大开挖穿越、水保施工方案
大开挖穿越、水保施工方案
1.工程概况
（1）本工程为玉林输油管线205隐患治理工程，施工地点位于长居小学后侧，施工任务艰巨，尤其是关于材料进场，以及施工作业区的划分。为了减少工农协调，施工不占用腾冲村的土地，现拟定出一个施工便道，从418县道某一太阳能路灯进入，沿着道路一直往前走，到达一个垃圾场，这段道路施工车辆可以通行，没有什么大碍。
（2）从垃圾场至引水灌溉栈道，约48米，此路段勉强可以通行，只需将道路两边杂草清理干净，道路压实即可。
（3）引水灌溉栈道高约5米，不影响施工车辆通行。在引水灌溉栈道正下面到农田有一段路，由于太窄，施工车辆无法通行，需将道路进行修整，土堆高1.5米，长8米，宽1米。
（4）农田边缘与农地A高度落差1.4米，此路段需填土，压实，所修道路长10米，宽3.5米，A点到B点，长50米，宽3.5米，其中35米种玉米，15米种黄豆、玉米等庄稼，此路段铲平压实即可。
（5）B点至B1点为车辆掉头场地，以黄豆为主的农作物，其中长9米，宽7米，B点到C点为河边临时料场及施工场地，B点到C点以农田田埂为中心，长35米，其中B点到C点高度落差约0.3米，推平压实即可，不影响施工车辆进出。
（6）在C点处的护坡，由于原有的护坡存在裂缝，因此需要拆除后在重建，拆除护坡长度为5.2米，宽度为0.55米，护坡高度为1.2米（地面以上），同时在水游的上侧需增加15米的护坡，防止水从上游到下游的冲刷。
（7）在河道C点的对面，护坡也有裂缝，长度1.7米，宽度为0.55米，护坡高度为
1.2米（地面以上），同时也需增加8米的护坡。
2.方案选定
本标段线路中主要穿越的水域为中小型河流。本地区多雨水、洪水泛滥。根据河流的地形、水文和地质条件、施工场地和设备，拟利用河床1/3做导流沟、2/3做围堰区、采用分两侧交替围堰、干水、大开挖的施工方式。
为保证洪水期管线抗冲刷、不漂浮，拆除管线原有已受损覆盖段，新做管线商品混凝土连续覆盖。
为保证材料和机械设备能进入现场，拟沿河堤修筑施工便道，宽3.5米。设7米
*9米调头场。
河面搭设简易施工人工过桥，木桩+跳板，桥高6米，宽1.2米。
原有已存在裂缝的护坡，破除后重做护坡。
现场留挖机（200型）值班。
3、施工方法
（1）施工工艺流程
（2）施工程序描述
1)施工准备
施工前应详细阅读施工图纸及设计文件，对现场道路、地形地貌及河水流量进行详细的踏勘，到当地气象、水利部门了解当地气候及河水的涨落情况，保证穿越施工万无一失。
2)测量放线
a根据施工图纸要求用经纬仪放出管线中心线、作业带占地边界线，以及导流渠的边界线。
b将设计交付的控制桩引出作业带并加以保护。
3)便道修筑
根据现场踏勘情况，用推土机推出一条施工便道将河流穿越两岸与主要交通道路连接起来，以便各种设备、机具及材料能及时进入施工现场。便道宽度一般不小于
3.5m。如土壤承载力较差，可在道路上铺垫道木、碎石层等。
4)导流
a根据河流和沟渠穿越段的流量情况确定导流渠横断面积，横断面积可根据下式来确定：
Q
F----- 导流渠的横断面积；
Q----- 施工段内水流量（m3/s）；
Vc----- 导流渠内允许的平均水流速（m/s）。
b本项目因河床较宽，拟利用河道1/3做为导流。开挖导流渠可采用单斗挖掘机，必要时可配置一定数量的推土机以配合单斗挖掘机工作。按放线位置先从中间段进行开挖，在开挖到接近进、出水口处时，应根据导流渠面积的大小和土质情况，留出3～6m与原河槽相连接的暂不挖通，然后修整导流渠边坡。区域划分总平面图如下。
5)临时便桥
为了便于施工人员进退场，在导流沟开挖完成后，用脚手架在导流沟内搭建便桥，便桥宽度1.2m，桥面用δ=50mm的木板铺设。
木板
防滑
立钢管
边桥
纵拉杆
导流沟
横拉杆
临时便桥搭设示意图
6)围堰施工
(1)在穿越管道上下游各20m处、以河床2/3分界线为侧边（如管线埋深较深，可根据现场情况加大距离）修筑3条拦水坝，坝顶宽度及坡比应视河水深度、流速及河床情况而定，顶宽3m，坡比1:0.75，坝体高出河水面0.8 m，坝全高6.5米。上下游拦水坝均采用编织袋装土砌筑，如果感觉坝体单薄，可以沿坝打D250、L6.0m、入基深2.5米圆木桩，间@500，对坝体进行加固。考虑到坝的防渗功能，可在坝的迎水面上用无纺布作防渗层。筑坝断面图如下图：
7）排水
完成围堰后，应立即排放围堰内的明水。
在上、下、侧三面堰围好以后，立即用水泵进行抽水，将堰体内的积水排到堰外。
排水示意图
8)作业带开拓
(1)对于管线埋深小于3m的穿越，作业带开拓时，只需用推土机平整河床及两岸，使其平滑过渡，保证管线组焊能顺利进行即可。
(2)对于埋深超过3m的管线，由于管沟放坡后，地面组焊的管线离管中心线较远，吊管机无法将其下至管沟中，因而在开拓作业带时，需将表层土用推土机推去，保证作业带表面距管沟底的高度3m左右。如下图：
9）管沟开挖
管沟开挖的过程中，要不间断的抽水，使管沟内的渗水基本排出沟外，满足管沟的开挖需要。
管沟开挖完成后，立即用测量仪器对管沟的标高进行测量，确保管沟达到设计要求的标高。
10)管线组焊、试压及下沟、回填
管线采用沟上组焊、试压，合格后再下沟回填，其操作程序同一般线路。
11）压载与保护
为了确保管道的稳定性，以及抗流水冲刷，管道下沟且埋深合格后，应及时对管道进行压载并保护。
施工方法
（1）混凝土压重块
设计要求的压载措施若为混凝土压重块，压载块与管道之间采用10mm厚的橡胶板隔开，然后用吊装设备将混凝土压重块逐块、按顺序、按位置轻轻地压在管道上。（2）混凝土连续覆盖
①混凝土浇注只适用于有明显冲刷作用的石方段河（沟）道，管线必须完全埋入。
②浇注之前必须进行沟底清理，清除沟壁松动石块和浮土。
③在浇注之前必须用8㎜绝缘橡胶板将穿越管线包裹完毕。
12）护坡修复
对存在受损区域内的护坡，进行拆除，然后重新浇筑混凝土，操作严格按相关规范。13）拆除围堰
护坡经过固化但未达到要求的强度时，应先用土方在护坡前面堆成一个挡水墙，防止河水直接冲刷护坡；然后，先拆除下游围堰，并将围堰用土石方堆到河岸边缘，最后拆除上游围堰，上游围堰宜用单斗采用后退方法进行拆除，将堰体土石方挖到导流沟入口处或岸边。
14）另半施工
另半边的施工方法相同。
15)管线地面检漏
管线下沟表层覆土1m后，立即进行地面音频检漏工作，因为待河道恢复后，检漏工作将无法进行，即使能检出漏点，但由于土方量大，修复工作将极为困难。
16)地貌恢复
对施工现场进行平整，将地貌恢复到原貌。
17）清理现场
将施工用的设备、余料运出施工现场，清理现场，达到“工完、料净、场地清”。
