张家港市老海坝节点综合整治一期工程施工一标水上抛石专项施工方案.doc
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1、张家港市老海坝节点综合整治二期工程施工一标段水上抛石专项施工方案编制: 审核: 审定: 山东水利工程总公司张家港市老海坝节点综合整治二期工程施工一标段项目部2015年10月目 录第1章 工程概况11.1 工程简介11.2 散抛块石材料及施工技术要求1第2章 抛石施工工艺42.1 抛石施工原则及方法42.2 抛石施工工艺流程42.2.1 抛石前准备工作42.2.2散抛石施工72.2.3散抛石施工工艺82.3 抛石施工工艺要点13第3章 抛石施工进度计划及保障措施153.1 施工计划153.2 施工总进度计划的说明153.3 工期保证措施163.3.1 保证工期的组织措施163.3.2 保证工期的
2、技术措施173.4 施工进度管理183.5 雨季施工措施19第4章 抛石质量保障措施214.1 原材料质量控制214.2 技术交底和现场控制214.3 抛填数量及断面尺寸的控制214.4 通过试抛确定质量控制要点224.5 质量验收标准22第5章 抛石施工安全措施24第1章 工程概况1.1 工程简介张家港老海坝节点综合整治工程位于长江澄通河段的中段右岸,隶属长江澄通河段中部如皋沙群段,是该河段长江自江阴以下重要的河势控制节点工程。老海坝江段是张家港江岸主要的易崩坍区域之一,历史上岸线崩退剧烈;近三十年,经过多次抢险守护,岸线崩退趋势受到遏制,但由于局部河势的变化以及地质条件较差等原因的影响,该
3、段岸线水下岸坡处于持续冲刷状态。目前岸坡已处于临界状态,一旦发生新的岸线崩坍,不仅影响防洪安全,影响后方工矿企业和张家港、南通两市沿江码头安全运行,也影响河势和航道的稳定,产生严重的经济社会影响。因此,老海坝节点综合整治工程,是保障防洪(潮)安全的需要,是两岸工矿企业及码头安全的需要,是维持河势稳定和维持航道稳定的需要。本工程综合整治(二期)工程范围为九龙港二干河(十一圩港)下游1260m范围内的岸线整治。桩号为S2+488(二期工程起点)S6+800(二期工程终点),堤防桩号为D2+513.35D7+046.38。综合整治(二期)工程堤防稳定要求整治范围长1299.59m;维持码头前沿现状岸
4、坡稳定要求及抗冲刷要求整治范围长4256m。主要工程内容为两部分:堤防与岸坡整体抗滑稳定要求的加固整治工程,维持码头前沿现状岸坡稳定要求及抗冲刷要求的平顺护岸整治工程。本标段主要建设内容为:海力5号、4号码头前沿抛石防护及抛石压载,抛石量约44万方。桩号为S2+488-S3+430,堤防桩号为:D2+513.35-D3+461.75;为保证老海坝节点综合整治工程实施后的效果,对护岸稳定进行合理评价及保证长江堤防的安全,在整治工程施工期及完成后,需要对整治工程范围内的岸线及堤防进行跟踪监测。1.2 散抛块石材料及施工技术要求1.2.1 材料要求(1)块石要求石质坚硬,无裂缝,遇水不易破碎或水解,
5、不得使用易水解石、风化石、泥岩等,比重不小于2.4t/m,湿抗压强度大于50Mpa,软化系数大于0.7。(2)块石中建筑垃圾、道渣、泥沙等杂质含量不得超过1%,不允许使用薄片、条状、尖角等形状的块石。粒径小于0.15m的作为杂质。(3)块石粒径应在设计范围内,具有良好的级配,不宜过大或过小,最小粒径不超过0.8m,不符合设计要求粒径的石料不应超过10%。(4)块石料抽样组批检验频次:规格和级配以30000m3为一批,不足30000m3按一批计。1.2.2 施工技术要求(1)根据施工详图、技术规范规定的范围、尺寸、工程质量标准和施工形象进度要求,实施抛石。(2)抛石施工应在确保工程区域河势、滩势
6、总体稳定的前提下,采用分段、分期、分层实施的总体方案,在护岸抛石施工工序上应先前沿防崩层抛石,再堤防、岸坡整体稳定抛石。(3)抛石施工期间,不得阻碍长江航道的运输,不得危及现有码头的结构及运行安全,若存在上述方面的碍航和安全问题,承包人应及时报告监理单位予以协调处理。(4)抛石施工应结合工程现场作业条件、施工工期、施工强度等因素选择合适的施工机械设备,所选择的工程船舶,必须符合航区和作业区相应的船级规定。宜按不同的抛投部位选择不同的石料运输及抛投工艺,分别采用浮吊船抛投作业方式、大型平板船带挖机作业方式、路上抛投作业方式及人力抛投作业方式。(5)为确保抛石精度,已根据石料抛投船只的宽度和长度、
