南阳一标2011年潦河施工导流优化方案+应急预案

南阳段第一施工标段2011年潦河涵洞式渡槽一期施工导流优化方案编制：审核：批准：中国水利水电第十三工程局有限公司南水北调南阳段一标项目部二零一一年五月十八日目录1工程概况 21.1项目概括 21.2项目基本情况 21.3气象水文 21.3.1设计洪水 21.3.2施工设计洪水 31.3.3泥沙 31.3.4气象 31.4工程地质 42编制导流方案的依据 532011导流任务 54施工导流 54.1导流标准 54.2导流方案 54.3施工期基坑排水 74.4导流建筑物加固施工 74.5导流建筑物拆除 74.6导流期间安全分析 74.710年一遇洪水流量水位线分析 95施工计划 1062011年度施工安全保证 106.1基坑降水抽排措施 116.2基坑的防护措施 116.6组织措施 126.7物资、机械保证措施 126.8技术保障措施 127发生超标准洪水应急措施 137.2应急处理及撤离措施 137.3险情检测和巡视 137.4洪峰来临前保护 138附表 152011年潦河涵洞式渡槽一期施工导流优化方案1工程概况1.1项目概括潦河涵洞式渡槽起点桩号TS87+940，终点桩号TS88+377.1，由退水闸段—73.5m、进口渐变段—60m、进口闸室段—15m、进口连接段—20m、槽身段—190.6m、出口连接段—23m、出口闸室段—15m以及出口渐变段—40m组成；下部涵洞断面尺寸为（孔数-宽X高）26-6.1mX7.9m；上部过水断面为2孔“U”型槽结构。合同工程量：土石方开挖43.32万方，土方填筑20.8万方，砼6万方，钢筋5091吨。计划开工日期：2011年3月1日，计划完工日期：2013年4月15日。1.2项目基本情况根据已批复的2011年进度计划以及2011年潦河涵洞式渡槽施工导流计划，汛前完成7～9联下部涵洞，5月31日前拆除一期围堰，利用原河道行洪；截止2011年5月18日，潦河渡槽已完成第7、9联右幅涵洞底板混凝土浇筑,施工进度滞后;为确保2011年进度计划完成，延长施工时间，根据招标文件要求：计划采用加高围堰、疏浚原河道的方式，使导流建筑物满足10年一遇汛期洪水设计要求。目前，为确保安全度汛，经走访调查:潦河主汛期大约从七月份开始，同时对围堰上下游原河床断面进行了实际测量，并对老河床的过水能力进行了分析，得出：施工区域内通过河道清理整治后，施工区域内不存在水位雍高现象（详细计算详见后面章节）；但是目前需要处理的问题是，清理施工区河床达到设计导流渠的高程，在洪水来临前挖除下游过水涵管处阻水施工道路（为贯通施工道路，临时做的道路）；同时，增加设备和人员投入，加快第七、八联涵洞墙身施工，使第七、八联混凝土面高于洪水位高程，利用模板台车进行第九联涵洞墙身及顶板混凝土施工，然后进行第八、七联涵洞顶板混凝土施工，降低超标准洪水带来的风险和损失。1.3气象水文1.3.1设计洪水南阳－1标潦河设计洪水见表1.3.1，现状情况设计水位见表1.3.2。表1.3.1 南阳－1标主要河流设计洪水序号河流频率流量0.33%1%2%5%10%20%1潦河设计洪峰流量（m3/s）460036203030211016201230表1.3.2南阳－1标主要河流现状情况设计水位序号河名设计洪水位（m）20%5%2%1%0.33%1潦河131.83133.24134.55135.06136.111.3.2施工设计洪水南阳－1标潦河施工设计洪水见表1.3.3。表1.3.3南阳-1标主要河流施工设计洪水 单位：m3/s河名时段5%10%20%33.3%潦河汛期21101620123011～4月90.547.022.710.811～5月11556.432.0注：根据招标技术条款，本工程枯水期时段分为11～4月、11～5月两种。1.3.3泥沙南阳－1标段内河流的历年最大月平均含沙量均值在1.3kg/m3～5.4kg/m3之间。1.3.4气象据总干渠附近的南阳气象站实测气象资料统计：多年平均降雨量787mm，5～9月降雨量557.8mm，占年降水量的70.9%，其中7、8两月达300mm，占年降水量的38.1%，而又以7月份占21.8%为各月之首。