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1、清河再生水厂二期及再生水利用工程清河再生水管线（体院南侧路京密引水渠）导流及附属工程施工方案1、概述本工程为清河再生水厂二期及再生水利用工程清河再生水管线（体院南侧路京密引水渠）导流及附属工程施工部分，施工内容包括以下几项：干线（自河底向上第一层平台折点以内的）河道现状设施及所有支线涉及的河道设施及地上物的拆除及恢复工程；干线及所有支线（自第一层平台折点向上至河道南岸滨河路南侧路缘石以内的）河坡及滨河路拆迁工程；施工马道、河底临时路修筑、维护及拆除工程；施工围堰搭建、日常维护及拆除工程；河道清淤工程；河底管道施工范围上方200mm厚砂砾料垫层、400mm厚干砌石护砌及浆砌石齿墙。本工程施工内容
2、不包括以下几项：穿河、沿河各种管线和光缆以及地下建筑物的改移和保护工程；工程施工过程中社会道路的导行工程；非东水西调管理处管辖范围内的其他事项。2、工程施工流程及进度计划2.1清河段（C0+000C3+912）施工流程围堰搭建围堰排水施工降水管线沟槽开挖管线施工施工准备修筑下坡马道河底清淤管线回填河底砂砾料垫层干砌石护砌下坡马道拆除河坡恢复及围堰拆除绿化及滨河路恢复修筑河底临时路竣工清理2.2清河段（C3+912C4+716）施工流程铺设导流钢管搭建上下游封堵围堰围堰排水施工降水施工准备修筑下坡马道河底清淤管线沟槽开挖管线施工管线回填河底砂砾料垫层干砌石护砌下坡马道拆除河坡恢复导流钢管及围堰拆
3、除绿化及滨河路恢复竣工清理2.2工程进度计划本工程进度安排2009年10月15日至2010年5月31日，总工期229日历天，其中管线工程完工时间不得晚于2010年3月15日，针对以上工期要求，本工程采用分期、分段进行施工。工期安排总体原则进场后首先施工C3+912C4+716段导流钢管和封堵围堰及C0+000C3+912清河主河道桩膜围堰以尽快形成工作面，河道拆除恢复项目随同管道施工进行，过闸段及岸坡绿化和滨河路的恢复工作，在2010年5月31日完工。工程具体工期安排详见【清河再生水管线（体院南侧路京密引水渠）施工进度计划】3、施工围堰导流方案根据现场踏勘实际情况，本工程施工导流分两部分进行考
4、虑：清河段（C0+000C3+912）河道底宽3036m，坡比1：2，河道纵坡为i=0.001，通过查阅相关水文资料，2005年至2008年清河上游树村及京包站非汛期最大流量Q=19.7m3/s。该段河道施工导流方案，理论上讲可以有多种导流形式，结合工程实际，经研究分析论证，结果如下：清河是新建及城市景观河道，对水质和河道环境保护要求非常高，工程施工过程中务必对污染源进行严格控制，避免对河道造成任何污染。如采用草土围堰，在施工完毕后，难以完全清除干净，其残留部分将对河道造成污染，无法满足河道环境保护要求；沿线管道沟槽开挖较深，最深处达到5.8m，属于深基坑开挖。草土围堰荷载较大，对边坡安全有一
5、定影响；从围堰断面形式考虑，草袋围堰断面积较大，不利于河道过流；如采用钢板桩围堰，不经济，造价过高。经分析论证后桩膜围堰造价经济合理、技术成熟、建拆方便快捷，有利于加快施工进度，因此：清河段（C0+000C3+912）采用桩模围堰导流方案。清河段（C3+912C4+716）因河道断面小，施工场地有限，无法布置导流围堰，因此采取在该段河道上下游设置横向封堵桩膜围堰，阻挡上游来水及防止下游回水，铺设导流钢管导流方案。3.1清河段桩模围堰导流清河段（C0+000C3+912）桩膜围堰采用单排直径15cm的钢桩，遇对岸出水口流量大，冲击力强的部位钢桩加密至双排以增加围堰稳定性。桩模围堰布置在河道南侧，
