴反滤层 反滤土工布 土方闭气 护坡结构 防浪墙施工 堤顶路面施工 3 工程量 工程量 平均每100米材料用量 以涂面高程 4m断面计算 碎 石垫层 6700m3 回填石方 45210m3 回填土方13820m3 回填石渣 23250m3 排水板155417m 4 进度进度 每100米施工工期 土石方回填约120天 排水板插打约20天 考虑海潮和不利天气影响等影响 每100米工期约200天 6 成本 成本 每100米成本分析 土石方583 8万元 排水板185 4万元 软 体排及其他508万元 合计每100米1277 2万元 缺点 1 土石围堰直接在水下施工 水下抛投的 堰坡受水下自然休
12、止角的控制 而且水下清 基困难 通常直接坐落在覆盖层上 质量往 往难以保证 2 在水深流速和风浪大的围堰中 冲蚀严 重 边坡不稳定 特别是在软土地基上的 围堰 加之潮涨潮落的水位变化 造成沉移 滑坡倒塌 经常需要修补填筑 3 围堰断面尺寸大 占地面积大 土石方 用量多 4 施工工期长 5 使用寿命短 寿命期一般为5年以下 不 宜做永久性建筑 课题一 土石围堰课题一 土石围堰 形式形式 时间 2013 4 地点 院会议室 负责人 项宏敏 不不 采采 用用 优点 1 施工工艺单一 2 施工快速 3 造价低 课题二 课题二 钢板桩围 堰形式 单排钢 板桩围 堰 1 工艺特点 工艺特点 单排钢板桩围堰
13、通过打桩机械插打单排的钢板桩 形成 挡水的围堰体 主要用于基坑外围的支护 堤防坡脚的防护等 2 施工程序 施工程序 导架安装设置打桩定位轴线 打钢板桩 安装围 檩 3 工程量 工程量 平均每100米材料用量 以涂面高程 4m断面计算 钢 板桩5084m 5 进度 进度 每100米施工工期 钢板桩板插打约20天 每100米工期约工期约25 天 天 6 成本 成本 每100米成本分析 钢板桩524 7万元 其他10万元 合计每 缺点 1 无法独立形成具有堤防结构的防 波堤 不能达到工程目的 2 专业施工队 伍较少 不不 采采 用用 1 100米534 7万元 时间 2013 4 地点 院会议室 负
14、责人 赵家玮 优点 1 施工快速 2 造价低 1 工艺特点 工艺特点 锚拉钢板桩围堰主要在单排钢板桩基础上增加了锚拉结 构 主要用于基坑外围的支护 堤防坡脚的防护等 2 施工程序 施工程序 导架安装设置打桩定位轴线 打钢板桩 安装围 檩 安装锚拉结构 3 工程量 工程量 平均每100米材料用量 以涂面高程 4m断面计算 钢 板桩5084m 锚拉结构20付 5 进度 进度 每100米施工工期 钢板桩板插打约21天 搅拌桩施工工期 30天 土石方回填15天 考虑搅拌桩强度等影响 每100米工期约工期约90天 天 6 成本 成本 每100米成本分析 钢板桩524 7万元 其他30万元 合计每 100
15、米554 7万元 缺点 1 无法独立形成具有堤防结构的防 波堤 不能达到工程目的 2 在海洋环境 中难以找到合适的土锚安装位置 3 专业 施工队伍较少 锚拉钢 板桩围 堰 时间 2013 4 地点 院会议室 负责人 马志登 不不 采采 用用 优点 1 施工较快 2 围堰体结构稳定 挡护强度高 3 防冲蚀 防渗性好 4 围 堰体占地面积小 5 原材料用量少 符合 环保的原则 6 使用寿命较长 可达10年 左右 可用于永久建筑 1 工艺特点 工艺特点 双排钢板桩围堰中以钢结构作为围堰体的支撑和辅助止 水部件 双排钢板桩 围檩拉杆结构及中间回填的土方形成围堰的主 体结构 钢板桩定尺加工的最大长度为2
16、4m 而本工程钢板桩长度达 32米 2 施工程序 施工程序 导架安装 设置打桩定位轴线 打钢板桩 铺设 防渗土工膜 安装拉杆 安装围檩 打设搅拌桩加固体 回 填渣料石粉 围堰外侧海堤填筑 3 工程量 工程量 平均每100米材料用量 以涂面高程 4m断面计算 钢 板桩10168m 渣料石粉 10400m3 袋装土650m3 块石 1300m3 水 泥搅拌桩8852m3 5 进度 进度 每100米施工工期 钢板桩板插打约21天 搅拌桩施工工期 30天 土石方回填15天 考虑搅拌桩强度等影响 每100米工期约工期约90天 天 6 成本 成本 每100米成本分析 钢板桩1049 4万元 其他182万元 合计 每100米1231 4万元 缺点 1 施工工艺较为复杂 2 专业施工 队伍较少 双排钢 板桩围 堰 时间 2013 4 地点 院会议室 负责人 郑雄伟 采采 用用 1 综上所述 经过多方考量和比较 必须对普通双排钢板桩进行创新优化 小组成员一致选择此次活动的课 题为 复杂滨海环境双排钢板桩围堰创新应用研究 复杂滨海环境双排钢板桩围堰创新应用研究 1 3 活动计划 小组活动计划表小组活动计划