大于50mm的暴雨4～10月均可出现，但多发生在7月。气温：多年平均气温14.8℃，极端最高气温41.4℃，出现在1972年6月；极端最低气温-17.6℃，出现在1969年1月31日。三天最大温度变幅13.8℃，出现在2月份。地温：多年平均地温（地表）16.9℃。历年最大冻土深度12cm。霜：最早初霜出现在10月15日，最晚4月8日还有霜降发生。雾：多年平均雾日9.5d。风：定时观测最大风速27m/s，10分钟最大风速16m/s。日照：多年平均日照时数2002h。湿度：多年平均相对湿度73%。蒸发：据1953～1979年观测到多年平均蒸发量（E—601）933.3mm，年内多年平均以6月149.4mm为最大，1月29.8mm为最小；历年最大月蒸发量243.3mm，最小月蒸发量仅10mm。1.4工程地质潦河涵洞式渡槽工程涉及的地层有上第三系（N）互层状或透镜状分布的粘土岩、泥质粉（细）砂岩、砂岩及砂砾岩，岩石成岩程度较差；中更新统冲洪积层（al-plQ2）粉质粘土夹钙质团块及结核，厚8～10.1m；上更新统冲湖积层（al-1Q3）上部为壤土、粘土及粉质粘土，含铁锰质结核，厚1～5m，下部为砂砾石及砾质粗砂，厚5.6～7.1m；全新统下部冲积层（alQ14）上段为壤土、厚0.4～0.8m，下段为砂砾石及砾质粗砂，局部有含有机质砂土透镜体，厚4.5～5.0m；全新统上部冲积层（alQ24）为砾质粗砂夹砂砾石透镜体，厚3.9～5.0m。勘探期间地下水位127.1～130m，砂砾岩中揭露承压水，水头13.54m，水位127.24m。工程区地表水及地下水对混凝土不具侵蚀性。工程区右岸岸坡发育两个崩滑体，其单体分布面积100～500m2、体积100～800m3。此外，右岸还分布有数条小冲沟。工程区存在的主要工程地质问题为边坡稳定问题和基坑涌水及渗漏问题。进口渐变段：位于右岸，该段地面高程142.88～144.29m，建基面高程134.2～134.5m，开挖深度10.1～11.6m。底基为上第三系砂岩、粘土岩，渠道边坡主要由Q2粉质粘土组成，粉质粘土具中偏低压缩性和弱～中等膨胀性。进口闸室段开挖深度约10.1m。地基主要为上第三系砂岩、粘土岩，局部为Q2粉质粘土，粘土岩和粉质粘土具有膨胀性，基坑临时边坡主要由具弱～中等膨胀性Q2粉质粘土构成。进口连接段地基由Q2粉质粘土和上第三系砂岩、粘土岩组成。地基岩性差异较大。粘土岩具弱～中等膨胀性。基坑揭露上第三系砂岩，存在涌水问题。槽身段需挖深1.7～4.0m。地基主要由上第三系（N）粘土岩、砂岩组成，局部有薄层全新统砾质粗砂、砂砾石层。施工期间存在基坑涌水以及粘土岩的胀缩变形等问题。出口连接段、闸室段和渐变段为填方段。地基为Q14壤土、砾质粗砂层以及上第三系（N）粘土岩、泥质粉（细）砂岩。退水闸部分最大挖深15.0m。地基由第三系砂岩、粘土岩组成，存在膨胀岩土及基坑涌水问题。2编制导流方案的依据2.1《防洪标准》GB50201-94；2.2《堤防工程施工规范》SL260-98；2.3《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；2.4《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-90；2.5《供水水文地质勘察规范》GB50027-2001；2.6《工程建设标准强制性条文—水利工程部分》；2.7我标段招投标文件、总体施工组织设计和2011年度施工进度计划；2.8已批复的2011年潦河涵洞式一期施工导流方案；2.9建管处下发的《新开工项目2011年度施工进度计划要求》。32011导流任务3.1围堰加高加固时间：2011年6月10日～2011年6月20日；3.2导流时间：2011年6月20日～2011年9月20日；3.3一期围堰拆除时间：2011年9月21日～2011年9月25日；3.4河道上下游防护治理：2011年5月25日～2011年6月30日；3.5发生十年一遇标准内洪水确保工程安全、人员无伤亡、无重大机械设备损坏；遇到超标洪水，尽力抢险，尽量把损失降低到最小程度。