7、工程区域水深、水流流速等因素综合考虑划分施工小区,并按网格进行统一编号,作为施工作业的依据。然后根据分区水深、流速、漂距等参数拟定水面定位坐标。(6)船舶定位方法:采用中海达海洋施工定位软件使用双GPS,做到精确定位,确保抛投质量。(7)实际抛投过程中,鉴于本工程抛投区域流态的复杂性,抛石区域岸坡坡度较大,水深变幅较大,同时受涨、落潮影响较大,实际落距与估算结果可能存在较大差异,建议在正式抛石前先选择某一典型的施工区域进行抛投试验,通过试验获得在该施工区水域内涨、落潮不同流速和水深时的落点漂移规律,同时根据实际涨、落潮历时情况及抛投处水深确定合理的船舶移位时段。(8)抛石过程中应在一个抛区内要
8、做到勤观测流速、流向、水深,掌握块石落距,严格定位,勤做漂移距,实行自上游而下游,先深后浅的顺序,分层抛投,从技术上保证施工质量。1.2.3 水流控制要求(1)抛石区域流速随涨落潮变化不断变化,施工前应测量施工区域内水流的表面流速,掌握流速变化规律。施工时根据流速变化规律,选择适当时间实测流速,一般每小时实测流速作为计算落距的代表流速。(2)块石抛投应根据不同抛区水深条件、控制精度等因素综合考虑确定控制流速,一般情况下,散抛石抛投流速不宜大于1.5M/S,当某一时刻水流流速大于控制流速时,应停止施工,待到小流速时段再进行抛投。第2章 抛石施工工艺2.1 抛石施工原则及方法(1)抛石施工原则:先
9、远后近,先深后浅,先上游后下游,先点后线。(2)抛石施工方法:划分小区,趸船定位,掌握落距,合理挂挡,定量抛投。2.2 抛石施工工艺流程2.2.1 抛石前准备工作(1)抛石之前办理好水上运输、水上作业及海事等相关手续。(2)测量放线1)在工程施工前,我部将使用GPS对已知的主要控制点进行静态校核。2)确保校核误差满足测量规范及设计要求后,我部综合考虑各种因素准备在开工前自行架设中海达GPS临时基准站。3)在抛石开展前,我部将使用测深仪对整个抛石区域进行工前水下地形测量,并将测量数据与原始地形数据或上级单位提供的地形数据进行比对。(3)抛石定位船采用由双GPS和中海达施工定位软件共同组成的施工测
10、量定位系统来进行实时、准确定位,具体施工方法如下:1)GPS坐标系统(即WGS84坐标系统):是原点在地心的空间三维直角坐标系。WGS84坐标系统中的点位采用大地坐标(BG,LG,HG)表示,其中B、L、H分别为大地纬度、经度和大地高程。WGS84坐标系的参考椭球其长半径为6378137米,扁率为1/298.257223563。在“抛石定位浮吊测量定位系统”中,由GPS实时测量得到的未经转换的GPS天线的位置是以WGS84坐标系统的大地坐标形式表示的。2)地方坐标系统:与WGS84坐标系统的定义相同,但原点和坐标轴的方向与WGS84系统不同。地方坐标系统中的点位一般采用直角坐标(XD,YD,Z
11、D)表示。“安航工程008号抛石定位船定位系统”的地方坐标系统,采用我国54国家坐标系统,即北京54系统。北京54系统与WGS84坐标系统之间在一定区域具有固定的关系,可通过严密的数学公式建立两者之间的关系,并可作相互转换。北京54坐标系的参考椭球其长半径为6378245米,扁率为1/298.3。在“中海达海洋施工定位软件”中,选用Trimble R8的GPS仪器接收数据,在定位软件中加以处理得到北京54坐标系。3)船体坐标系统:是建立在船体上的二维平面直角坐标系统,船体坐标系统中的点位采用二维直角坐标(XC,YC)表示。船体坐标系统的X轴,定义为抛石船船体中轴线,方向由船艉指向船艏,理想情况