6、利用北侧河道导流，该段河道穿越树村闸及肖家河闸位置、间隔长度如下：桩号间隔长度起点C0+000.00树村闸C1+259.6451259.645肖家河闸C3+196.5831936.938终点C3+912.76716.177本段河道战线较长，根据本工程总体工期及考虑流水施工的需要，本段围堰导流分期、分段进行：根据河道建筑物自然分隔及工程施工工期，将本段施工导流分为两期：树村闸肖家河闸为一期工程，围堰导流1937m。起点树村闸、肖家河闸终点为二期工程，围堰导流1976m。将每期工程分为四个作业段流水进行施工，根据管道施工进度需要、河道沿线出水口位置及河道下坡路布置分隔，每个作业段长度不超过500m
7、。相邻作业段围堰搭接采用在上段桩膜围堰内预埋混凝土“桩靴”的施工工艺，搭接段桩膜围堰利用预先埋设在上段围堰内的“桩靴”，在“桩靴”上插桩完成搭接部位下段围堰搭建，围堰排水后拆除上段搭接围堰，进行搭接部位及下段管线施工。桩膜围堰周转两次，一期桩膜围堰拆除后用于二期桩膜围堰施工，一期工程第一作业段施工完毕，拆除围堰用于搭建二期工程第一作业段，以此类推。3.1.1围堰设计设计原则及依据近年该段河道非汛期最大过水流量；河道内现场施工布置；管线主体工程不得晚于2010年3月15日前完工的工期要求。导流围堰尺寸设计本工程导流断面尺寸计算按明渠均匀流考虑：根据谢才公式QAC（Ri）1/2其中：Q流量过水断面
8、面积A（bmh）h谢才系数CR1/6/n水力半径RA/x湿周xb2h（1m2）1/2本段河道底宽3036m，坡比1：2，河道纵坡为i=0.001，通过查阅相关水文资料，2005年至2008年清河上游树村及京包站非汛期最大流量Q=19.7m3/s，为了安全，围堰高度按照河道最窄过流断面6m进行设计，试算结果如下：导流明渠水利试算表B6666M0.250.250.250.25H1.81.922.1XB+2*H(1+M*M)1/29.7107950639.9169503410.1231110.32926A(B+M*H)*H11.6112.30251313.7025RA/X1.1955766671.2
9、40552751.2841911.326571I0.0010.0010.0010.001N0.0250.0250.0250.025CR1/6/N41.21 41.46 41.70 41.93 QA*C(R*I)1/216.5428561417.966501419.4277720.92571经过试算过水断面宽6，水位高2.1m时，流量为20.9m3/s大于19.7m3/s，满足过流要求。本工程设计桩膜围堰高2.5m（预留40cm安全超高）可满足设计流量要求。导流围堰结构设计围堰结构设计围堰钢管桩采用150壁厚4.5mm钢管，膜布采用双轴向PVC涂层高强防渗膜布C型（水下）厚度为3mm膜布，围堰侧
10、壁骨架及斜撑采用50架子管。桩膜围堰采用单排钢桩，并设架子管斜撑，遇对岸出水口流量大，冲击力强的部位钢桩加密至双排以增加围堰稳定性。钢桩外侧迎水面铺设钢管拍子，钢管拍子采用架子管结构，架子管之间用卡子连接，架子管和钢桩之间用铅丝绑扎。为防止铅丝或卡子扎破、损坏高强膜布，在铅丝和卡子处用无纺布予以保护。在钢管拍子外侧立铺多层板，用铅丝和架子管绑扎牢固。多层板外侧铺L型高强防渗膜布，膜布向水中伸展长度与堰高比L:H不小于3：1，膜布用尼龙绳牢固地连续绑扎在锁口梁上，膜布搭接处、水位变化区均采用砂吊袋压紧，底部折点处采用砂袋压脚。详见：【桩膜围堰断面示意图】、【双排桩膜围堰断面示意图】【清河段（C0
