拦河水闸除险加固工程施工组织设计.docx
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1、第一节 编制说明1编制依据(1)依据汾河三坝拦河水闸除险加固工程施工标【合同编号:FHSBJGGC-JZ-TJ-02(2013)】招标文件、图纸及补遗等。(2)国家及部门现行的施工技术规范与标准。(3)现场的实际施工情况。(4)我局在其他类似水利工程中的施工经验。2主导思想质量第一,安全首位,技术先进,经济合理。3施工组织的要求精心组织,精心施工,始末分明,贯彻始终。遵章守纪,尊重科学,确保工期,质量第一。强化管理,忙而有序,确保安全,爱护环境。4编制原则(1)按确保质量、安全,争创优质工程,严格执行招标文件,确保工期的总体要求编制施工组织设计。(2)施工总体布置在满足施工、确保质量、安全的前
2、提下,布置合理紧凑,遵照环保法规和规范要求,做好环境保护和文明施工。(3)尊重设计,服从监理工程师,科学组织,合理安排,严格按照招标文件和有关规程、规范施工,采用成熟的新工艺、新技术,确保质量,降低造价,力求均衡生产,充分发挥机械效力,安全、优质、高效、全面完成本工程的施工任务。(4)实行严格的质量、安全控制,制定质量保证措施和安全保证措施,在业主的领导下,形成文明施工的良好环境。(5)与当地政府部门、附近村庄建立良好的协调工作关系,共同促进工程建设。第二节 工程综述1工程概况(1)概述汾河为黄河一级支流,也是山西省内第一条大河,汾河发源于宁武县的管涔山南麓,由北向南流经宁武县及静乐县,于娄烦
3、县静游镇流入汾河水库,出汾河水库经古交峡谷经过汾河二库,由兰村出山口流经太原盆地,至灵石县又进入灵霍山峡,向西南流经临汾盆地,至万荣县汇入黄河,汾河全长约710km,流域面积39471km2。汾河干流可分为上、中、下游三段,其中太原北郊兰村以上为上游段,兰村至义棠段为中游段,义棠以下为下游段。汾河灌区位于山西省中部的太原盆地,绝大部位于汾河中游段。灌区位于东经1115511237,北纬3773753。北部从太原市北郊区上兰村起,南部到晋中地区介休县洪相村,长约140km左右。西以太(太原)汾(汾阳)公路和磁窑河为界,东以太(太原)三(三门峡)公路和南同蒲铁路为界,东西宽约20km。灌区地跨三个
4、地市,即太原市、晋中市、吕梁市9个县区,即太原市的北郊区、南郊区和清徐县,晋中市的祁县、平遥县和介休市,吕梁市的交城县、文水县和汾阳市。受益面积149.55万亩。汾河灌区设有一坝、二坝、三坝三个取水枢纽。汾河三坝取水枢纽位于汾河中游的平遥县南良庄村南,担负着平遥、介休、汾阳三县市的35万亩土地的灌溉用水任务。因三坝原拦河闸最大泄洪量小,防洪标准低,砍坝泄洪的概率高,每次砍坝后直接影响当年的用水灌溉,为解决上述问题,1977年省治理汾河规划中提出改建汾河三坝拦河闸工程。1978年5月23日改建工程正式开工,1980年6月完成拦河闸主体工程建设,7月17日投入运用。1981年9月30日全部工程竣工