12、下,主工作点位于船艏左边缘,辅工作点点位于船体左边缘距船艏10米,平行于X轴线距离X轴线为甲板宽度值的一半;坐标原点为船艉中点;Y轴垂直于船体中轴线。 4)坐标系统的转换:由于背包GPS实时测量结果、固定安装在船上的GPS位置、实时测定的抛石入水位置及其在屏幕上的位置显示等都是在不同的坐标系统中表达的,因此建立上述各坐标系统之间的相互转换关系是必须的。坐标系统之间的转换关系是一组反映两个坐标系统的坐标分量之间换算关系的数学公式。大多数的坐标转换关系可以由转换矩阵来表示。通过坐标转换可以实现抛石入水位置在北京54坐标系下的坐标,可以进行实时控制,更好的掌握抛石入水的轴线和位置。5)GPS仪器安装
13、过程如下:GPS天线安装:抛石定位船测量定位系统有两台GPS;为了保证坐标转换的精度,安装两个GPS天线和两个差分天线,GPS天线间位置保持尽可能大。同时保证GPS天线安装稳定、牢固,周围没有障碍物遮挡。计算机系统连接:GPS接收机与计算机连接分两种情况,第一种是电脑上有多串口卡的可直接将两个GPS数据线连接到电脑上串口即可,第二种是电脑上没有多串口卡的情况,需要通过串口服务器连接电脑与GPS接收机。此次连接通过第二种连接方式,连接牢固,可靠。软件与GPS连接:定位软件与GPS连接主要是通讯设置,设置好GPS主机数据波特率与定位软件波特率,两者经检查保持一致,且主、辅工作点的GPS端口连接正确
14、。6)软件系统调试:转换参数设置:每个定位软件均需进行坐标转换参数设置。包括坐标转换七参数、中央子午线及比例设置。该步骤经过重复检查,换手复核。“抛石定位浮吊测量定位系统”坐标转换七参数设置准确。船型参数测定:定位软件两个比较重要的步骤是坐标转换参数的设置和船型参数的测定。船型参数测量方法可采用全站仪或GPS测量。采用GPS方法测量相当于使用4台或更多GPS同时测量已安装的主、辅GPS点和船上特征点,然后按照软件规定的相对坐标系的原点和X方向建立相对坐标系,确定主、辅GPS点和特征点在船体相对坐标系下的坐标,输入定位软件。7)定位坐标比对:船型参数和坐标转换系统完成后定位软件及可以开始定位,为
15、了确定定位精度及准确性,采用背GPS-RTK和船用定位系统进行坐标比对,比对过程选取主、辅工作点进行坐标比对,一般较差在5cm内时证明定位系统能达到施工作业要求。(4)测定漂移距:水下抛石位移直接影响到抛石质量,施工前进行抛投试验,实测不同粒径,不同重量的块石,在不同的水位,不同的流速下的水平落距,以利于定位船准确定位。1)采用散抛抛石船进行水上抛石施工,如果水位合适,抛石船可直接将块石安放在河床上,能达到最理想的效果。2)若水位过高,水深流急,无法触及到河床底,抛石前根据水深、流速、流向,计算出漂移距。通过现场抛投试验确定船舶定位方式、移动控制方法、方量控制方法等。抛石漂移距确定需采用理论计
16、算和实测两种方法进行比较,找出接近实际的漂移距,控制抛石施工。理论漂移距按下面公式计算:Ld0.8VfH/G1/6式中: Ld 块石抛填水平落距(m);Vf表面流速(m/s)H水深(m)G块石重量(kg)(5)材料供应块石要求石质坚硬,无裂缝,雨水不易破碎或水解,不得使用易水解石、风化石、泥岩等,比重不小于2.4t/m,湿抗压强度大于50Mpa,软化系数大于0.7。块石中建筑垃圾、道渣、泥沙等杂质含量不得超过1%,不允许使用薄片、条状、尖角等形状的块石。粒径小于0.15m的作为杂质。块石粒径应在设计范围内,具有良好的级配,不宜过大或过小,最大粒径不超过0.8m,不符合设计要求粒径的石料不应超过
17、10%。块石料抽样组批检验频次:每料源30000m取样1组。不足30000m的按一组取样。(6)石料计量现场丈量:现场量方时,监理单位、审计单位、施工单位、业主代表应每船全过程参入。现场监理工程师跟尺验证,收方数据由监理方记录于量方记录表上,经业主代表、施工单位负责人、审计单位负责人确认无误后在量方记录表上四方签字。方量计算:监理单位及施工单位根据四方认可的现场丈量尺寸通过固定格式的EXCEL计算表计算出每条船装载方量,经过双方计算所得方量进行比较复核在确保方量准确无误的情况下,在EXCEL计算表上双方签字确认。2.2.2散抛石施工水上散抛石时必须采用定位船定位,本工程采用中海达海洋施工定位软
