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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利项管Qc小组 浙江省水利水电勘测设计院 ZHEJIANG DESIGN INSTITUTE OF WATER CONSERVANCY & HYDRO-ELECTRIC POWER 二一四年三月目 录1概况11.1工程简介11.2小组概况12课题选择32.1问题的调查和提出32.2提出课题42.3确定课题53活动计划74目标设定和可行性分析75提出各种方案并确定最佳方案85.1 方案的提出85.2 各方案相应计算105.3 围堰方案工期费用比155.4 方案的可行性分析及评估166方案具体化并制定对策177方案实施过程188检查阶段(C)248.
2、1 目标值实现情况248.2 社会效益和经济效益268.3 其他效益269总结阶段(A)269.1 推广应用269.2 总结与今后打算271 概况1.1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为5m10m，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业尚属首例，在全国也罕有先例。工程鸟瞰图术语解释 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
3、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”，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
4、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：小组名称水利项管QC小组课题名称复杂滨海环境围堰的创新应用研究起止时间2013.32014.3注册编号QC2013-03-01注册时间2013.03课题编号小组类型创新型小组人数10序号姓名年龄文化程度组内职务岗位/技术等级TQC教育时间(h)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技术负责/
5、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：2013.03.252 课题选择2.1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，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
6、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。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
7、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。术语解释 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
8、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。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。2.2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：浙江省水利水电勘测设计院292.3确定课题课题调查分析特点结论课题一：土石围堰形式 1、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
9、、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：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：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：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。优点：施
10、工工艺简单，材料主要为回填土石，可就地取材。不采用缺点： 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。时间：2013.4 地点：院会议室 负责人：项宏敏 课题二：钢板桩围堰形式单排钢板桩围堰1、工艺特点：单排钢板桩围堰通过打桩机械插打单排的钢板桩，形成挡水
11、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：导架安装设置打桩定位轴线打钢板桩安装围檩。3、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：每100米施工工期：钢板桩板插打约20天，每100米工期约25天。6、成本：每100米成本分析：钢板桩524.7万元，其他10万元，合计每100米534.7万元。优点： 1、施工工艺单一；2、施工快速；3、造价低。不采用缺点：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。时间：2013.4 地点：院会议室 负责人：赵家玮锚拉钢板桩围堰1、工艺特点：锚拉钢板桩围堰主要
12、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：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：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：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90天。6、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米554.7万元。优点： 1、施工快速；2、造价低。不采用缺点：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
13、到合适的土锚安装位置。3、专业施工队伍较少。时间：2013.4 地点：院会议室 负责人：马志登双排钢板桩围堰1、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24m，而本工程钢板桩长度达32米。2、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：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：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90天。6、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。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。采用缺点：1、施工工艺较为复杂。2、专业施工队伍较少。时间：2013.4 地点：院会议室