5、。由于该闸建于上世纪80年代,目前工程整体老化、年久失修,损坏十分严重,目前带病运行,致使其不但不能发挥其应有的功能,而且已经成为防洪的安全隐患。(2)工程任务汾河灌区设有一坝、二坝、三坝三个取水枢纽。汾河三坝取水枢纽位于汾河中游的平遥县南良庄村南,担负平遥、介休、汾阳三县市35万亩土地的灌溉任务。汾河三坝灌区是一个有坝取水的灌区,通过拦河水闸挡水、蓄水,而后分别通过灌区东总干渠和西总干渠进水闸进入东总干渠和西总干渠,所以该闸的工程任务是防洪、节制和灌溉。(3)工程规模汾河三坝拦河闸原设计洪水标准为10年一遇,泄量为1500m3/s;校核洪水标准为20年一遇,泄量为2000m3/s(原新旧闸联
6、合泄洪)。本次按照水利水电工程等级划分及洪水标准,根据过闸流量指标确定汾河三坝拦河水闸为等工程,属大(2)型水闸,主要建筑物为2级,次要建筑物3级;设计洪水标准为30年一遇,相应下泄量1790m3/s,闸前设计水位743.85m;校核洪水标准为100年一遇,相应下泄量2450m3/s,闸前校核水位744.78m。(4)现有工程布置及主要建筑物1)拦河闸现状拦河闸设计泄量为1500m3/s,校核流量为2000m3/s,当洪水流量大于1500 m3/s时,需破除原泄水闸前土坝渲泄。拦河闸共6孔,每孔净宽10m,闸底高程738.24m,闸前最高水位为744.94m。工作闸门采用弧形钢闸门,配备222
7、.5t固定电动启闭机,检修闸门采用浮体叠梁式钢门,闸室基础用砂砾料换基厚2m。闸下游设钢筋混凝土消力池,长18m,深1.8m。闸室和消力池四周基础处设置深7.8m钢筋混凝土板桩。消力池下游依次设37m长海漫、27.4m长防冲槽,拦河闸上下游翼墙采用连拱空箱式挡土墙,拦河闸两端与土坝相连,裹头用铅丝笼块石和干砌石护坡。闸室上部公路桥按三级公路标准建设。 原工程中的观测设备,因水闸建成已有43年,目前各项观测设施已全部失效。2)拦河土坝挡水土坝长580m,其中左坝长430m,右坝长150m,坝顶高程746m,坝顶宽8m,上游坝坡1:1.5,采用干砌石护坡,下游坝坡1:1,采用草皮护坡,最大坝高8m
8、。3)旧闸原拦河闸最初兴建于1932年,位于拦河闸西140m处。全闸共计11孔,单孔宽5.7m,闸墩高4.4m,宽1.88m,闸总宽81.5m。全部采用水泥砂浆和料石砌筑。最大泄量为770 m3/s。(5)拦河闸加固措施根据工程防洪、供水等工程任务,结合工程区的地形、地质条件,在选定拦河闸加固处理方案的基础上,工程加固布置如下:1)拦河闸向东增加泄洪闸2孔;2)加固拦河闸右岸翼墙、拆除重建左岸翼墙及上、下游裹头护坡;3)拆除重建原拦河泄洪闸上部结构;4)加固现有6孔闸上游混凝土铺盖、下游混凝土消力池、护坦;5)对闸墩表面进行修补、防碳化及外观处理;6)更新拦河泄洪闸闸门及启闭设备;7)更新拦河
9、泄洪闸电气设备;8)加固左、右拦河土坝;9)更新坝顶路面;10)加高培厚拦河闸左岸上、下游近闸堤防;11)更新补充水闸观测设施。(6)电气及金属结构1)金属结构山西省汾河三坝拦河水闸现有6孔泄水闸,本次除险加固新增2孔,共设8孔泄水闸。拦河水闸除险加固工程金属结构设计包括拆除与更新制作两部分。拆除部分包括:1)拆除现状6孔叠梁门门槽埋件;2)拆除现状6套弧形工作闸门;3)拆除现状6套弧形闸门启闭机;4)拆除现状叠梁门启吊设备及轨道。更新制作部分包括:1)更新制作弧形钢闸门8套;2)更新制作检修叠梁闸门1套;3)更新制作叠梁门门槽及门库埋件共计9孔;4)更新制作弧形工作门门槽埋件2孔;5)更新制