4.安全措施
1)导流渠转弯处要力求圆缓，无阻水杂物，进、出水口平顺。
2)在管线穿越段安装施工的全过程中，由专人负责巡视导流渠内的水情和拦水堤坝的情况。
3)施工现场应储备一定数量的木桩、袋装土等，以作发生险情时的备用，严防发生河渠的决口事故。
4)与气象、水利部门保持经常的联系，并根据天气、水文的变化情况及时采取相应的措施。对于流量季节性变化明显的河流，选择有利时机进行施工。
施工要点及注意事项：
1.要对现场进行踏勘，并通过当地群众了解各个季节河渠的流量和流速，以便选择适当的过水截面，做到既安全又不致过多浪费。
2.过水管外壁之间至少要隔500mm以上，以便作管壁与袋装土之间的防渗处理。
围堰内侧打设的钢板桩或槽钢在过水管的接口处要加密，必要时根根相扣，防止接口处出现管涌，造成堰体的坍塌。
5、质量保证措施
5.1焊接严格按照焊接工艺评定及施工规范施工。
5.2认真按照设计图纸进行施工，正确的进行配管、配料。
5.3管沟开挖后及时进行测量，使其达到设计要求的管沟深度和坡度，确保连头施工在无受力的情况下进行施工。
5.4排水工作连续进行，沟下焊焊口不得与地下水接触，确保焊接质量。
5.5管沟回填时必须按照分层回填夯实的原则进行，回填土的粒径必须满足设计要求。
5.6水工保护施工必须按设计要求对基础进行夯实，严格按照设计要求来控制配合比。
5.7河道表层恢复应用设备进行压实、平整，在护坡位置上游设置临时阻水坝，并且在护坡表面用土工布覆盖，用麻袋、土对土工布边缘埋压，尽量减小河水对水工保护的冲刷。
5.8管道吊装过程中，设置专人统一指挥、持证上岗，确保在吊装的过程中不损坏管道及防腐层。
5.9在施工过程中，要认真服从业主、监理的管理和指挥。
6、安全保证措施
6.1实行持证上岗、定人定机的原则，尽量做到责任到人。
6.2所有的操作人员必须严格按照安全操作规程进行施工。
6.3管沟开挖必须进行坡比实验，确保管沟放坡系数是安全的，彻底消除塌方现象。
6.4水中作业要严格按照用电制度进行操作，由专人统一负责。
6.5了解河流的汛期情况及上下游的控水情况，应尽量选择在枯水期进行施工。
6.6要定期的检查堰体的质量情况，消除一切不安全的隐患。
6.7交叉作业时，必须制定切实可行的交叉作业安全措施，合理的安排设备和人员。
6.8按照有关要求要求正确使用劳保用品。
6.9在施工的全过程中，认真服从业主、监理的管理和监督。
附件：围堰计算
重力式围堰验算[执行标准：水利]
计算项目：重力式
计算时间： 2015-05-03 02:57:35 星期日
------------------------------------------------------------------------ 原始条件:
墙身尺寸:
墙身高: 6.500(m)
墙顶宽: 3.000(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250
背坡倾斜坡度: 1:0.250
墙底倾斜坡率: 0.000:1
物理参数:
圬工砌体容重: 20.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数: 0.400
地基土摩擦系数: 0.500
墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa)
墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa)
挡土墙类型: 浸水地区挡土墙
墙后填土内摩擦角: 35.000(度)
墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)
墙后填土容重: 19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)
地基土容重: 18.000(kN/m3)
修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa)
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数: 1.200
墙踵值提高系数: 1.300
平均值提高系数: 1.000
墙底摩擦系数: 0.500
地基土类型: 土质地基
地基土内摩擦角: 30.000(度)
墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3)
地基浮力系数: 0.700
土压力计算方法: 库仑
坡线土柱:
坡面线段数: 1
折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数
1 3.000 0.000 0
坡面起始距离: 0.000(m)
地面横坡角度: 0.000(度)
墙顶标高: 0.000(m)
挡墙内侧常年水位标高: -0.700(m)
挡墙外侧常年水位标高: -6.500(m)
浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是
===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况
[土压力计算] 计算高度为 6.500(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角： 24.910(度)
Ea=83.543 Ex=71.204 Ey=43.696(kN) 作用点高度 Zy=2.335(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积 = 30.063(m2) 重量 = 601.250 kN
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50
墙背坡侧: -168.20 -42.05 4.14 -4.57
墙底面: -0.00 126.88 2.54 -6.50
(一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.500
滑移力= 239.404(kN) 抗滑力= 280.061(kN)
滑移验算满足: Kc = 1.170 <= 1.300
(二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 3.125 (m)
