新疆洛浦縣布雅和杭桂鄉(xiāng)防洪工程施工組織設(shè)計(jì)

柯春光

(新疆水利水電科學(xué)研究院 新疆烏魯木齊 830049)

1 工程概況

洛浦縣布雅和杭桂鄉(xiāng)段防洪工程(12+000～15+000)是玉龍喀什河安排的重點(diǎn)防洪工程，也是洛浦縣承擔(dān)的重點(diǎn)防洪點(diǎn)之一。該工程位于玉龍喀什河大橋上游河段右岸，由于洪水期河水洪流橫向環(huán)流的作用，對(duì)兩岸防洪堤淘刷嚴(yán)重，本工程重點(diǎn)對(duì)玉龍喀什河右岸(12+000～15+000)段進(jìn)行防護(hù)。工程任務(wù)為：(1)確保洛浦縣布亞鄉(xiāng)、恰爾巴格鄉(xiāng)、杭桂鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的安全，使附近11.64萬(wàn)人口生命財(cái)產(chǎn)及34萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉面積免遭重大損失；(2)確保西干渠安全運(yùn)行。該工程一旦失事將直接沖毀洛浦縣西干渠，使全縣 34萬(wàn)畝農(nóng)作物無(wú)法灌溉，使灌區(qū)人民無(wú)法正常生產(chǎn)生活。

通過(guò)本次防洪工程建設(shè)，使得原有臨時(shí)性防洪工程標(biāo)準(zhǔn)由2～3年一遇提高到20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的20年一遇洪水流量為1290m3/s。

2 施工條件

2.1 工程條件

工程區(qū)對(duì)外交通方便，防洪堤段有順河流方向簡(jiǎn)易戈壁碎石路，可滿足各種施工機(jī)械的調(diào)遷，工程區(qū)距洛浦縣29km，距和田市20km。

工程中水泥從和田市水泥廠購(gòu)買，運(yùn)距20km，鋼材、木材、等材料、機(jī)電設(shè)備、施工機(jī)具、配件器材及區(qū)外材料等物資主要靠和田市供應(yīng)。

防洪堤填方土料來(lái)源于防洪堤迎水面?zhèn)葘掗煹母瓯诨臑瑤r性為戈壁碎石層和粗粒土為主，儲(chǔ)量豐富，土料的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，且開(kāi)采運(yùn)輸條件較好，開(kāi)采后易恢復(fù)，符合環(huán)保要求，可滿足工程所需。全堤段平均運(yùn)距5km。

砂礫石墊層料選在防洪堤下游河道附近大面積的戈壁荒灘，為沖洪積所形成的卵礫石層，分布穩(wěn)定，厚度較大，平均運(yùn)距10km。

混凝土骨料場(chǎng)位于洛浦縣城東南 3km處，開(kāi)采面積取 2km2，開(kāi)采厚度 3m，儲(chǔ)量達(dá)12.5×104m3，距工程區(qū)平均 30km。工程用混凝土骨料可在此購(gòu)買成品方。

卵石料場(chǎng)位于洛浦縣與和田市交界的玉河大橋上游 3～10km范圍內(nèi)的玉河河床及河漫灘內(nèi)，卵石儲(chǔ)量及質(zhì)量滿足需要，距工程區(qū)平均5km。

施工用水從總干渠或河道抽取，施工生活用水可抽取井水至各施工點(diǎn)，用水十分方便。本工程外部輸電線路沒(méi)有專門架設(shè)，建議施工用電采用自備電源，由施工單位自行發(fā)電解決。

2.2 自然條件

工程區(qū)屬暖溫帶干旱氣候，具有典型大陸性氣候特征，多年平均氣溫12.2℃，極端最高氣溫40.6℃，極端最低氣溫-21.6℃，多年平均降水量33.5mm，多年平均蒸發(fā)量為2602mm。

工程區(qū)主要分布在玉龍喀什河沖洪積傾斜平原中部，區(qū)內(nèi)在此沉積了巨厚的第四紀(jì)松散沉積物，防洪壩在河漫灘和Ⅰ級(jí)階地坎邊上通過(guò)，其巖性單一，均以沖洪積砂卵礫石為主，為非凍脹性土；沿線地下水埋深枯水季節(jié)5～7m；縱坡1/115～1/147；河床目前寬度為350～450m。