11、+000C3+912）桩模围堰导流断面示意图】围堰安全核算pb为静水压强总静水压强 p=pb=gh=9.8kN/m32.1m=20.6 kN/m2单平米总受力=PA=20.60.52.11=21.6KN弯矩M=L=21.62.1=15.1KNm0.77（t）据力学平衡可知，每根桩承受的向下的力为0.77（t）参考桩基设计规范，建筑桩基技术规范JGJ94-94桩基抗拔极限承载力标准值R=0.363.140.151.51.3（t）桩基抗拔极限承载力标准值破坏表面周长，等直径桩取=-桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值抗拔系数，取0.3桩的极限侧阻力标准值（kpa）淤泥、人工填土钻孔桩取5080k
12、pa,可取值60kpa,后化为6t/m2埋深-1.5米R,所以不会发生抗拔破坏。围堰受力分析详见【桩膜围堰受力分析图】3.1.2导流围堰施工顺序导流围堰分为纵向围堰和分隔围堰（封端围堰），根据纵向围堰的布置位置，为了施工安全，先施工纵向围堰，再施工分隔围堰。桩膜围堰施工前需清除河道内障碍物，特别是C0+500C0+800和C3+490C3+912段河道内水生植物在导流围堰施工前需人工进水拔除，为防止桩膜围堰扎破，围堰施工前河道内尖锐的杂物也须清理干净，防止膜布被扎破后漏水。3.1.3围堰施工工艺单桩与双桩施工工艺类似，下面以单桩施工工艺为例。打钢桩侧壁骨架安装多层板铺设高强防渗膜布铺设砂袋固定
13、防渗膜布打钢桩桩膜围堰采用直径15cm的钢桩，钢桩间距为1.0m，钢桩长4m。采用打桩机打桩，打桩机稳定在浮船上，施工人员沿着事先确定的钢桩路线将钢桩稳固后，使用打桩机按照预定尺寸，将其打入河底下1.5m。钢桩完成后并设架子管斜撑，再斜撑端部打入1m50架子管做为锚固杆，对钢桩进行加固。侧壁骨架安装钢桩完成后，安装侧壁骨架，侧壁骨架采用50架子管组成。采用浮船运输材料，人工水下安装。架子管竖向间距1m，横向间距20cm，顶部采用100mm圆木做为锁口杆。架子管之间用卡子连接，架子管和钢桩之间用8#铅丝绑扎。为防止铅丝或卡子扎破、损坏高强膜布，在铅丝和卡子处用无纺布予以保护。多层板铺设侧壁骨架安
14、装完成后进行承力层铺设，承力层采用1.2cm厚多层板，用铅丝和架子管绑扎牢固。首先检查多层板表面（迎水面），将容易破坏膜布的尖刺、棱角等剔除磨光，然后再进行铺设。铺高强防渗膜布设多层板铺设完成后，由河道下游向上游铺设L型高强防渗膜布，膜布向水中伸展长度与堰高比L:H不小于3：1。围堰侧膜布用尼龙绳每隔20cm牢固地连续绑扎在锁口梁上，岸坡侧采用砂袋压牢。砂袋固定防渗膜布膜布铺设过程中采用砂袋固定，底部折点处和膜布搭接处采用满砂袋压牢，其余部位砂袋间距2m。3.2清河段（C3+912C4+716）导流钢管导流清河段（C3+912C4+716）因河道断面小，施工场地有限，无法布置导流围堰，因此采取在该河段上下游设置横向封堵围堰，阻挡上游来水及防止下游回水，再利用水泵排干围堰内存水后干场作业的施工方法。该段河道沿线出水口视管径、流量大小采用草土围堰围堵，架设水泵抽排至河道左岸河坡人行步道位置布置的1000导流钢管内，统一排放至下游河道的导流方法。如该段上游河道来水，同样架设水泵抽排至左岸导流钢管，同该段河道出水口来水一并排放至下游河道，导流钢管采用砂袋稳固。详见【清河段（C3+912C4+716）钢管导流布置示意图】3.3河道沿线出水口导流根据现场实际调查，河道沿线出水口较多，桩膜围堰搭建完成
