湘潭一水厂水下施工方案20170920.doc

第一章、工程概况与工程特点1.1 工程概况1、工程建设概况建设项目：湘潭市一水厂取水口迁改工程建设单位：湘潭万楼资产经营有限公司设计单位：湖南省建筑设计院 勘察单位：施工单位：湖南省第三工程有限公司建设地点：湘潭市杨梅洲 工程简介：根据湖南省人民政府颁布的关于公布湖南省县级以上地表水集中式饮用水水源保护区划定方案的通知（湘政函2016176号文）的要求：湘潭市第一水厂饮用水水源一级保护区水域范围为取水口上游1000米至取水口下游200米，以河道中泓线为界靠取水口一侧范围的河道水域；陆域范围为取水口侧水域边界到防洪堤迎水面堤肩范围区域，陆域长度与一级保护区水源长度保持一致。同时根据饮用水水源保护区污染防止管理规定（环管字第201号，2010年修正）的要求：饮用水源一级保护区，禁止新建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目，禁止从事旅游、游泳和其它可能污染水体的活动，已设置的排污口，由县级以上人民政府按照国务院规定的权限责令限期拆除或者限期治理。由于湘潭市窑湾历史文化街区在湘潭市第一水厂的饮用水源一级保护区陆域范围之内，因此其建设不能满足上述规范的要求。为了解决以上问题，需要将一水厂现状取水头部迁移，并上报省环保厅重新划定水源保护区，使窑湾历史文化街区位于一水厂水源保护区之外。为此新设计方案将现状取水头部迁移至杨梅洲尾端的东南侧，利用杨梅洲将窑湾街区与取水头部隔离开，新建取水工程主要参数如下：取水规模：26万m/d取水泵站位置：X=3076032.504，Y=549571.390（湘潭独立坐标系，维持不变）取水头部位置：X=3081543.047，Y=537940.564（湘潭独立坐标系）原水自留管道：2根D1320*12焊接钢管，单根管道长度332米。新选址位置距离上游正在修建的新杨梅洲大桥1000米，满足取水点上游1000米的一级水源保护区距离要求；同时需对杨梅洲尾进行防洪修复，修复长度约为280米，满足取水点下游200米的一级水源保护区的要求1.2 工程特点1）本工程最大特点是：量小但工序繁多，既有陆上施工，也有涉水施工；既有土建施工，又有水下安装等特种作业。其施工难度较大，特别是涉水施工，由于水位变动与水流的影响，导致了施工条件的复杂性和高风险性，这使该工程与一般土建工程有别的关键点。2）本工程另外一个显著特点是工期短，政府交办该工程的完工日期为11月16号，除去施工准备工作和可提早施工的岸上取水头制作，其余涉水施工内容自船队进场后只有约50天时间，在如此短的工期内要完成施工任务是相当有难度的任务。第二章 施工方案与技术措施我公司内部组织进行施工图纸学习，认真听取业主单位的施工要求，根据设计图纸了解到，该工程主要施工内容为取水头部及与之连接的原水自流管移位安装，该工程特点是主要内容均为水下施工，工序不多，但施工难度较大，且施工工期特别紧，根据设计图纸及工程特点，我方确定如下整体施工安排，主要施工内容详情如下：1、河底清淤。2、取水头制作及安装。3、新自流管管基沟槽开挖4、新自流管道铺设安装。5、新自流管沟槽混凝土浇捣。6、新自流管与原有自流管的接驳。7、杨梅洲生态护坡因暂未确定最终设计方案，具体施工工序暂不详述。主要项目施工工序的详细施工方法（一）河床清淤工程本工程河床清淤面积约30000m2,清淤工程量根据现场实际情况确定。