复杂滨海环境双排钢板桩围堰创新应用研究.docx
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1、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 ZHEJIANG DESIGN INSTITUTE OF WATER CONSERVANCY & HYDRO-ELECTRIC POWER 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 二一四年三月 目 录 1 概况 . 1 1.1 工程简介 . 1 1.2 小组概况 . 1 2 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 4 5 活动计划 . 7 目标设定和可行性分析 . 7 提出各种方案并确定最佳方案 . 9 5.1 方案的提出
2、. 9 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 7 方案具体化并制定对策 . 17 方案实施过程 . 18 8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(A) . 26 9.1 推广应用 . 26 9.2 总结与今后打算 . 27 1 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
3、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浙江省水利水电勘测设计院 1 课题,并分
4、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: 浙江省水利水电勘测设计院 2 2 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
5、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
6、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。 浙江省水利水电勘测设计院 3 术语解释 钢板桩:是由钢材制作而成的一种防
7、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。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
8、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 4 2.3 确定课题 5 浙江省水利水电勘测设计院 浙江省水利水电勘测设计院 6 3 活动计划 小组活动计划表 制表:朱征雁 时间: 2013.4 4 目标设定和可行性分析 质量目标分析:控制钢板桩的实际内应力在允许应力范围内,避免出现弯曲、倾覆等质量事故。 根据公路桥涵施工技术规范(JTG-T-F50),钢板桩的安全系数 K? ? 1.5。 ? 浙江省水利水电勘测设计院 7 其中:K安全系数, ?允许应力,?实际应力。 目标一:钢板桩的安全系数K1.5。 工期、费用目标分析:工期和费用是一般工程实施的决
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