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1、昆山市同周公路二期新建工程长白荡大桥长白荡内土围堰施工设计方案一、工程概况（一）工程项目介绍长白荡大桥是昆山市同周公路二期新建工程的重要组成部分之一。大桥跨越长白荡，与规划航道交角90度，主桥采用40m+60m+40m变截面预应力混凝土连续箱梁，采用悬浇施工；引桥采用装配式预应力混凝土连续箱梁及现浇等截面预应力混凝土连续箱梁。（二）设计概况1.桥梁概况1.1技术标准道路等级：一级公路；设计荷载：公路-级；设计速度：80km/h；桥梁布置：半幅桥面13.5m=0.5m（防撞护栏）+12.5m（行车道）+0.5m（防撞护栏），左右两幅对称布置，中央分隔带1m空置；设计洪水频率：1/100；最高洪水
2、位：2.62m（黄海高程）地震烈度：地震动峰值加速度0.10g通航标准：规划级航道，按净455m控制，最高通航水位1.9m（黄海高程）。1.2桥型与桥跨布置长白荡大桥桥梁全长807m，跨径630+530+（40+60+40）+530+330+330，主桥采用（40+60+40）m三跨变截面预应力砼连续箱梁，引桥西侧采用30m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，引桥东侧530m采用30m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，330+330采用现浇等截面预应力混凝土连续箱梁。1.3主桥结构1.3.1上部结构箱梁墩顶现浇块件（即0、1块）长11.0m；其余12对梁段纵向悬浇分段长度为（23.5m+34.0m+
3、14.5m）；中跨合拢段梁段、边跨合拢段梁段长均为2.0m；边跨现浇段梁段长8.92m。箱梁底板水平，由顶板形成单向横坡，梁高为边腹板外侧处梁的高度。每幅桥横断面采用单箱单室，单箱顶宽13.5m，单箱底宽7m，两侧悬臂长3.25m；中支点处箱梁中心梁高3.4m，跨中箱梁中心梁高1.8m；顶板厚0.3m，腹板厚0.6m0.80m，底板厚变化范围0.25m0.60m。翼缘板端厚度0.2m，根部厚度0.6m，箱梁采用双向预应力混凝土结构，主梁按全预应力构件设计，桥面板按部分预应力混凝土A类构件设计。1.3.2下部结构主桥主墩墩身采用钢筋混凝土矩形门式桥墩，墩厚2.5m，宽7m。主墩承台厚3.0m，平
4、面尺寸10.110.1m，单幅基桩为9根1.5m的钻孔灌注桩。主桥过渡墩采用钢筋混凝土双柱式方柱桥墩，柱尺寸为1.6m1.6m，盖梁宽2.5m，高1.908m，承台厚2.5m，单个承台平面尺寸2.56.4m，中间系梁厚2.5m，平面尺寸4.52m。基桩为双排4根1.5m的钻孔灌注桩。1.4引桥结构1.4.1上部结构单幅引桥宽13.5m，除第5、6联采用单箱双室等截面预应力现浇混凝土连续梁外，其余横向均由4片30m装配式预应力组合箱梁组成。1.4.2下部结构桥台采用桩接盖梁桥台，下设6根1.5m钻孔灌注桩。桥墩采用1.4m1.4m方柱式墩身，承台钻孔桩基础，单幅桥桩基为4根1.2m钻孔灌注桩基础
5、。（三）地形、地貌、工程地质及气象根据区域资料，路线经过地段属长江三角洲太湖水网平原区，低洼湖荡平原亚区，地势平坦开阔。沿线路基主要由第四系全新统地层及第四系上更新统地层组成，第四系全新统地层主要以淤积及缓慢水流沉积形成的淤泥质土为主。上更新统地层主要为冲湖积成因的硬塑状粘性土，冲湖积成因的粘性土、粉性土、砂性土等。二、土围堰施工的必要性长白荡大桥基本上全部位于水中，从节约工程投资、减小施工难度及增大施工的安全性上考虑，在长白荡内采用土围堰从而创造一个类似于陆地环境的桥梁施工环境是一个比较经济、科学且合理的选择。同时，结合工程本身的设计特点及地形环境的特点，要求土围堰在施工时必须严谨、科学、合
