曹妃甸地连墙码头施工组织设计.docx
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1、第1章 编制依据及说明第1节 编制依据1 设计文件成品码头一期一步工程(码头A段)设计图纸 (HB178/S3-1-3#-1/41HB178/S3-1-3#-23/41)。2 执行的技术规范和标准2.1 港口工程地下连续墙结构设计与施工规程(JTJ303-2003)2.2 板桩码头设计与施工规范(JTJ292-98)2.3 港口工程质量检验评定标准(JTJ221-98)2.4 港口工程质量检验评定标准(JTJ221-98)局部修订2.5 水运工程混凝土施工规范(JTJ268-96)2.6 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB175-99)2.7 钢筋混凝土用热扎带肋钢筋(GB1449-98)2.8
2、 钢筋混凝土用热扎光圆钢筋(GB13013-91)2.9 普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)2.10 港口工程灌注桩设计与施工规程(JTJ92484-2001)2.11 水运工程测量规范(JTJ203-2001)2.12 国家和地方政府颁布的有关技术法规和规范。上述标准或规范如有修改或重新颁布,施工时将遵照执行。第2节 编制说明经综合考虑本工程特点、施工工期,编写该施工组织设计,是施工阶段的依据性技术文件。本施工组织设计包括地基处理、地连墙、锚碇墙、遮帘桩、灌注桩等五个主要内容的施工技术方法和质量保证措施等。第2章 工程概况及自然条件概述第1节 工程概况1 工程地理位置本工程位于
3、曹妃甸规划挖入式内港池的东岸线,钢铁厂西侧。2 工程规模、结构型式及主要尺度成品码头为的附属工程,用于钢材等成品装船出运。成品码头大致为南北向,岸线长2000 m,本工程为标段,施工范围为80m护岸和608m码头岸线,即0+00+688。成品码头为遮帘式板桩码头,主要由地连墙及上部结构、锚碇结构、码头设施三部分组成,具体包括以下项目:地连墙、胸墙、盖板、锚碇墙、遮帘桩、锚碇墙导梁、遮帘桩导梁、钢拉杆、灌注桩、轨道梁、面层等。典型断面见下图:2.1 地连墙地连墙为钢筋混凝土结构,分为1#、2#、3#、4#、5#共5种型号,共143段。地连墙统计表序号部位及名称单位数量规格型号mm顶标高 m底标高
4、 m11#地连墙段1(2.8+2.8)1.10.40 -30.0 22#地连墙1324.81.10.40 -30.0 33#地连墙34.81.10.40 -27.0 44#地连墙34.81.10.40 -22.0 55#地连墙44.81.10.40 -16.0 6合 计143 2.2 锚碇墙锚碇墙钢筋混凝土结构,分为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#锚碇墙和锚碇桩共9种型号,共143段(根)。部位及名称单位数量规格型号mm顶标高m底标高m1#锚碇墙段1294.41.2-0.10 -14.0 2#锚碇墙15.81.2-0.10 -14.0 3#锚碇墙13.551.2-0.10 -14
5、.0 4#锚碇墙14.41.2-0.10 -14.0 5#锚碇墙11.91.2-0.10 -14.0 6#锚碇墙12.751.1-0.10 -9.0 7#锚碇墙34.41.1-0.10 -9.0 8#锚碇墙44.41.1-0.10 -6.0 锚碇桩根21.81.2-0.10 -14.0小计段/根1432.3 遮帘桩遮帘桩为钢筋混凝土结构,截面为矩形,截面尺寸为1.7m1m,设计底标高均为-33.0m,桩顶标高为+0.4m,共260根。2.4 灌注桩由于上部门机荷载未确定,灌注桩没有施工图纸,灌注桩设计顶标高和底标高未确定,灌注桩共93根。灌注桩为后轨道梁的基础桩。3 主要实物工程量序号部位及名