18、件使用双GPS精确定出定位船在长江中的位置。定位船到达设计要求的位置后,再根据施工图及所划分抛区的石方量,安排组织抛石船准确、均匀地将块石抛到设计小抛区内,及时进行水下断面测量,使积体断面接近设计断面。抛投时必须严格遵守先远后近,先深后浅,先上游后下游的抛投原则,同时,按照施工图及预先计算好的各小抛区抛石量安排表,将石块准确、均匀地抛护到设计的河床上;抛投时必须解决好控制提前量及精确抛投到划分小抛区等技术问题。由于块石受到落潮水位的冲力作用,下落时会向下游漂移应距离后,才落到设计河床上,因此要控制好提前量。本次工程位于感潮区,潮流作用对流速影响较大,应勤测流速,根据流速变化,相应调整抛石落距,
19、确保抛石位置准确。当面流大于1.5m/s时,为安全和保证质量,一般情况下应暂停施工。定位浮吊抛投:提前量是解决抛石顺水流方向到位问题,这就要求现场准确了解潮汐水流情况,勤做漂移距,确保能抛到指定抛区里。本工程采用抛石沉厢开底驳船进行施工(5*10、6*30),针对不同规格沉厢开底驳船其作业区域也有所区别故将设计海力5号前沿抛区划分成若干个5*10;海力4号前沿抛区划分成若干个6*30规则的抛投小区及部分不规则小区,并按顺水流方向进行编号,并计算小抛区设计抛石量(目前小抛区面积均为5*10=50、6*30=180)由抛石组通知材料供应组,材料供应组根据抛石组需要的块石方量放船,以便抛石组有条不紊
20、地进行。抛石组对抛区抛投时要做好施工的详细记录。(1)钢丝网兜:本工程采用两种尺寸的矩形钢丝绳网兜(2m*2.2m),四角连接吊绳及吊环。(2)块石装船:深舱船、浮吊船配合施工(小网兜)时在块石装船前,预先在深舱驳底部由舱尾向舱首平铺810层网兜,铺设采用错位重叠法,上下两个网兜错位1525cm,网兜吊环全部向舱首,以保证挂钩时吊环露在石堆外面,方便人工挂钩。在装船码头上,运输车直接将块石倒入深舱驳内。同时在舱首预留2m左右的距离不装石,方便起吊网兜时工人将网兜挂到吊钩上,以及保证一定的安全操作距离,防止在网兜起吊时,工人被滚落块石砸伤。(3)抛石船定位、运输船靠驳:抛石船装有4个电动(或液压
21、)绞关控制4根钢缆,从而控制定位船的定位和移动,其中位于船头中部的主缆,承受整个定位船下漂的拉力,船尾设置一尾缆,防止船舶涨潮时移位,主缆、尾缆同时还控制船舶的上下移动,船头船尾各设两口开锚,控制船舶左右移动。通过沉厢抛石船上配备的GPS-RTK定位系统定位,根据软件界面调整定位船的位置。定位船定位完成后,石料运输船靠浮吊船,浮吊侧为抛石区沉厢开底驳位置。2.2.3散抛石施工工艺(1)散抛石施工将用箱体开底抛石专用船老海坝8#,1#进行施工。(2)箱体开底抛石专用船老海坝8#长56m,宽9m,深3.5m,在中间部位内设置长30m、宽6m的方格。(合计12个小格)。老海坝1# 长38m,宽7m,
22、深3.0m,在中间部位内设置长5m、宽4m的方格。(合计10个小格)(3)投放过程。在空格里根据设计厚度要求通过起重船加满块石,在有流速的情况下,测算漂距,在平潮的情况下也就是无流速的情况下,直接打开底门,一次性抛投(长30m、宽6m、深2.5m)等于450m的块石。(4)工艺流程见附图(5)工艺效率增加了每个施工点的抛投数量,提高了抛投增厚值的效果,减少了施工点多带来的船舶安全影响,大大的降低了安全风险。特别是利用平潮时间段进行抛投,增加了对河床的保护,避免了河床的多点冲刷。在方格内一次性的到位抛投,保证了块石的连续性、均匀性的覆盖河床表面。(6)工作效率本标段总抛石量约为44万方。其中压载
23、7万方 ,散抛石37万方。老海坝1号采用测算漂距抛投每天可抛投1000方,老海坝8号采用平潮段无漂距抛投每天可抛投1800方,合计每天抛投2800方。实际总量37万方,则需132天(有效天数),能有效的保证了工期的要求。2.3 抛石施工工艺要点(1)抛石前使用测深仪对整个抛石区域进行地形测量,并与设计泥面地形进行仔细对比。(2)抛石网格根据吊机臂长、覆盖范围等综合因素划分。(3)水上平抛块石每次按图移位以保证抛石均匀,无漏抛。 (4)抛石过程中严格检查运输块石船舶的满、空载吃水线,坚持欠载不收、超载不计的原则。(5)抛石综合考虑施工区域流速、流态以及块石漂移距等。(6)施工中先抛较小块石,再抛
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