6、理，既要保证围堰内有足够的施工场地，更要保证围堰在整个桥梁上、下部结构施工期间的安全。因此，可以说土围堰的施工是本工程能否顺利、安全进行的基本前提和根本保障，只有严格的按照既定方案施工并确保其万无一失才能为桥梁工程的顺利进行打下坚实的基础。三、土围堰布设位置及形式详见附图四、具体围堰施工方法顺桥向两侧围堰断面取梯形断面，根据初步掌握的水深情况围堰填筑高度约3.0m就可以满足施工需要。围堰底口宽度约11.0m，顶口宽约3.0m，边坡比约为1：1.5左右，可完全保证围堰自身的稳定性。 主桥中跨处两侧横桥向围堰断面取矩形断面，围堰内侧采用密布6米长木桩进行支护，围堰外侧采用木桩进行支护（桩长均为6m
7、左右，间距约0.5m一根）。主桥中跨处通航孔净宽18.0m，泄洪孔净宽35.0m。围堰施工程序为：首先在长白荡内根据其预设位置采用竹竿插入湖底定出围堰的具体位置，然后用打桩船按照预设位置插打木桩,（两排木桩距围堰中心线为1.5m，同排相邻两根木桩间距为0.5m（根据情况围堰内侧木桩可适当加密），木桩长6.0m，打入后桩头露出水面约1.0m结束。打桩采用桩锤配合人工进行，打桩机吊起木桩，人工辅助初步定位，最后用桩锤打桩到位。木桩施工完成后，沿两排木桩内侧固定竹笆用以挡住填土（主桥中跨处两侧围堰钢管桩及木桩内侧分别采用废旧钢模板或竹胶板进行挡土），设置固定时采用横向设置，每两块竹笆长边方向对接，设
8、置到位后保证每块竹笆后有三根木桩支撑，根据水深及木桩出水高度，两块竹笆顶口刚好位于桩顶一下约10cm处。竹笆设置好后用铁丝打眼固定在木桩上。根据竹笆宽度，每间隔一根木桩竹笆重叠。同时在两排相对应得木桩顶口用10mm钢筋对拉。竹笆设置好后进行第一次填土，第一次填土填至与水面相平。(如果工期紧张，也可多投入挖泥船进行分段填筑），待第一次填土全部完成后进行第二次填土，第二次填土必须使第一次填土有一定的时间沉降。第二次填土填至到木桩桩顶以下50cm处。第二次填土结束后进行第三次填土，同时根据实际情况,可在迎水面一侧木桩内侧预留一定长度的彩条布以便于最终对迎水侧及围堰顶面进行包裹以防止冲刷及雨水渗漏。第
9、三次填土填至与木桩基本相平。在填土的同时应及时检查木桩和对拉钢筋是否有异常。检查无异常后进行第四次填土。第四次填土是把木桩外测进行锥坡填筑，锥坡坡面坡度约1：2。第四次填土结束后顶面用彩条布覆盖，且放置一段时间以增加土的自然沉降时间而密实。然后进行围堰内抽水。围堰内抽水分两次进行，第一次抽水深度约湖内水深的一半左右，暂停几天以观察围堰是否有异常，出现问题及时处理。然后继续抽干围堰内的水，第二次抽水时应随时观察围堰的牢固程度并做好应急加固准备。围堰内侧抽干水后采用挖掘机在围堰内侧取土堆出围堰内侧边坡并压实，至此围堰施工结束。开始进行围堰内桥梁工程的施工。待桥梁工程全部施工结束后按与围堰施工相反的
10、顺序依然采用挖泥船等对围堰进行拆除，围堰填土回填至原来挖土处湖底。围堰施工顺序详见施工步骤附图：在施工期内应加强对围堰的观测和养护，确保在整个施工期间围堰的安全。五、投入的机械设备及材料拟投入本阶段施工的设备及材料表序号名称数量功率进场日期预期使用时间1挖泥船2艘350m3/台班2010.52个月2打桩船1艘2010.52个月3贝雷片72片2010.618个月46m木桩3500根2010.518个月5420mm钢管32根2010.618个月6加强弦杆144根2010.618个月7竹耙3000张2010.518个月六、围堰安全性验证围堰施工时每道围堰分别采用两艘挖泥船从围堰两侧湖底挖土填筑，取土