6、称单 位工 程 量备 注1地基处理m2522752地连墙段/m3143/232293锚碇墙段/m3143/104294遮帘桩根/m3260/149845灌注桩根/m393/47346水下砼C30m3523187水下砼C30F300m310588钢筋(地下结构部分)t83149钢板t192=4mm10基槽开挖m320473注:灌注桩钢筋量和砼方量为估算值。第2节 自然条件概述1 地理位置与地形地貌唐山港曹妃甸港区位于唐山市南部70公里南堡地区曹妃甸岛附近,东距京唐港33km,西距天津港65km,距北京约230km。曹妃甸岛为优良深水港址,前沿为渤海湾主潮流通道的深槽海域,见下图。工程位置图曹妃甸
7、浅滩位于河北省唐山市滦南县林雀堡外侧滩地上,滩地水浅平缓,前方曹妃甸岛位居渤海湾北岸岸线转折处,犹如矶头和岬角,紧贴渤海湾2030m深槽,数十年来水深变化甚微,后方陆域开阔,有京、津、唐广大腹地,经济发达,陆路交通畅通,既是渤海湾少有的亟待开发的优良深水港址资源,又具备大规模围海造地的滩地资源。曹妃甸区域由三个地貌单元构成,由北向南跨越滨海浅滩,浅水泻湖,南接曹妃甸沙岛。在大地构造上位于黄骅拗陷东北端与渤海中隆起交汇地带。曹妃甸一带为滦河三角洲平原,具有双重岸线特征,其中内侧大陆岸线为沿滦河古三角洲前沿发育的冲积海积平原,沿岸多盐田,潮滩发育。曹妃甸为一条状沙岛,走向NESW,与大陆岸线之间为
8、大片浅没海滩,已建成通车的曹妃甸通路路基位于浅没海滩间,连接前方拟建港区与后方陆域。曹妃甸岛以北分布大片01.5m的浅滩,高潮时淹没,低潮时水浅甚至出露,为浅没海滩,总体地势较为平坦。施工区域吹填粉细砂后,场地比较平整,地面平均标高为5.5m,平均吹填厚度为6.5m。2 气象根据港址周边的滦南县气象站、南堡气象站和塘沽海洋站的气象观测资料进行统计分析。本地区属于大陆性季风气候,具有明显的暖温带半湿润季风气候特征。2.1 气温极端最高气温 36.3极端最低气温 -20.9多年年平均气温 11.4一月份平均气温 -4.12.2 降水多年年平均降水量 554.9mm最大年降水量934.4mm最大一日
9、降水量186.9mm日降水量25mm的天数为5.8d日降水量50mm的天数为2.0d本地区降水大多集中在夏季,69月的降水量为408mm,约占全年降水量的74%。2.3 雾能见度低于1km的雾日数平均每年有9天,多发生在11月翌年2月,此间雾日约占全年的77%;最长连续雾日数为3天。2.4 风常风向为SSW向,频率为10.0%;次常风向为ENE,频率为9.0%。强风向为ENE,最大风速25m/s;次强风向为NE,最大风速21m/s,全年各向平均风速为5.3m/s。各向风速6级的出现频率为4.9%。本海区风的季节变化明显,冬季盛行偏西北风,春夏季盛行偏南和东南向风,秋季多偏西南向风。工程海域受台
10、风(热带气旋)影响不大,平均每三年出现一次,但有时一年发生两次,发生在7、8月份。台风(热带气旋)期间的风速可达25m/s,并可引起近海岸较大幅度的增水。风 频 率 统 计 表风 向出现频率(%)平均风速(m/s)最大风速(m/s)N33.910NNE54.413NE55.321ENE97.625E67.220ESE65.014SE44.812SSE95.113S74.811SSW104.712SW75.213WSW84.915W44.513WNW65.818NW65.317NNW54.914C12.5 相对湿度年平均相对湿度66%。7月份相对湿度较高,为79%;11月份平均相对湿度最低,为6