3 料場(chǎng)選擇及開(kāi)采

本次防洪工程需要的天然建筑材料包括：筑堤土料、混凝土骨料、砂礫石填筑料以及卵石料。

3.1 筑堤土料

防洪堤沿線筑堤土料可沿防洪堤內(nèi)側(cè)坡腳100m外河床內(nèi)就近取土，通過(guò)場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)施工道路進(jìn)行運(yùn)輸。筑堤土料基本以戈壁碎石層和粗粒土為主，為級(jí)配不良礫，土料礫粒徑小于0.075mm的土粒含量百分比為0.5～1.0%，小于總質(zhì)量的10%，為非凍脹性土，可不考慮筑堤土料的凍脹性對(duì)本工程的影響。因土料的性質(zhì)差別較大，其填筑壓實(shí)指標(biāo)為相對(duì)密度不低于0.75。

3.2 混凝土骨料

混凝土骨料從洛浦縣砂石料場(chǎng)購(gòu)買，料場(chǎng)位于洛浦縣城東南方向 3km處，該處已開(kāi)設(shè)有幾家砂石料場(chǎng)(道班砂石料場(chǎng))，日產(chǎn)量在500m3以上。該處料場(chǎng)為大面積的戈壁荒灘，儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量和儲(chǔ)量均滿足工程要求。

3.3 砂礫石墊層料

砂礫石墊層料選在洛浦縣開(kāi)發(fā)區(qū)附近，開(kāi)發(fā)區(qū)兩側(cè)是大面積的戈壁荒灘，為沖洪積所形成的卵礫石層，表層基本無(wú)植被生長(zhǎng)，地面平坦，卵礫石層分布穩(wěn)定，厚度較大。小于40mm的粒徑占到 60%以上，細(xì)粒組(<0.075mm)含量＜2%，作為防洪堤墊層材料較為理想，質(zhì)量?jī)?chǔ)量滿足要求，平均運(yùn)距10km。

3.4 卵石料

卵石料場(chǎng)位于玉河河床，在玉龍喀什河大橋上游3～10km河漫灘內(nèi)，有經(jīng)磨圓的大量卵石，大于80mm粒徑含量為20%以上，大于40mm粒徑含量為75%左右。20～40cm粒徑卵石百分含量按 15%計(jì)算，料場(chǎng)面積 12×104m2，則卵石儲(chǔ)量約 1.8×104m3，卵石儲(chǔ)量及質(zhì)量滿足需要，距工程區(qū)平均5km。通過(guò)河床臨時(shí)砂礫石路從河床運(yùn)出、運(yùn)進(jìn)卵石料，中間有柏油路直達(dá)工程區(qū)，交通便利。

4 施工導(dǎo)流及排水

4.1 施工導(dǎo)流

（1）導(dǎo)流工程級(jí)別及設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)規(guī)定，本工程主要建筑物級(jí)別為 3級(jí)，臨時(shí)工程為施工導(dǎo)流圍堰，其工程級(jí)別為5級(jí)。相對(duì)應(yīng)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5～10年一遇，雖春汛洪水發(fā)生頻率較低，為提高保證程度，本次設(shè)計(jì)按照 10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)洪水流量為43.6m3/s。

（2）導(dǎo)流方案

根據(jù)堤線平面布置，本次防洪堤堤線坐落于河道一、二級(jí)階地上，通過(guò)實(shí)測(cè)地形圖反應(yīng)，堤線雖然相對(duì)河心灘地地勢(shì)較高，但該段河道主流左右擺動(dòng)較為劇烈，若僅利用導(dǎo)流圍堰將灘地相連，河道主流有可能繞過(guò)其他階地沖向施工現(xiàn)場(chǎng)，因此考慮沿線新建堤防全線 40m外布置導(dǎo)流圍堰，為防止洪水繞過(guò)圍堰兩端，蔓延至施工區(qū)，需考慮圍堰首尾端各延長(zhǎng)100m。

（3）導(dǎo)流圍堰設(shè)計(jì)

導(dǎo)流圍堰設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為3200m，就地采用河床質(zhì)填筑，壓實(shí)指標(biāo)相對(duì)密度大于 0.6。根據(jù)導(dǎo)流流量計(jì)算施工期水位0.90m，因此設(shè)計(jì)圍堰填筑高度為1.5m，引水面邊坡系數(shù)取1:1.75，背水面邊坡系數(shù)取1:1.5，頂寬2m，迎水面采用臨時(shí)性干砌卵石護(hù)面。斷面尺寸詳見(jiàn)圖1。

本土堤圍堰的抗滑穩(wěn)定計(jì)算依據(jù)規(guī)范按瑞典圓弧滑動(dòng)計(jì)算法，并按有效應(yīng)力法計(jì)算，根據(jù)堤防設(shè)計(jì)規(guī)范附錄 F.0.1-4式進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，洪水期壩體抗滑安全系數(shù)為 Ks=1.19，枯水期為Ks=1.38。大于5級(jí)臨時(shí)土堤圍堰正常期抗滑安全系數(shù)1.10，非常期抗滑安全系數(shù)1.05的要求。因此臨時(shí)圍堰整體上穩(wěn)定。