相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 5.666 (m)
相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.335 (m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 777.598(kN-m) 抗倾覆力矩= 2126.499(kN-m)
倾覆验算满足: K0 = 2.735 > 1.500
(三) 地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力 = 560.122(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1348.902(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.250 (m) 偏心距 e = 0.717(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.408(m)
基底压应力: 趾部=151.287 踵部=27.952(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 151.287 / 27.952 = 5.412
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.717 <= 0.250*6.250 = 1.563(m)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=151.287 <= 600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.952 <= 650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足: 压应力=89.620 <= 500.000(kPa)
(四) 基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算
(五) 墙底截面强度验算
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m)
墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50
墙背坡侧: -168.20 -42.05 4.14 -4.57
验算截面以上，墙身截面积 = 30.063(m2) 重量 = 601.250 kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 3.125 (m)
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 5.666 (m)
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.335 (m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力 = 686.997(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1877.547(kN-m)
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 2.733(m)
截面宽度 B = 6.250 (m) 偏心距 e1 = 0.392(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.392 <= 0.300*6.250 = 1.875(m)
截面上压应力: 面坡=151.287 背坡=68.552(kPa)
压应力验算满足: 计算值= 151.287 <= 2100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= -32.575 <= 110.000(kPa)
=================================================
各组合最不利结果
=================================================
(一) 滑移验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 280.061(kN),滑移力 = 239.404(kN)。
滑移验算满足: Kc = 1.170 <= 1.300
(二) 倾覆验算
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗倾覆力矩 = 2126.499(kN-M),倾覆力矩 = 777.598(kN-m)。
倾覆验算满足: K0 = 2.735 > 1.500
(三) 地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.717 <= 0.250*6.250 = 1.563(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=151.287 <= 600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.952 <= 650.000(kPa)
地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足: 压应力=89.620 <= 500.000(kPa)
(四) 基础验算
不做强度计算。
(五) 墙底截面强度验算
[容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.392 <= 0.300*6.250 = 1.875(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 151.287 <= 2100.000(kPa)
拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 150.000(kPa)
剪应力验算最不利为：组合1(一般情况)
剪应力验算满足: 计算值= -32.575 <= 110.000(kPa)