11、0%。2.6 雷暴年平均雷暴日为2天,多数雷暴日出现在68月份。3 水文3.1 潮位3.1.1 高程关系 85国家高程基准面 1.74m 曹妃甸理论最低潮面 3.1.2 潮位特征值该海区潮汐性质属于不规则日潮,从当地理论最低潮面起算:年最高高潮位: 3.38m年最低低潮位: 0.14m年平均高潮位: 2.53m年平均低潮位: 1.01m平均海平面: 1.77m年平均潮差: 1.54m年最大潮差: 2.74m3.1.3 设计水位设计高水位 2.91m设计低水位 0.53m极端高水位 4.46m极端低水位 -1.27m3.1.4 风暴潮风暴潮是一种灾害性的自然现象。由于剧烈的大气扰动,如强风和气压
12、骤变(通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统)导致海水异常升降,使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位的现象,称为风暴潮。风暴潮根据风暴的性质,通常分为由台风引起的台风风暴潮和由温带气旋引起的温带风暴潮两大类。台风风暴潮,多见于夏秋季节。其特点是:来势猛、速度快、强度大、破坏力强。我国沿海地区均有台风风暴潮发生。温带风暴潮,多发生于春秋季节,夏季也时有发生。其特点是:增水过程比较平缓,增水高度低于台风风暴潮。主要发生在我国北方沿海。2003年10月10日12日,曹妃甸地区遭受特大风暴潮袭击,风力10级,阵风11到12级。实测潮位观测值是由天文潮位和非周期性气象因素造成的增水、减水组成。据塘沽海
13、洋站潮位资料,1m以上的增水平均7.9次/年,2m以上的增水平均4.6次/年,最大增水值2.52m,增水主要发生在秋冬季,占全年的76.2%,是由偏东和东北向风持续大风引起的;1.3m以上的减水2.5次/年,2m以上的减水0.22次/年,减水也主要发生在秋冬季,占全年的77.8%,是由偏西和西北向持续大风引起的。工程海域发生风暴潮的气象背景与塘沽基本一致,具体见曹妃甸站和塘沽海洋站2000年10月2001年10月的同期实测资料。3.2 波浪3.2.1 波浪概况国家海洋局北海分局曾于1996年1997年在曹妃甸南侧水域水深-26m处投放DS14型遥测浮标进行一年的波浪观测,青岛环海海洋勘察研究院
14、于1999年3月12月使用SZF-数字温波仪,Seapac2100h和HAB-2型岸用光学测波仪进行了为期近一年(冬季因冰停止观测)的波浪补充观测。据以上述实测资料统计:该海区常浪向为S向,出现频率为10.87%,次常浪向为SW向,出现频率为7.48%。强浪向ENE向,该向H4%1.5m出现频率为1.63%,次强浪向NE向,H4%1.5m出现频率为0.97%,观测期间未出现平均周期大于7.0s的波浪。波高频率统计表波高(H4%)波向(%)0.1-0.8(m)0.9-1.2(m)1.3(m)合 计N1.890.700.192.79NNE1.170.570.432.17NE3.110.731.21
15、5.07ENE2.140.892.285.31E3.801.351.346.48ESE2.740.700.403.85SE5.940.840.196.97SSE3.450.740.304.47S7.812.270.7910.87SSW3.661.220.285.15SW6.150.790.547.48WSW2.980.950.654.58W3.090.740.414.23WNW2.520.480.363.36NW3.041.191.305.53NNW1.160.410.442.01C19.6819.68合计74.3314.5711.111003.2.2 潮流据实测资料分析,该区海流具有以下特征