4.2 施工排水

導(dǎo)流堤沿線地下水埋深枯水季節(jié) 5～7.5m，堤基開(kāi)挖線距地面線約 8m，為保證堤基基礎(chǔ)施工時(shí)干燥，必須采取基坑排水措施。因河道縱坡較陡，為 1/115～1/147，主要采用明排，必要時(shí)結(jié)合水泵抽進(jìn)行輔助排水。防洪堤迎水面堤基開(kāi)挖時(shí)，在基礎(chǔ)前挖一條排水渠，同時(shí)排水渠所開(kāi)挖土方堆放于迎水面位置，作為基礎(chǔ)回填土方同時(shí)可兼做臨時(shí)性導(dǎo)流圍堰，保證小洪水期間不影響工程施工。

圖1 導(dǎo)流圍堰橫斷面圖

為保證施工排水能順利排向下游河道，排水渠在防洪堤施工段設(shè)計(jì)縱坡與防洪堤縱坡保持一致，出防洪堤施工段后，以1/600縱坡向下游延伸，根據(jù)河道縱坡推算排水渠總長(zhǎng)達(dá)到5400m時(shí)，施工排水可順利排入河道。

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5 主體工程施工

防洪堤工程按施工布置、建設(shè)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)型式的不同，劃分為不同的施工區(qū)標(biāo)段，包括基礎(chǔ)工程施工、護(hù)坡的施工等，各工程的施工分述如下：

基礎(chǔ)、護(hù)坡工程施工主要有土方工程、鋪設(shè)砂礫石墊層、現(xiàn)澆混凝土工程等。

（1）施工順序

防洪堤工程以土方和混凝土施工為主，組織好土方和混凝土施工是順利完成整個(gè)工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工程序按常規(guī)進(jìn)行。

其施工順序?yàn)椋呵宄俜e土層(清廢)→施工放線控制開(kāi)挖高程縱坡→挖填土方至設(shè)計(jì)斷面→夯實(shí)基礎(chǔ)→鋪設(shè)砂礫石墊層→澆筑混凝土擋土墻→土方回填→鋪設(shè)砂礫石墊層→澆筑混凝土護(hù)坡→澆筑混凝土封頂板→初步驗(yàn)收→試運(yùn)行→最終驗(yàn)收。

（2）施工方法與要求

1)漿砌卵石(現(xiàn)澆混凝土)拆除：根據(jù)防洪堤軸線，若現(xiàn)狀漿砌卵石(現(xiàn)澆混凝土)工程部分段位于設(shè)計(jì)堤身處，不必拆除，作為防洪堤堤身填筑料部分。其他段需要拆除，施工前先采用挖掘機(jī)與人工結(jié)合拆除漿砌卵石(現(xiàn)澆混凝土)，堆放至防洪堤外坡腳一側(cè)。

2)土方開(kāi)挖：本工程土方工程較大，先進(jìn)行基礎(chǔ)淤泥的清除，然后嚴(yán)格按排水渠、阻滑板及導(dǎo)流堤堤身設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面開(kāi)挖，采用1m3挖掘機(jī)施工，人工輔助修坡，不得超挖或欠挖，推土機(jī)配合將挖出的土方就地建設(shè)導(dǎo)流圍堰或上堤作為堤身填筑料，多余土方推至靠迎水面一側(cè)，以作為基坑回填用料，若有超挖應(yīng)分層灑水夯實(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)的干密度要求。

3)土方回填：主要是基礎(chǔ)阻滑板后土方的填筑和護(hù)坡堤身土方的填筑，先利用開(kāi)挖料填筑堤身，不足部分土方工程從防洪堤內(nèi)側(cè)河床 100m左右取料，需先取用高處河床的砂礫石土，再取用低處的土料，土料采挖場(chǎng)需均衡，不得挖坑推槽。阻滑板后土方回填采用平板夯打夯密實(shí)，堤身填筑需分層水平進(jìn)行，每層鋪土厚度約0.3m，采用13t振動(dòng)碾壓實(shí)，碾壓作業(yè)面不小于200m，堤身兩側(cè)應(yīng)預(yù)留30～50cm的富余寬度，以便于修坡及保證堤身施工質(zhì)量。回填土相對(duì)密度不低于 0.75。

4)砂礫石墊層施工：由自卸汽車直接運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在挖填平整、密實(shí)的土基上回填砂礫石墊層，采用人工輔助修坡，平板夯振動(dòng)碾壓實(shí)。砂礫石墊層小于0.075mm的顆粒質(zhì)量含量不超過(guò)10%，小于5mm的顆粒質(zhì)量含量不超過(guò)40%，要求級(jí)配連續(xù)。碾壓后砂礫石墊層相對(duì)密度不低于0.75。