10、作叠梁门单轨移动式启闭机轨道1件;6)更新单轨移动式启闭机1台(电动葫芦2个);7)更新制作自动抓梁1台;8)更新制作弧形工作闸门启闭机8套; 9)对现有6孔弧形闸门门槽埋件进行防腐及不锈钢贴面校直处理等。2)电气设计更换原有变压器;更换陈旧老化的配电设备、柴油发电机及供电线路;改造增设闸门自动控制系统。改造大坝照明设施。2水文(1)流域概况汾河为黄河一级支流,也是山西省内第一条大河,汾河发源于宁武县的管涔山南麓,由北向南流经宁武县及静乐县,于娄烦县静游镇流入汾河水库,出汾河水库经古交峡谷经过汾河二库,由兰村出山口流经太原盆地,至灵石县又进入灵霍山峡,向西南流经临汾盆地,至万荣县汇入黄河,汾河
11、全长约710km,流域面积39471km2。汾河干流可分为上、中、下游三段,其中太原北郊兰村以上为上游段,兰村至义棠段为中游段,义棠以下为下游段。汾河三坝取水枢纽位于汾河中游的平遥县南良庄村南,担负着平遥、介休、汾阳三县市的35万亩土地的灌溉用水任务。(2)气象汾河流域处于中纬度大陆季风带,受季风影响强烈,并具有山区气候之特点。春季回暖迅速,温度明显上升,雨水稀少蒸发量大,干旱多风沙;夏季温暖湿润,雨量集中,暴雨、冰雹等灾害性天气也同时出现在这一时期;秋季降温迅速,雨量骤减,气候凉爽,9月份以后,受北方冷气团影响,常常造成气温急骤下降;冬季严寒干燥,雨雪稀少,多偏北风,当蒙古强冷空气侵入,其气
12、温降幅可达20左右。根据汾河三坝附近平遥县气象站1972-2000年共29年实测资料统计,本区域年平均气温10.4左右,历年极端最高气温39.6(1999年7月30日),历年极端最低气温-24.1(1990年2月1日);多年平均降水量415.5mm,最大日降水量为317.3mm(1977年8月6日);多年平均蒸发量1781.8mm;平均风速2.2m/s,历年最大冻土深度81cm(1993年1月30月)。(3)洪水汾河干流设计洪水先后经过多次设计分析计算,2012年3月黄河勘测规划设计有限公司编制完成了汾河干流设计洪水研究专题报告,该报告对汾河流域的洪水特性及设计洪水进行了系统深入的分析, 在分
13、析汾河流域暴雨洪水特性的基础上,研究了水利工程对天然洪水的影响,对实测洪水资料进行还原修正,并分析了经过水库影响后干流各河段不同频率的设计洪水成果,其中汾河二坝、义棠站100年一遇设计洪峰流量分别为2380m3/s和2510m3/s。汾河三坝断面设计洪峰流量成果见表2-1。(4)泥沙汾河流域位于黄土高原区,水土流失严重,年输沙量较大,因年内降水量主要集中于79月份,使得大部分泥沙产生于汛期,呈现“大水大沙”的特点。汾河三坝年均来水量为2.75亿m3,来沙量为446万t,含沙量为16.22kg/m3。根据三坝多年淤积情况分析库年淤积量占年均来沙量的2/33/4,即297万t335万t。表2-1
14、汾河三坝断面设计洪峰流量表站名控制流域面积(km2)频率1%3.33%汾河二坝1403023801700义棠2394525101820汾河三坝17477245017903工程地质(1)区域地质概况本区地处山西省中部,分布于太原-晋中断陷盆地中部。地貌单元属汾河洪冲积平原区。现地壳处于相对稳定期,区域稳定性尚好。工程区地震动峰值加速度值为0.20g,反应谱特征周期值为0.35s,相应地震基本烈度均为度。(2)拦河泄洪闸工程地质拦河泄洪闸闸基持力层为第四系全新统晚期洪冲积(Q4pal-2)浅黄、浅青灰色低液限粉土,局部砂粒含量增大为含砂低液粉土,夹低液限粘土及粉土质砂透镜体,建议其承载力为8090