16、:(1)观测海区潮流为规则的半日潮流,运动形式呈往复流,其流向与海底地形有关,在浅滩外侧大致与岸线平行。(2)曹妃甸甸头以南的深槽,海流流向呈EW向,该水域为工程水域的强流区,深槽范围内平均流速为55cm/s60cm/s,最大流速可达140cm/s以上;(3)观测海区,涨潮流速大于落潮流速,其涨、落潮时段流速比大潮为1.4:1,小潮为1.2:1。3.2.3 据南京水利科学研究院潮汐水流物理模型试验研究报告,曹妃甸以北大片浅滩平均水深1.5m左右,且部分浅滩低潮时露出水面,流速较小,全潮平均约20cm/s。3.2.4 海冰国家海洋环境监测中心1999年2000年冬季在曹妃甸岸边NESW走向布设7
17、个测站进行了海冰观测。初冰日为12月20日,终冰日为3月6日,总冰期约为75天左右。严重冰期从1月中旬至2月中旬。3.3 水文条件3.3.1 地下水拟建场地地下水主要为潜水及下部砂土层中的弱承压水,其水位变化受大气降水、地表排水及潮汐影响,据勘察期间对场地内水位观察,潮汐作用对水位的影响尤为重要。勘察期间测得场内地下水稳定水位埋深为2.203.20米,高程介于2.203.58米之间。本区临近海域潮汐属不规则半日潮型,最高潮位4.44m,最低潮位2.02m,平均高潮位3.50m,平均低潮位2.25m。根据场地位置、地形特点以及依据,结合已有资料,建议本场地防洪设计水位高程为 4.44m。3.3.
18、2 水的腐蚀性根据已有资料,场地内地下水对混凝土结构有强腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下有弱腐蚀性,在干湿交替作用条件下有强腐蚀性,对钢结构有中等腐蚀性。海水对混凝土结构有中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下有弱腐蚀性,在干湿交替作用下有强腐蚀性,对钢结构有中等腐蚀性。4 作业天数统计4.1 作业标准风:风力6级;雨:降水强度中雨;雾:能见度1km;波浪:横浪H4%1.2m;顺浪H4%1.5m;8s;5 地形、地貌及工程泥沙5.1 曹妃甸地貌概述曹妃甸一带为古滦河三角洲平原海岸,具有双重岸线特征,其中内侧大陆岸线为沿古滦河三角洲发育的冲积海积平原,沿岸多盐田,潮
19、滩发育,宽35km;外侧岛屿岸线与大陆岸线走向基本一致,由哈坨、腰坨和曹妃甸沙岛群构成,为沙质海滩,其南段的曹妃甸沙岛由12个小沙岛组成,西南段的最大,高程3m左右(当地理论最低潮面起算,下同),最高处长有少量沙生植物。内外岸线间为宽阔的浅水泻湖,低潮时大片出露,东西两侧潮沟最大水深分别为-10-15m和-2-5m。曹妃甸沙岛位居渤海湾北岸岸线转折处,尤如矶头和岬角,紧贴渤海湾-20-30m深槽,滩槽的稳定性对在本地建港至关重要。5.2 滩槽稳定性通过对滩槽的成因、地貌和沉积物特征、海洋动力条件与泥沙运动特征、地形对比和Pb210沉积速率判据、沉积物搬运趋势数模和潮流数模等项分析研究认为曹妃甸
20、港区自然状态下滩槽基本上是稳定的,处于微冲微淤动态平衡状态。6 工程地质根据有关资料及本次勘察揭露,场地内覆盖层主要由第三系和第四系地层构成,在勘察深度范围内主要为第四系海相地层(上覆填土层),根据勘探结果,对其分述如下:(0)层 冲填土(Qml): 灰色、黄灰色,少数为褐灰色,由新近吹填成,以粉细砂为主,局部混有少量粘性土,松散。陆地上普遍分布。在该层中夹有0-0-2层灰色粉质粘土、0-0-3层灰色粉土、0-0-5层灰色淤泥质粉质粘土。层 粉细砂(Q4m): 灰色、灰褐色松散-密实状态,颗粒较为均匀,局部夹有粉质粘土或粉土透镜体,少数位置该层顶部分布有较薄的淤泥质粉质粘土层,含有机质及贝壳碎
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