4施工导流4.1导流标准根据2011年施工进度计划安排以及南阳一标招标文件：潦河涵洞式渡槽导流建筑物度汛标准为10年一遇洪水标准，导流设计流量为1620m3/s。详见下表：工程名称重现期（年）导流时段导流流量(m3/s)导流标准度汛标准潦河渡槽5106月～9月16204.2导流方案目前已修筑的导流建筑物采用的是5年一遇洪水标准，根据施工进度要求，导流建筑物需加固加高以满足10年一遇洪水标准，详细计算如下：明渠渠底坡降取0.0024（疏导后实测），进口段渠底高程取127.4m(原河床高程)，出口段高程127.035m（疏导后河床高程），明渠边坡取1:1.5。按明渠均匀流计算明渠断面，明渠均匀流计算公式如下：其中：Q—导流明渠过流量A—过水断面面积，m2；v—流速，m/s；R—水力半径，m；C—谢才系数，/s，按满宁公式计算：C=n—糙率，取0.025；h0—正常水深，m。潦河汛期10年一遇明渠均匀流计算程序名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)导流明渠127.40131.434.0393.001.50.0250.0024399.2107.53.749.81875.2设计流量实际流量1620<1875.2注：表中渠底高程、底宽均为围堰处现河道疏通后的数值，水位高程潦河10年一遇洪水位高程。经计算，导流明渠过流能力为Q=1875.2m3/s＞1620m3/s，满足十年一遇洪水过流能力要求。由以上计算结果可知：根据《工程建设标准强制性条文—水利工程部分》，考虑安全超高和波浪爬高的影响后，一期导流围堰顶高程取132.23m，围堰顶宽4.5m(有险情时，作为抢险道路)，围堰边坡系数取1:1.5。同时为抵御水流冲刷，平顺水流，拟对围堰采取如下加固措施：a、纵向围堰在与上游横向围堰相接后布置渐缩式导水丁坝，与下游横向围堰相接后布置扩散式导水丁坝，上下游坝头迎水面采用土袋全断面防护；b、围堰内外边坡采取防护措施，以防洪水冲刷（其中迎水面铺设一层厚层塑料布，上下各埋入坡顶、坡脚0.5m，并在坡脚位置码置3层土袋护脚）。最终确定的导流明渠结构尺寸为：明渠采用梯形断面，顶宽4.5m，边坡1:1.5，进口端底高程127.4m，渠底坡度i=2.4/1000，围堰顶高程132.23m。详见下图：潦河涵洞式渡槽一期围堰布置图4.3施工期基坑排水在围堰背水面开挖一条排水沟，用于排出基坑内的渗水、降雨、施工废水以及其它途径来水。排水沟距离边坡坡脚不小于0.5m，深0.5～0.8m，宽1m；沿排水沟在河道下游位置设置集水井，集水井容积5m3，配备2～3台5.5kw～7.5Kw的污水泵。4.4导流建筑物加固施工围堰填筑施工采用进占法，自卸汽车运输、推土机整平的方式施工；填筑料来源于渠道开挖膨胀土。4.5导流建筑物拆除7～9联下部涵洞施工完成后，拆除上、下游围堰，恢复原河床泄洪能力。拆除采用后退法施工，2m3挖掘机挖装，20T自卸汽车运输，废料运至指定弃土场。4.6导流期间安全分析根据结构物上下游河道调查统计，上游约600米处滩地高程为128.5米，在高程128.5米以下河道宽度60.09米，水利坡降8/1000；下游铁路桥处128.72米以下过水宽度为45米，水利坡降为1/1000，铁路桥下游水利坡降为2/1000，断面尺寸较大，多为滩地；结构物施工区域内滩地及围堰高程132.23米，宽度为91.2米（计划加宽至93米），水利坡降为2.4/1000。根据调查还发现围堰上游115米处，过水断面宽度较大（201.01米），但水力坡降较小（3/10000），其过水能力小于施工区过水能力，因此施工区围堰不会对上游河道产生雍水现象；围堰下游254米处，过水断面宽度较小（89.01米），但水力坡降较大（6.8/1000），过水能力大于施工区过水能力，因此下游河道较窄处不会对洪水下泄造成威胁。以上三个断面过水能力比较如下：4.6.1：施工区过水断面水力验算潦河汛期10年一遇明渠均匀流计算程序名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)导流明渠127.40131.434.0393.001.50.0250.0024399.2107.53.749.81875.2设计流量实际流量1620<1875.2注：表中渠底高程、底宽均为围堰处现河道疏通后的数值，水位高程潦河10年一遇洪水位高程。