11、坑顶边沿至围堰底角间距不小于10.0m，取土时围堰内侧的取土坑可小一点，保证取土坑顶口宽度不大于6.0m，取土坑深度不大于3.0m，边坡约为75，围堰外侧取土坑可大些，深度不大于3.0m，宽度以满足填土数量为准。当围堰施工完成并抽干围堰内的湖水后，围堰内取土坑靠围堰侧边坡有可能因边坡不稳定而引起坍塌，对此处边坡进行简单验算以验证围堰的安全性验证。围堰施工结束并抽干围堰内湖水后的断面示意图如下图所示：根据图纸提供的地质图，湖底5.0m深度范围内为粘土，因为没有土质的试验资料，只能查有关资料取一般粘土的力学参数如下：土的重度18.0kN/m3、土的内摩擦角=15、土的黏聚力c18kN/m2；围堰内
12、侧取土坑围堰边坡安全性验算：根据已知条件查有关图表得知：在此种情况下外边坡稳定系数s=6.8则边坡稳定安全系数K=s c/(H)=6.818/(318)=2.271.5取土坑围堰边坡稳定。七、便桥根据本工程的周边环境考察及材料的运输，决定了施工料场及拌合站只能建于0#台桥头处湖岸边，为了保证施工期间各种材料的正常运输及考虑通航、施工围堰的具体形式，必须在桥梁跨中位置搭建一座贝雷片钢便桥以连接两端围堰内的施工便道，刚便桥形式详见附图。为保证湖内通航，钢便桥设计为三跨连续，单跨跨径为18.0m，根据水面标高约+1.9m，保证通航净空大于4.5m，钢便桥贝雷片底口标高设置在+7.0m，钢便桥桥墩采用
13、12.0m长钢管桩，直径420mm，壁厚8mm，每排墩8根一组，钢管桩入土深度5.5m。桥头两端设4%的便桥专用引坡。便桥桥面宽度4.0m，设计荷载标准采用汽-20，单跨设计荷载大于35T。便桥的拼装方法（考虑便桥的集中荷载）：采用“上承式”方法搭设，72片贝雷梁做钢桥的主体，72根28工字钢横向搭设，采用U型卡子将工字钢与贝雷片联系在一起。用弦杆、弦杆螺母、销子、连接片等相关的构件进行钢桥的整体组装，贝雷梁下部用方木垫平。桥面铺设：桥面用16根通长12#工字钢纵向铺设，上面用10毫米钢板满铺行车道板，用25号螺纹钢点焊固定。使便桥连接顺畅，行车时无明显的晃动，用来保证车辆通行。便桥结构形式详
14、见附图便桥的简单计算：贝雷片总重：72270=19440kg28工字钢总重：72655.4=23932.8kg12工字钢总重:161814=4032kg加强弦杆和连接片总重:144100=14400kg贝雷片验算：自重均布荷载：q=3.5t/m动载为集中荷载，取1.4倍的系数即：P=351.4=49t按简支梁计算自重产生的的弯矩M1 =ql2/8=35182 /8=1417.5 KNM动载所产生的弯矩M2 =PL/4=49018/4=2205 KNM两排双层贝雷片容许弯矩M0 为6750KNm，故，M1+ M2=3622.5 KNM结论：贝雷片满足强度要求钢管桩验算钢管桩入土深度5.5m，根据
15、地质资料假定桩深入土层全部为粘土，因无土的试验资料，土的总极限侧阻力取较低值50kPa且不考虑极限端阻力值。则单桩承载力 P=3.140.425.550=362.7kN中间两排墩各有8根钢管桩，总承载力为2901.4kN。施加在中间两排墩上的总荷载为：3516+490/2=805 kN钢管桩承载力满足要求。对单根钢管桩P805/8100.6KNA21220.22103.5cm2钢管桩的容许压应力140Mpa，弹性模量E2.1105 MPa(按A3号普通碳素钢计算)P/ A100.6103/103.510-49.7 MPa强度满足要求。钢管桩插入地基5.5m，外露6.5m，按一端固定，一端绞接计