根据本工程特点及施工环境条件我公司拟采用吸淤船吸淤的方法进行施工，对河床淤泥、爆破石碴及可能的回淤泥沙进行冲吸泥，冲吸泥采用空气压缩机和吸管吸头进行，并派潜水员下潜摆动吸头进行配合，冲吸泥时利用压缩空气通过吸头产生的负压带动水、泥、沙由吸管排出。由于本工程工期十分紧张，仅靠吸淤船清淤施工极可能达不到项目施工工期的要求。为满足项目工期进度要求，我方清淤施工将采用挖沙船同步作业。到达满足工期进度的效果。（二）取水头的制作及安装1、取水头的制作计划在靠一水厂泵房侧下游约80米河滩处平整场地后将所需钢筋、模板材料全部人工转运至河滩进行现场制作，混凝土采用地泵输送的方式进行浇捣。2、 取水头箱体水下安装取水头箱体必须在其达到100%设计强度后才能起吊安装。取水头箱体水下安装采用200t水上扒杆吊将箱体吊起后，放置在400T平板驳上，利用196kw拖轮将其拖运至安装地点后，抛锚定位，等待安装。A、箱体轴线及位置的控制：水下安装箱体前在钢制栏污栅迎水面和背水面的上面中心位置焊接50圆孔，下面中心位置焊接约50mm长，带底50钢套筒，将3m长钢管插入孔中，在坐标控制点处架设两台经纬仪，分别控制沉箱迎水面和背水面的架管，以达到控制箱体轴线，使其轴线偏差在150mm内。B、箱体标高的校核及箱体垂直度的控制，由于垫梁按设计标高进行严格控制后，箱体的标高只需进行校核，在箱体四角用刻有尺度的架管校核箱体标高是否达到设计规范要求，即取水头部顶面标高误差在100mm以内，并控制箱体的扭转角不超过10。C、 箱体从起吊下水起，就应该由航监监督艇现场维护安全，确保施工时过往船只的通行安全，必要时，可以临时封航，力求做到万无一失。3、箱体安装定位后按照设计要求浇捣水下混凝土及回填块石。（3） 沟槽开挖及整平设计图纸管道安装部分沟槽开挖底宽为4.32米，沟槽开挖长度382米，详见断面图。沟槽开挖选择配备挖泥船应根据施工区域的泥质、泥层厚度、水流水深等水文条件、工程规模、工期要求、施工工艺、泥土处理和施工船舶性能等因素综合分析，采用经济合理的选配。拟采取如下选配和方法：1）本工程基坑开挖拟采用1艘抓斗式挖泥船，日平均挖方量约为12001500m3。配备1艘120m3的开底自卸泥驳。2）为保证基槽内不留死角，不漏挖，根据挖泥船的挖幅和该工程基槽宽度，将基槽沿纵向分成作业带进行开挖，并且相邻2条作业带重叠2m。3）为了提高工效，在挖泥过程中，采取扇形挖泥方式，每完成一个扇形挖泥回合，挖泥船向前移动一个挖泥船位。扇形挖泥方式如下图所示：4）针对不同的泥层厚度，开挖断面作如下调整：(1)当覆盖层较薄即不超过2.0米时，一次性开挖到位，可满足设计要求。(2)当覆盖层厚度超过2.0米时，开挖应分层进行。具体分多少层，以开挖总厚度来确定，凡每层均按2.0米左右进行即可。挖泥断面示意图如下：5）挖泥施工程序如下： 挖泥施工程序框图挖泥船开工展布，抛锚定位挖覆盖层1#泥驳装泥1#泥驳运泥1#泥驳卸泥2#泥驳装泥2#泥驳运泥2#泥驳卸泥1#泥驳返航2#泥驳返航挖泥船开工展布，抛锚定位挖泥泥驳配合装泥运泥卸泥泥驳返航，如下框图所示：6）为了减少返工，必须在每个扇形挖泥回合中，用测深杆或测深绳测量水深，以便随时掌握挖泥断面的底标高情况。每个断面挖完后，派潜水员下水摸探，进一步了解开挖情况，并将该挖槽后的实际断面绘在图上，以便对照检查，有利于下一道工序。开挖后所弃泥碴运卸至河道部门指定地点。水下挖泥施工实例如下图所示：沟槽开挖质量控制措施1、挖槽尺度控制 施工期间定期对挖泥船定位用的标志进行校核，挖泥船作业时，经常用导标或GPS校正船位，以保证实际的开挖位置在设计开挖范围之内。 