橋梁工程施工導(dǎo)流方案設(shè)計論文
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1施工導(dǎo)流
1．1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流流量
由于本工程施工工期較短，圍堰高度較低，淹沒基坑對總工期影響較小，經(jīng)濟(jì)損失較少，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(SL303－2004)，將本工程施工導(dǎo)流建筑物的級別確定為5級。當(dāng)導(dǎo)流建筑物采用土石結(jié)構(gòu)時，其洪水重現(xiàn)期為5～10年，當(dāng)導(dǎo)流建筑物采用混凝土或漿砌石結(jié)構(gòu)時，其洪水重現(xiàn)期為3～5年。根據(jù)本工程特點及施工進(jìn)度安排，圍堰使用時間為一個枯水期，圍堰高度相對較低，導(dǎo)流時段較短。本工程施工圍堰選用土石結(jié)構(gòu)，相應(yīng)導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇重現(xiàn)期洪水。本流域位于歐亞大陸東部中緯度地帶，大陸性氣候明顯。工程所在區(qū)域多年平均降水量為566．1mm，降水量年際變化大，年內(nèi)分配不均，主要集中在6～9月，占全年降水量的79．9%，最大年降水量為941．5mm(1977年)，最小年降水量為299．9mm(1989年)。結(jié)合水文資料分析，確定導(dǎo)流時段為10月～次年5月。本工程施工導(dǎo)流涉及的河道有2條，分別為永定新河和新引河。根據(jù)河道水文資料和河道主要功能的不同，具體分析確定河道的導(dǎo)流流量。永定新河是天津市一級重要行洪河道，是人工開挖河道，沿河匯入的河流和排水河道都有閘門控制，本流域洪水由暴雨形成，洪水與暴雨發(fā)生的時間相一致，大多在7、8兩個月。按照屈家店閘下泄流量系列，據(jù)此分析計算確定永定新河5年一遇洪水重現(xiàn)期流量為117m3/s，施工洪水位為1．60m。新引河也是人工開挖河道，主要是一條輸調(diào)水河道，每年春季均要承擔(dān)引灤向海河補(bǔ)水的任務(wù)，輸水流量20m3/s，每次補(bǔ)水時間20d左右。分析新引河屈家店(閘下)水文站2008～2010年的逐日水位觀測數(shù)據(jù)，2008年最高水位1．502m，最低水位－0．058m，平均水位0．812m。2009年最高水位1．412m，最低水位－0．278m，平均水位0．702m。2010年最高水位1．762m，最低水位－0．148m，平均水位0．812m。因此，本次新引河施工導(dǎo)流流量采用新引河輸水流量20m3/s。由2008～2010年逐日水位觀測數(shù)據(jù)可知，3年期間河道相應(yīng)的水位值變化較小(最高水位1．412～1．762m，最低水位－0．278～－0．058m，平均水位0．702～0．812m)，由于新引河均在非汛期輸水，最高水位發(fā)生在本工程施工期。因此施工期圍堰擋水水位取1．762m較為安全，相應(yīng)圍堰工程量增加較少，既經(jīng)濟(jì)又安全。
1．2導(dǎo)流方式
樁號3+100處漫水橋所處位置永定新河側(cè)河床寬約194m，新引河側(cè)河床寬約124m，具備分期圍堰施工導(dǎo)流條件，而灘地較窄，寬約8m，無法利用灘地布置導(dǎo)流明渠，若布置導(dǎo)流明渠，則需拆除和恢復(fù)現(xiàn)有河道堤防。
1．3導(dǎo)流建筑物設(shè)計
本工程位于天津市北辰區(qū)境內(nèi)，區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展速度較快，工程建設(shè)項目較多，且老舊建筑的拆除工程相對較多，因此區(qū)域內(nèi)建筑渣土的產(chǎn)量比較大，渣料料源比較豐富，而土料相對比較缺乏。本次導(dǎo)流建筑物的設(shè)計應(yīng)既考慮本工程的具體特點及要求，又能充分利用周邊現(xiàn)有資源條件。本工程施工圍堰采用的是土石混合圍堰型式，圍堰填筑料利用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的建筑渣土。永定新河側(cè)施工圍堰采用土石混合圍堰型式，縱向施工圍堰為一、二期共用。圍堰按枯水期5年一遇重現(xiàn)期洪水、導(dǎo)流流量117m3/s設(shè)計。根據(jù)水力計算，施工圍堰擋水水位為1．6m，堰頂高程為2．2m，圍堰最大堰高5．2m，圍堰頂寬4．0m，邊坡1∶3．0。一期上游圍堰靠近雙街泵站排水出口，為防止泵站排水對圍堰堰體造成沖刷，采用編織袋土及彩條布對該區(qū)域圍堰迎水側(cè)進(jìn)行防護(hù)。新引河側(cè)施工圍堰采用土石混合圍堰型式，縱向施工圍堰為一、二期共用。圍堰按新引河輸水期水位1．762m、導(dǎo)流流量20m3/s設(shè)計。根據(jù)水力計算，施工圍堰擋水水位為1．762m，堰頂高程為2．3m。一期橫向施工圍堰最大堰高為4．8m，圍堰頂寬4．0m，邊坡1∶2．5。二期橫向施工圍堰最大堰高為3．5m，圍堰頂寬均為4．0m，邊坡1∶2．0。縱向施工圍堰最大堰高為3．5m，圍堰頂寬4．0m，邊坡1∶2．0。本工程施工導(dǎo)流采用分期圍堰導(dǎo)流方式，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)要求及特點，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，共分2期圍堰。本工程縱向圍堰位置的選擇首先能保證在一期圍堰束窄河床后，剩余河道過水?dāng)嗝婺軌驖M足導(dǎo)流流量的過流要求，并避免在導(dǎo)流期間對河道造成沖刷。其次，盡量增大一期圍堰圍護(hù)的寬度，以節(jié)省導(dǎo)流工程量，加快工程進(jìn)度。第三，最好不占壓聯(lián)接墩位置，避免在施工聯(lián)接墩時產(chǎn)生深基坑問題。經(jīng)水力計算，確定了本工程縱向圍堰的位置，分期圍堰采用矩形方式布置，縱向圍堰為一期圍堰和二期圍堰共用。
2總結(jié)
施工導(dǎo)流設(shè)計是水利水電工程設(shè)計的重要組成部分，它對工程造價、主體工程施工方案、工程所需工期等方面都有著重要的影響。因此，在工程設(shè)計過程中必須重視施工導(dǎo)流設(shè)計，需通過分析工程區(qū)域的地形、地質(zhì)、水文氣象等自然特性，建筑物的布置及組成、型式、主要尺寸、工程量、對施工導(dǎo)流的要求等工程特點，工期要求、施工交通、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧蠗l件等施工條件，選擇合理的施工導(dǎo)流方案。本工程通過分析確定的施工導(dǎo)流方式經(jīng)濟(jì)合理可行，它為主體工程的順利施工創(chuàng)造了有力條件。
作者：李浩霖 王建明 楊之穎 單位：天津市水利勘測設(shè)計院