15、kPa。其次,闸基土层存在液化问题,建议采取适当的处理措施减弱或消除闸基土的液化问题。再者,闸基土渗透变形类型为流土,建议其允许水力比降J为0.48。另外,闸后地层主要为全新统晚期洪冲积浅黄、浅青灰色低液限粉土,其抗冲刷和陶蚀能力低,易形成冲刷坑,影响闸基土体稳定,建议重新修筑消力池及海漫,确保泄洪闸稳定运行。增设泄洪闸段闸基持力层为第四系全新统晚期洪冲积(Q4pal-2)浅黄、浅青灰色低液限粉土,建议承载力为8090kPa,开挖边坡为1:0.751:1。其次,施工时基坑存在涌水问题,建议采取适当方法排水。再者,闸基土存在液化问题,建议施工时采用碎石桩消除闸基土的液化问题。另外,闸后地层抗冲刷
16、和陶蚀能力低,易形成冲刷坑,影响闸基土稳定,建议设消力池并进行防渗处理,确保泄洪闸稳定运行。(3)左右拦河坝工程地质左右拦河坝坝体土岩性主要为浅黄色低液限粉土,局部夹低液限粘土透镜体,偶含块碎石,土质不均。再者,坝基土存在液化问题,建议采取适当的处理措施减弱或消除坝体土的液化问题。坝体土渗透变形类型为流土,建议其允许水力比降J为0.49。左右拦河坝坝基持力层为第四系全新统晚期洪冲积(Q4pal-2)浅黄、浅青灰色低液限粉土,局部砂粒含量增大为含砂低液粉土,夹低液限粘土及粉土质砂透镜体,建议其承载力为8090kPa。其次,坝基土存在液化问题,建议采取适当的处理措施减弱或消除坝基土的液化问题。再者
17、,坝基土渗透变形类型为流土,建议其允许水力比降J为0.48。(4)近闸左右岸防洪堤工程地质左右岸近闸防洪堤堤顶较为平缓,岩性为现代人工堆积浅黄色低液限粉土,结构松散,局部夹低液限粘土透镜体,密实度较差,其抗冲刷能力低,洪水对防洪堤内侧坡脚易产生冲刷,影响防洪堤稳定,建议对其进行防护,防止河水冲刷。左右岸近闸防洪堤堤基持力层为第四系全新统早期洪冲积(Q4pal-1)浅黄、浅青灰色低液限粉土,结构松散,建议其承载力为8090kPa。其次,该堤基土存在液化问题,建议采取适当的处理措施减弱或消除堤基土的液化问题。再者,堤基土抗冲刷和陶蚀能力低,洪水对堤基易产生冲刷和淘蚀作用,影响防洪堤和堤基稳定,建议
18、采用铅丝笼进行防护。4天然建筑材料闸后防洪堤培厚加固填筑土料场位于拦河水闸下游河心岛末端,有用层为全新统晚期洪冲积浅黄、浅青灰色低液限粉土,其质量和储量基本满足工程要求。工程区及附近缺乏满足工程要求的混凝土用粗、细骨料,建议进行外购。块石料场位于平遥县段村乡横坡村,有用层为古生界二叠系上统上石盒子组(P2s)紫灰绿色中厚层砂岩,开采时需剥离无用层。其质量和储量满足块石料要求。5施工条件该枢纽为已建工程,且已运用几十年,对外交通、水、电、通讯等基础设施比较完善;加固工程的施工点较多,可同时多处施工,互不干扰,有利于加快施工进度。该施工区范围内交通方便,国道、省道及县乡公路交错分布,贯穿全境,左右