6 施工總布置

6.1 施工場(chǎng)內(nèi)、場(chǎng)外交通

場(chǎng)內(nèi)交通：防洪堤順?biāo)鞣较蜃髠?cè)旁2m均有平行簡(jiǎn)易戈壁碎石路，防洪段橫向有4處戈壁碎石路通往和布柏油公路，長(zhǎng)150～300m不等。除堤身填筑料，其他天然建筑料及區(qū)內(nèi)、區(qū)外物資施工場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸時(shí)，無(wú)需增設(shè)臨時(shí)道路，只需對(duì)原有簡(jiǎn)易路進(jìn)行維護(hù)。堤身填筑料需從河床內(nèi)取料，需修筑橫向臨時(shí)施工道路約 500m，路面寬6m，每標(biāo)段均有 1條，共 4條。施工場(chǎng)內(nèi)交通較便利。

6.2 施工總布置方案

6.2.1 布置原則

（1）工程施工期較短，施工臨時(shí)生產(chǎn)、生活以簡(jiǎn)易房屋為主，盡量減少臨時(shí)設(shè)施。

（2）因洛浦縣防洪管理站設(shè)在 16+500處，距工程區(qū)較近，無(wú)需增設(shè)管理站房，施工管理房

屋可租用周邊民房或搭建臨時(shí)帳蓬。

（3）場(chǎng)內(nèi)施工道路與永久管理道路相結(jié)合。

（4）施工總體布置符合國(guó)家頒布的衛(wèi)生、防火、環(huán)境保護(hù)條例。

（5）施工總布置應(yīng)按照有利于施工，方便生活、易于管理、節(jié)約用地、安全可靠和因地制宜的原則，結(jié)合本工程選擇施工分區(qū)布置方案。

6.2.2 分區(qū)布置

工程區(qū)位于玉龍喀什河12+000～15+000河段。施工區(qū)主要包括施工工廠、生活設(shè)施、庫(kù)房、交通運(yùn)輸?shù)取８鶕?jù)工程管理章節(jié)標(biāo)段劃分內(nèi)容，其劃分為4個(gè)標(biāo)段，每個(gè)標(biāo)段區(qū)長(zhǎng)均等750m，施工區(qū)設(shè)置 4處，按照因地制宜、方便施工、便于管理的原則，將施工區(qū)就近布置在各標(biāo)段堤線中部，具體為12+375、13+125、13+875、14+625處。

7 施工總進(jìn)度

工程總工期安排為 7個(gè)月(2個(gè)年度)，主體工程施工期為建設(shè)年 10月 1日開(kāi)工，11月 30日停工，次年3月1日開(kāi)工，5月31日竣工，詳述如下：

7.1 施工準(zhǔn)備期

建設(shè)年9月1日至9月30日為施工準(zhǔn)備期，建設(shè)單位完成招投標(biāo)等前期工作，施工單位完成建設(shè)指揮機(jī)構(gòu)和施工臨時(shí)住房的建立、場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)施工道路的修建，部分備料工作，作好三通一平。

7.2 主體工程施工期

建設(shè)年10月1日至11月30日、次年的3月1日至5月31日完成防洪堤工程的施工。施工時(shí)段為5個(gè)月，由于施工期短，施工強(qiáng)度大，必須集中人力、物力和機(jī)構(gòu)設(shè)備，保證施工計(jì)劃的完成，開(kāi)始進(jìn)行土方開(kāi)挖及部分堤身填筑時(shí)，將施工排水渠按照設(shè)計(jì)開(kāi)挖線一并開(kāi)挖，同時(shí)筑導(dǎo)流圍堰，保證施工時(shí)，不受河道行水影響。

7.3 掃尾期

次年6月1日至6月30日為施工掃尾期，進(jìn)行施工場(chǎng)地平整，竣工清理及驗(yàn)收工作。建設(shè)年12月底進(jìn)行試運(yùn)行。工程運(yùn)行1年，維修加固后，正式交付使用。

8 結(jié)語(yǔ)

施工組織設(shè)計(jì)是水利工程設(shè)計(jì)文件的重要組成部分，是編制工程投資估算、總概算和招標(biāo)文件的重要依據(jù)；做好施工組織設(shè)計(jì)、既可為建設(shè)管理單位提供決策依據(jù)，又可為承包商提供有效指導(dǎo)。本文通過(guò)對(duì)新疆洛浦縣布雅和杭桂鄉(xiāng)段防洪工程的施工組織設(shè)計(jì)，有力的保證了該工程的正常施工，效果顯著。