16、算，L00.7L4.55mI=(0.4240.4124)/641.1310-4 m4A21220.22103.5cm2截面最小回转半径r（1.1310-4/103.510-4）1/20.104m杆件长细比4.55/0.10443.75800.882稳定验算：P/A=100.6103/(0.882103.510-4)11MPa1.2w174MPa稳定性满足要求。七、围堰、便桥危险源识别围堰、便桥作为本工程项目施工不可缺少的辅助工程，我部经过认真分析，对围堰、便桥危险源进行如下分类。第一类，重大危险源：1）围堰、便桥各部分设计计算漏洞；2）便桥安全防护措施标示不到位；3）便桥在安装、拆除过程中气割
17、、吊装及交通等发生安全事故；第二类，一般性危险源：1）雨季湖水暴涨对围堰的冲刷和损害；2）机械设备对围堰、便桥的损坏；3）通过便桥时出现超速、超重现象；4）平时维护、检查过程中发生的安全事故；八、安全管理措施我项目严格坚持“安全第一、预防为主、综合治理” 方针，依靠科学管理和技术进步，认真履行有关安全生产管理职责，切实保障人身和工程安全，确保工程质量。针对危险源项目组建了危险源安全防范措施小组，按照危险源的特征建立了危险源的管理体系。项目经理为防范小组组长，担任各危险源的确定、防范措施的制定、防范措施的执行总负责人；项目总工、生产经理为副组长，负责各项措施的执行工作；专职安全员负责对现场的危险
18、源进行监管，对危险源不定期检查并做好相关的记录，对存在隐患的环节进行整改。 1、危险源安全防范小组组 长：胡俊辉（电话13915834488）副组长：李建春（电话15152710128） 季华军（电话13651580957）组员：王猛 陈云 杨春 朱俊祥 黄定胜 丁富斌专职安全员：张志军（电话 13918382144 ）施工一队队长：黄爱林（电话 15152710108）施工二队队长：高志华（电话 15151986454 ）2、重大危险源安全管理措施1）、围堰、便桥各部分设计计算漏洞管理措施对围堰、便桥的设计计算，我部进行了实地详细的方案设计，并进行了可靠的验算，从设计上保证了便桥在承载上的安
19、全可靠。2）、便桥安全防护措施标示不到位管理措施为了确保便桥的安全可靠性，分别在便桥头及通航孔两侧设置醒目、详尽的限速、限载、减速板、限高，夜间指示灯等标志。3）、便桥在安装拆除过程中气割、吊装及交通等发生安全事故管理措施 在安装、拆除前进行必要的警示公告，拆除时便桥两桥桥头进行拆除施工，气割、吊装及施工人员必须持证上岗，佩带好安全帽和保险绳。全过程由专职安全员进行统一监督。3、一般性危险源安全管理措施1）雨季湖水暴涨对围堰的冲刷和损害 围堰施工结束后并围堰内抽水后及时对围堰内边坡进行修整、压实及防护，采取有效措施减小或避免可能的雨水对边坡的冲刷。对局部可能引起坍塌的区段进行木桩支护，同时储备
20、一定数量的木桩及土袋以便于及时在湖水涨时对围堰进行必要的加固、加高。2）机械设备对围堰、便桥的损坏 在围堰外侧设置醒目的标识以防止船只对围堰的碰撞和损坏，加强施工期间对围堰的检查和整修。对便桥的养护和维护设工区管制，对出现损坏的行为及时的进行惩治和修复。3）、通过便桥时出现超速、超载现象管理措施 设专人进行超速、超载的检查，针对实际情况实行惩罚和制止。4）、平时维护、检查过程中发生的安全事故管理措施在平时维护、检查过程中，必须设置安全警示标志，对维修影响到通行的情况应该提前进行告示或安排人员进行疏通。九、应急预案根据中华人民共和国安全生产法的规定，为确保围堰、便桥能够有效、安全顺利地辅助长白荡