挖槽边坡应根据设计要求，计算放坡宽度，按断面开挖。注意段与段之间的衔接，后施工的地段宜适当与先施工的地区重叠12m，以避免遗留浅埂。2、挖槽深度控制 施工期间定期对施工用的水尺进行校核。 挖泥船的挖深指示标尺和仪器，在施工前进行校验。施工期间根据船的吃水变化进行修正。 挖泥船施工时根据土质、泥层厚度、波浪和水流条件、挖泥产生的泄漏，施工期可能出现的回淤增加施工超深。超深的大小可在施工初期通过试挖确定，并随时根据情况的变化和实测资料进行修正。 挖泥船挖泥时，根据水位的变化及时调整抓斗的下放深度。水位观测和通报及时、正确。施工期可能出现回淤，采用先挖上层和回淤较小的地段，最后一层和回淤最严重地段留在接近完工时开挖。并根据开挖时到竣工时和时间长短不同，预留不同的回淤超深，以保证完工时挖槽符合设计的要求深度3、基坑基槽的水下整平基坑基槽初步整平采用一艘整平工作船来协助完成。在船头悬吊一根重轨垂入水中，做成刮尺，利用钢绳来控制刮尺高程，水下由潜水员在水平方向推动刮尺，以达到整平目的。刮尺每移运一米，工作船必须移动一次，整平碎石用机动驳运送到施工现场利用导管在基坑内均匀抛设，潜水员利用刮尺将碎石整平至设计标高，对未达到设计标高的地方，根据潜水员检查后的具体情况，进行定点抛设，潜水员再水下精细整平至设计标高。（4） 新自留管道的制作及安装1、 管道材料我方计划在市场采购钢板材料送至钢构制件厂家进行卷管，单管长度为12米，做好管道防腐后，通过陆运送至码头，在码头上船通过水运转运至接驳点附近河滩，管道下船至河滩我方计划采用大型挖机进行配合拖运。2、 管道材料我方计划在市场采购钢板材料送至钢构制件厂家进行卷管，单管长度为12米，做好管道防腐后，通过陆运送至码头，在码头上船通过水运转运至接驳点附近河滩，管道下船至河滩我方计划采用大型挖机进行配合拖运。3、 管道现场制作，我方计划河滩场地平整后，现场焊接将管道制作成36米长每根的单管。4、在取水头安装后，将钢管插入取水头预留孔中，并采用小型袋装水下砼填塞钢管与取水头之间的间隙。5、为保证引水钢管安装质量，引水管在安装前先安装好砼管枕或其他形式的管枕，管枕形同铁路枕木，其作用与取水头垫梁相同，钢管落在已安装定位的管枕上。要求管枕高程误差控制在30mm以内。6、引水管安装方法：用浮吊将钢管从组焊场地吊运至指定位置水面后，缓慢放下起吊钢丝，将钢管沉入水中，同时定好位，直至落床。钢管安装后，必须复测管顶标高和平面位置，经检测达到要求后，在钢管两侧由潜水员堆码块石，防止钢管在槽内滚动。7、哈呋安装方法：在沉管与顶管钢管相连处安装哈夫下片，并派潜水工垫塞好下片哈夫，待相连的另一节钢管安装后，再安装上片哈夫。哈夫的上下两片采用螺栓连接，用橡胶板密封，并浇筑水下外包砼。（五）水下混凝土浇捣水下砼采用导管法浇筑，导管采用250mm内径钢管，外壁厚为6mm，其上部为锥形漏斗，其斗容量为3m3，导管每节之间用法兰连接，其导管总长随水位变化而作相应调整。该工程水下混凝土浇捣工程量约有9500余方，全部在船上人工搅拌混凝土将很难按期完成，我方计划靠一水厂接驳点往取水头方向的头100米管沟混凝土均采用地泵输送混凝土至导管内进行浇捣，后280米混凝土均在平板驳船上用机械搅拌混凝土，搅拌系统设置在400t平板驳上，把一台350升搅拌机安放在平板驳中间位置，船两头分别作为砂子和卵石堆场，砂卵石采用自卸驳直接运到平板驳上，水泥用我司运输船舶自行贮存，采用人力和斗车运料，搅拌砼装入砼料斗后，用吊车送到漏斗中。