19、岸均有堤顶道路。只需局部修建临时道路或将已有路面修整即可满足施工交通需要。施工区沿线附近村庄均架设有供电线路,当地电网容量能满足施工需要,但投标人应考虑停电等情况,需同时配备一定数量的自备电源,以确保工程正常施工。施工用水可就近从自来水管网引水或河道取水,但应保证水质符合设计及规范要求。6主体工程项目及其工作内容本标段工程的主要施工内容包括:拦河水闸改扩建及防护翼墙加固改造、拦河土坝加固及近闸左岸上下游堤防加固等土建工程;电气设备采购与安装;配合金属结构设备供应商完成设备的安装等。7工期要求根据招标文件要求,本工程计划工期624日历天,计划开工日期:2014年2月15日;计划完工日期:2015
20、年10月31日。8我局对本工程的认识8.1工程特点、施工重点和难点本工程属拦河水闸除险加固工程,整个工程由拦河坝工程、堤防工程、拦河水闸工程、电气设备采购及安装工程等部分组成。主要施工项目有土方开挖、土方填筑、拆除工程、路面工程、砌体工程、混凝土工程、河道疏浚工程、观测工程、水泥土搅拌桩及水泥土防渗墙工程、房屋建筑与装修工程、电气设备采购及安装工程和金属结构设备安装工程等。按照施工导流方案工程分两期施工,结合招标文件的工期要求。在施工期间,应主要做好施工导流与整体施工组织安排,合理调配人力、材料、机械等各项资源,优化施工方案,保证各分部工程及施工项目之间以及每个施工项目各施工工序之间的有机衔接
21、,确保工程保质保量按期完成。本工程拦河闸的施工是本工程的施工重点和难点。8.2总体施工决策根据以上工程施工特点、重点和难点,应充分利用施工现场的优势条件和有效的施工工期,合理安排施工工作面,重点进行拦河闸工程的施工,尤其要集中优势力量,攻克施工难点。在施工期间,应做好施工导流与整体施工组织安排,合理调配人力、材料、机械等各种资源,优化施工方案,保证各分部工程及施工项目之间以及每个施工项目各施工工序之间的有机衔接,确保工程保质保量按期完成。8.3指导思想本局立足点:以质量求生存,以管理求效益,以信誉求发展的战略目标。顾客至上:维护和保证业主对工程工期、质量及安全生产、文明施工、环境保护等最理想的
22、需求目标和期望。精心组织:凭借我局丰富的施工经验等优势条件,组织我局最强、最精干的人员、设备投入本工程的施工,采用先进施工工艺,运用科学施工方案,合理组织工程施工。科学管理:采用标准化、规范化的管理手段,实行全方面、全过程、全方位、全天候的工序控制。8.4管理目标若我局中标,我们将通过精心组织,科学管理,规范施工,确保达到以下目标:工期目标:确保按招标文件要求的工期完成本工程全部工程任务。质量目标:科学管理,精心施工,确保省优,争创国优。(1)单元工程质量合格率100%,优良率75%以上;(2)分部工程验收合格率100%,优良率75%以上,主要分部工程一次交验合格率100%;(3)单位工程质量
23、合格率100%,优良率75%以上;(4)杜绝质量事故。安全目标:(1)全年施工作业无重大伤亡事故; (2)安全度汛,千人负伤率3; (3)工程项目施工人员职业病指标为零。文明施工目标:创建文明施工标准化工地。环境保护目标:(1)控制重要环境因素达指标率100%;(2)固体废弃物分类、回收、弃置符合规定,符合率100%;(3)节能、降耗保护资源(定额允许消耗)节约率0.3%。第三节 施工总体布置1施工总体布置原则根据本工程的特点与施工条件,并结合现场勘察情况,在施工场区内合理规划布置施工道路、施工用水、用电、供风以及钢木加工厂等施工生产临时辅助设施和生活管理辅助设施,其总体布置原则为:(1)满足
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