21、大桥的施工，及时处理围堰、便桥在使用过程中发生的各种突发性重大事故，最大限度地减少伤亡和财产损失，本着“预防为先，救援为主，统一指挥，团结协作，分工负责”原则，特制订本应急预案。1、围堰、便桥在使用过程中有可能发生不良后果的分析结合本项目的特点经调查和分析，在本项目工程施工过程中，围堰的主要作用为挡水、止水，为整个桥梁施工提供一个良好的环境。便桥的用处主要是提高各种机械的使用效率，保证各种机械能在两段围堰内正常通行。可能发生的不良后果有如：围堰局部坍塌、围堰漏水，便桥倒塌、桥头跳车、机械对便桥的损坏造成的安全事故。2、应急组织机构及职责针对上述的不良后果，我们项目积极组建了应急组织结构。以便事
22、故发生能够及时得到处理和解决。应急组织机构指 挥： 项目经理（胡俊辉 电话13915834488）副指挥：项目副经理（李建春 电话15152710128）抢险组长：施工队长黄爱林 电话15152710108 高志华 电话15151986454成 员：王猛 张俊沛 杨春 朱俊祥 陈云外协组组长：专职安全工程师（张志军 电话13918382144）救护组组长：办公室主任物资器材组组长：计划调度科科长生活供应组组长：财务科科长应急岗位职责：1）指挥职责：下达抢险救援令，正确指挥抢险队伍，投入抢险救援工作。2）副指挥职责：根据分工，协助指挥开展抢险救援工作。3）抢险组职责：接到抢险令后，带领全组人员全
23、力投入抢险救灾工作，制定抢险方案和计划，对危险区域标出警示，将人员和重要物资尽快运出危险区域。4）外协组职责：负责伤员的救护。并迅速送至指定医院，对受灾人员妥善安置，提供抢险车辆的保障。5）物资器材组职责：确保抢险抗洪物资、器材的供应。6）生活供应组职责：负责抢险人员的生活供应和资金保障。3、应急预控1) 从设计源头上考虑围堰、便桥的使用功能，各项安全必须建立在保障系数的前提下。2) 加强对围堰、便桥的维护和管理工作，定期的对围堰、便桥进行各种性能的检查。3) 在围堰、便桥旁边设置相应的应急预防措施，如：救生衣、报警电话等配套设施。4、应急措施一旦出现事故，立即启动本预案。项目经理正确实施指挥
24、，副经理协作指挥展开救援工作，各成员和各部门贯彻执行救人第一的原则，制定科学合理的抢救方案，降低事故损失，协助公安消防、医疗等部门调查事故原因。救援工作结束后，立即展开围堰、便桥事故调查工作，造成重大伤亡的应及时上报上级等相关部门。分析事故发生原因，对事故的发生进行追究其责任，并整理出相关的整改措施或意见。同时立即展开围堰、便桥的检查和修复工作，并且进一步做好各种安全和防范知识的传播工作。5、 救援车辆及联系方式序号车型车号司机姓名电话1猎豹苏DCA335严金林150623962862桑塔纳苏DCS939盛洪清15005253186事故人员立即就近送入锦溪镇人民医院。第一步：放样标识出围堰位置
25、第二步：打桩船插打木桩，木桩长6.0m，入土深度约3.0m，桩头高出水平面约1.0m，两排木桩间距约3.0m，同排相邻两根木桩间距约0.5m左右（具体根据水深情况调整）。第三步：木桩内侧设置、固定竹笆，两排对应的两根木桩顶面用直径10mm钢筋对拉，竹笆横向放置，两块对拼为一个单元，根据其高度，竹笆底口接触河床，顶口露出水面上。第四步：挖泥船第一次在木桩内填土，第一次填土基本与水面齐平。第五步：第二次填土、预留彩条布。第六步：第三次填土至与木桩顶面基本相平并用彩条布顶面包裹防水及冲刷，围堰内、外侧填土放坡，坡面坡度约1：2.第七步：围堰内抽水第八步：水抽干后用挖掘机在围堰内取土并对围堰内侧边坡培土，坡面坡度约1：1.5第九步：围堰内桥梁工程施工，全部施工结束后按围堰施工相反的程序对围堰进行拆除。