工作平台的建立：为方便施工，在平板驳一侧，用槽钢及角钢与平板驳焊成一临时水上工作平台，然后将船定位到指定位置，安放导管准备浇筑。水下砼浇筑：水下砼标号为C30，落度为1824cm，搅拌时需加絮凝剂。浇筑时将料送入漏斗，待漏斗内装满混凝土后，用葫芦慢慢提升导管，当砼下落时，快速下放导管以保证水下砼的出口压力不小于1kg/cm2，导管灌注控制半径为2.5m。浇注时，潜水员应水下检查砼的质量，并检查是否达到设计标高。（6） 新旧自流管道的接驳此次的新旧自流管道接驳，为减小接驳对供水的影响，我方计划采取分两次进行单根管道水下接驳，先在厂家预制好接驳点弯头，水下切割原自流管道后，吊放弯头下水，直接用哈夫接头固定连接新旧自流管道，具体接驳细节接驳时间等需与自来水公司商讨后由我方编制专项接驳方案。第3章 施工工期安排根据整体施工工期要求，我方暂定如下施工进度安排1、沟槽开挖预计工期为25天，从2017年9月25日至2017年10月20日，开挖船9月19日到现场,开挖工程量约为12000m33、安装管道和水下浇捣砼预计工期为35天，从2017年10月10日至2017年11月15日，200T吊船10月8日到现场，安装D1320钢管722m，浇捣C20混凝土约9000m34、取水头安装时间预计为2017年10月15日。5、管道接驳时间为2017年11月1日至2017年11月16日。6、生态护坡清淤工期20天，2017年9月19日至10月10日。详见下附进度计划图 第4章 文明施工一、我方从河床挖出的淤泥、土石全部不外运，暂定堆放在杨梅洲尾部。在划定的施工水域边缘设立警戒灯浮，防止过往船舶闯入施工作业区,造成意外的伤亡事故。施工范围及堆放区域见下图。2、 水上作业的施工船舶施工期间需严格贯彻海上安全操作规程。船舶之间要留有安全距离，尽量避免彼此之间的碰撞。3、 水上作业时，值班人员要认真收听记录水文、天气预报，掌握近期及远期的天气并及时报告施工船只。现场人员除及时掌握预报情况外，还要视实际情况，及时收船。4、 严格执行中华人民共和国交通部沿海信号规定按规定准确悬挂施工信号。五、为了保证施工期间湘江水道的安全畅通，主动与航运管理部门联系，服从统一指挥和调度，设置明显航标和水面浮标，以示出抛石作业区范围及施工船舶和湘江水道航行船舶的航道。 六、施工期间尽量做到不能扰民，对于噪声较大的机械设备需规定施工作业时间。七、在施工场地两端部，设置工程公示牌，将工程施工内容告知民众。第五章 涉水施工保证安全措施11.1 一般性保证安全措施1）凡水上作业人员必须进行百米游泳达标考核，各主要工种操作工（如船长、大副、轮机、水手等）必须持证上岗，严禁无证人员驾驶船舶。2）各船舶必须配备完整的水上安全救援设备，所有水上施工人员在船仓面操作时必须穿戴救生衣。船上应做好清洁防滑工作，及时清除仓面台面油污，并设置防滑条等防滑设施，以防止操作人员不慎滑倒跌入河中。3）所有船舶灯光、声响系统及信号旗齐全，特别是夜间施工时，所有船舶打开信号灯以防止过往船舶驶入施工区域。必要时，在施工区域上下游各约200米处附近，向海事部门申请设置指挥艇，指挥过往船舶安全航行。4）施工水域必须设置水上施工标志水上航标或浮标，以防止过往船舶误入施工水域。5）在施工船舶靠近航道一侧，船舶定位不准采用钢丝绳，而应采用锚链沉入河底，以防锚缆挂坏过往船舶。6）密切注意天气变化和水位变化，当水位上涨迅猛流速加快时，所有施工船舶应暂停作业驶向岸边，并加固锚缆，防止走锚；当水位下落时，应防止船舶因退水而搁浅。7）开工前在海事、航道等有关部门办理水上作业施工许可