4.6.2：下游254米处过水断面水力验算名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)原河床126.11129.543.4389.012.500.0250.0068327.6102.83.248.52340.14.6.3：上游115m处横断面过水能力验算名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)原河床127.48131.684.20201.012.500.0250.0003968.9219.64.451.21805.9总结：根据以上计算可知主汛期施工区过水能力小于下游河床，下游河道较窄处不会对洪水下泄造成威胁；且过水能力大于上游河床，因此施工区围堰不会对上游河道造成雍水现象。4.710年一遇洪水流量水位线分析4.7.1施工区上游1km处名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)原河床128.88131.672.79245.233.000.0250.0004947296.73.248.516204.7.2施工区上游最窄处（115m）名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)原河床127.48131.6544.17201.012.500.0250.0003923.9214.74.351.016204.7.3施工区下游最窄处（254）名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)原河床126.11128.8402.7389.012.500.0250.0068261.1100.02.646.916204.7.4施工区下游1km名称渠底高程水位高程水深底宽边坡

系数糙率水力坡降过水

面积湿周水力

半径谢才

系数流量h1(m)h2(m)h0(m)b(m)mnIA（m2)x(m)R(m)C(m1/2/s)Q(m3/s)原河床125.00127.9572.96130.363.000.0250.0037369.9151.02.546.416204.7.5过水断面满足10年一遇过水流量时，水位线趋势表项目上游1km上游115m围堰处下游254m下游1km水位高程131.67m131.654m128.84m127.957m根据上表，推算出围堰处水面高程为131.257m；而实际计算围堰高程时，采用的围堰处水面高程为131.43m，高于根据上下游水面线推算出的高程（该水面线为10年一遇洪水时断面水面线），故而本围堰满足施工要求。5施工计划5.12011年汛前主体工程施工计划

根据已批复的2011年进度计划以及2011年潦河涵洞式渡槽施工导流计划，汛前完成7～9联下部涵洞，5月31日前拆除一期围堰，利用原河道行洪；工程开工以后，由于地质条件复杂、图纸下发较晚、钢模台车组装慢等原因，工程进展滞后于原进度计划。根据工程实际情况，施工计划调整为：2011年汛前完成7～9联底板以及上下游河道治理。5.22011年汛期主体工程施工计划、工程措施及分析

根据围堰修筑标准，发生10年一遇以内的洪水时（超过该洪水，停止施工）：a、汛期增加一套钢模台车（3架），施工第7、8联涵洞（由第7联开始），只施工墙身；b、原先的一套钢模台车（3架），按照原计划施工第9联涵洞墙身、顶板；c、以上任务完成后，拆除围堰（使围堰略高于原河床——日常只有原河床内的水沟内有流水，水位低于原河床高程），恢复原河道行洪；无洪水水时施工第7、8联顶板；洪水位较高时撤离河道内人员设备，施工第9联渡槽墙板（顶板施工完成后，施工渡槽墙身，不受洪水限制）。62011年度施工安全保证在项目经理的统一领导下，坚持“安全第一、预防为主、防治结合、综合治理”的原则，健全各项责任制，强化责任意识，落实导流措施,做到思想到位、组织到位、人员到位，在确保南阳一标潦河涵洞式渡槽工程2011年安全导流的前提下，强力推进各项工作有序开展。6.1基坑降水抽排措施汛期的抽排水部位主要存在于7-9联以及上下游河道治理，根据施工图纸，基坑汇流面积为9976.722m2。根据暴雨气象分级标准，1小时内降雨量大于等于16mm或24小时内降雨量大于等于50mm的均为暴雨，因此根据南阳气象特征，最大暴雨量取16mm/h，则：基坑总汇水量为9976.722×16/1000=159m3/h根据施工现场已有水泵，基坑布置4台75m3/h水泵，可满足排水要求，另配备用水泵2台。6.2基坑的防护措施（1）加强汛期施工的管身段以及围堰边坡的观测，在基坑顶部或边坡布置变形观测点，每个基坑边坡的观测点不少于4个，进行观测，雨天根据实际情况加密观测次数，以便及时了解边坡稳定情况，尤其加强夜间巡查工作。（2）当边坡变形过大、变形速率过快、出现沉降开裂等险情时马上暂停施工，并根据险情选用如下应急措施：1）坡脚被动区临时压重；2）做好临时排水、封面工作；3）对边坡进行临时加固；4）对险情段加强监测；5）尽快向监理和设计、建管单位反馈信息，按施工现状工况验算，并制定相应加固措施。（3）对已开挖成型但未进行支护的永久边坡在雨天采用彩条布覆盖，防止大雨冲刷边坡。6.3及时收集雨情、水情预报，与南阳市防汛部门及时保持联系，随时掌握降雨、洪水情况，预测洪水的流量和水位，及时采取相应的措施；6.4加强围堰巡查及工程防护，配制足够的水泵，根据降雨情况及时抽排基坑内积水，保证在发生标准洪水内工程能够继续施工；6.5根据水情通报，在洪峰到来前及时撤退基坑内及周边人员、设备、材料，对已完工程进行防护，保证河道的行洪；洪水过后及时排水、清理淤泥，以尽快恢复施工，把损失降低到最小程度。6.6组织措施项目部成立防汛领导小组，项目经理任组长，项目总工及安全总监任副组长，各部门负责人及施工班组长为小组主要成员。防汛领导小组负责组织雨期施工的生产、技术、质量、安全管理和物资的供应，以及雨期施工组织协调工作。防汛工作小组成员及职责详见下表：防汛工作小组主要成员及主要职责表职务姓名联系电话主要职责备注组长赵庆责事故发生后的组织工作、并采取应急抢险措施和编写事故报告向上级汇报并做预案的实际效果的评价和修改工作。副组长黄云助项目经理做好汛期日常管理工作；发生洪涝灾害时，协助项目经理组织应急救援工作，在救援现场设立现场临时应急指挥部，协调各应急队伍救援管理工作；事后组织对事故原因、经济损失等进行调查，做好赔偿和索赔工作；清理事故现场，消除社会负面影响，组织恢复生产。刘子国要成员闫金好汛期值班检查工作；在发生险情或洪涝灾害时，根据工作小组组长或副组长的安排，具体负责应急准备、抢险和救援工作，做好受灾人员的撤离工作；做好受伤人员的救援、送医工作；做好设备、机械的转移工作；洪涝灾害过后，做好灾害现场打扫、消毒、和防疫工作；做好事故后恢复生产工作。肖亚启庆文兰建华159641545356.7物资、机械保证措施加强材料的计划供应工作，确保工程所用材料（特别是砂、石料及水泥、钢材等）保质、保量、及时运至工地并具有充足的储备量，保证应急施工的需求。防汛物资由项目安全环保部设专人管理，所有防汛物资专项专用详见附表。认真作好进场材料的检查检验工作，不合格的材料立即清理出场，并及时补充合格的材料。遇到汛情，项目部所有其他设备将及时调到危险处支援，防汛救援放在工作的第一位。6.8技术保障措施合理安排工期，在保证关键部位施工的同时，合理安排施工顺序，精心组织施工，力求达到平行作业、流水作业、立体交叉作业相结合，以日保周、以周保月，抓住关键线路上的关键工序，制订相应的工期目标、工期控制措施和奖罚措施，确保工程按期完成施工任务，从而有效、主动的防汛、度汛。与当地气象及水利部门加强联系，准确及时做好水情预报。日常保持施工区的各通道畅通无阻，所有通讯工具保持昼夜开通，所有机动车保持良好的机械状态。6.9人力资源保障措施采取平行流水、立体交叉作业方式，并对各施工分队的作业班组配足劳动力，“歇人不停面，歇人不停机”，“抓进度，防大汛”。