新疆洛浦縣布雅和杭桂鄉(xiāng)防洪工程施工組織設計

柯春光

(新疆水利水電科學研究院 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防洪工程，也是洛浦縣承擔的重點防洪點之一。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，對兩岸防洪堤淘刷嚴重，本工程重點對玉龍喀什河右岸(12+000～15+000)段進行防護。工程任務為：(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11.64萬人口生命財產及34萬畝農田灌溉面積免遭重大損失；(2)確保西干渠安全運行。該工程一旦失事將直接沖毀洛浦縣西干渠，使全縣 34萬畝農作物無法灌溉，使灌區(qū)人民無法正常生產生活。

通過本次防洪工程建設，使得原有臨時性防洪工程標準由2～3年一遇提高到20年一遇洪水標準，對應的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)對外交通方便，防洪堤段有順河流方向簡易戈壁碎石路，可滿足各種施工機械的調遷，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買，運距20km，鋼材、木材、等材料、機電設備、施工機具、配件器材及區(qū)外材料等物資主要靠和田市供應。

防洪堤填方土料來源于防洪堤迎水面?zhèn)葘掗煹母瓯诨臑?，巖性為戈壁碎石層和粗粒土為主，儲量豐富，土料的質量技術指標滿足規(guī)范要求，且開采運輸條件較好，開采后易恢復，符合環(huán)保要求，可滿足工程所需。全堤段平均運距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，平均運距10km。

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

卵石料場位于洛浦縣與和田市交界的玉河大橋上游 3～10km范圍內的玉河河床及河漫灘內，卵石儲量及質量滿足需要，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，用水十分方便。本工程外部輸電線路沒有專門架設，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)內在此沉積了巨厚的第四紀松散沉積物，防洪壩在河漫灘和Ⅰ級階地坎邊上通過，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 料場選擇及開采

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側坡腳100m外河床內就近取土，通過場內臨時施工道路進行運輸。筑堤土料基本以戈壁碎石層和粗粒土為主，為級配不良礫，土料礫粒徑小于0.075mm的土粒含量百分比為0.5～1.0%，小于總質量的10%，為非凍脹性土，可不考慮筑堤土料的凍脹性對本工程的影響。因土料的性質差別較大，其填筑壓實指標為相對密度不低于0.75。

3.2 混凝土骨料

混凝土骨料從洛浦縣砂石料場購買，料場位于洛浦縣城東南方向 3km處，該處已開設有幾家砂石料場(道班砂石料場)，日產量在500m3以上。該處料場為大面積的戈壁荒灘，儲量豐富，質量和儲量均滿足工程要求。

3.3 砂礫石墊層料

砂礫石墊層料選在洛浦縣開發(fā)區(qū)附近，開發(fā)區(qū)兩側是大面積的戈壁荒灘，為沖洪積所形成的卵礫石層，表層基本無植被生長，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，細粒組(<0.075mm)含量＜2%，作為防洪堤墊層材料較為理想，質量儲量滿足要求，平均運距10km。

3.4 卵石料

卵石料場位于玉河河床，在玉龍喀什河大橋上游3～10km河漫灘內，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%計算，料場面積 12×104m2，則卵石儲量約 1.8×104m3，卵石儲量及質量滿足需要，距工程區(qū)平均5km。通過河床臨時砂礫石路從河床運出、運進卵石料，中間有柏油路直達工程區(qū)，交通便利。

4 施工導流及排水

4.1 施工導流

（1）導流工程級別及設防標準

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)規(guī)定，本工程主要建筑物級別為 3級，臨時工程為施工導流圍堰，其工程級別為5級。相對應洪水標準為5～10年一遇，雖春汛洪水發(fā)生頻率較低，為提高保證程度，本次設計按照 10年一遇洪水標準設計，設計洪水流量為43.6m3/s。

（2）導流方案

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

（3）導流圍堰設計

導流圍堰設計長度為3200m，就地采用河床質填筑，壓實指標相對密度大于 0.6。根據(jù)導流流量計算施工期水位0.90m，因此設計圍堰填筑高度為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，迎水面采用臨時性干砌卵石護面。斷面尺寸詳見圖1。

本土堤圍堰的抗滑穩(wěn)定計算依據(jù)規(guī)范按瑞典圓弧滑動計算法，并按有效應力法計算，根據(jù)堤防設計規(guī)范附錄 F.0.1-4式進行驗算，根據(jù)計算結果，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級臨時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。因此臨時圍堰整體上穩(wěn)定。

4.2 施工排水

導流堤沿線地下水埋深枯水季節(jié) 5～7.5m，堤基開挖線距地面線約 8m，為保證堤基基礎施工時干燥，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，必要時結合水泵抽進行輔助排水。防洪堤迎水面堤基開挖時，在基礎前挖一條排水渠，同時排水渠所開挖土方堆放于迎水面位置，作為基礎回填土方同時可兼做臨時性導流圍堰，保證小洪水期間不影響工程施工。

圖1 導流圍堰橫斷面圖

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計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達到5400m時，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、建設內容、結構型式的不同，劃分為不同的施工區(qū)標段，包括基礎工程施工、護坡的施工等，各工程的施工分述如下：

基礎、護坡工程施工主要有土方工程、鋪設砂礫石墊層、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工程施工的關鍵環(huán)節(jié)，其施工程序按常規(guī)進行。

其施工順序為：清除淤積土層(清廢)→施工放線控制開挖高程縱坡→挖填土方至設計斷面→夯實基礎→鋪設砂礫石墊層→澆筑混凝土擋土墻→土方回填→鋪設砂礫石墊層→澆筑混凝土護坡→澆筑混凝土封頂板→初步驗收→試運行→最終驗收。

（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)工程部分段位于設計堤身處，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與人工結合拆除漿砌卵石(現(xiàn)澆混凝土)，堆放至防洪堤外坡腳一側。

2)土方開挖：本工程土方工程較大，先進行基礎淤泥的清除，然后嚴格按排水渠、阻滑板及導流堤堤身設計開挖斷面開挖，采用1m3挖掘機施工，人工輔助修坡，不得超挖或欠挖，推土機配合將挖出的土方就地建設導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，以作為基坑回填用料，若有超挖應分層灑水夯實，達到設計的干密度要求。

3)土方回填：主要是基礎阻滑板后土方的填筑和護坡堤身土方的填筑，先利用開挖料填筑堤身，不足部分土方工程從防洪堤內側河床 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，堤身填筑需分層水平進行，每層鋪土厚度約0.3m，采用13t振動碾壓實，碾壓作業(yè)面不小于200m，堤身兩側應預留30～50cm的富余寬度，以便于修坡及保證堤身施工質量?；靥钔料鄬γ芏炔坏陀?0.75。

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

6 施工總布置

6.1 施工場內、場外交通

場內交通：防洪堤順水流方向左側旁2m均有平行簡易戈壁碎石路，防洪段橫向有4處戈壁碎石路通往和布柏油公路，長150～300m不等。除堤身填筑料，其他天然建筑料及區(qū)內、區(qū)外物資施工場內運輸時，無需增設臨時道路，只需對原有簡易路進行維護。堤身填筑料需從河床內取料，需修筑橫向臨時施工道路約 500m，路面寬6m，每標段均有 1條，共 4條。施工場內交通較便利。

6.2 施工總布置方案

6.2.1 布置原則

（1）工程施工期較短，施工臨時生產、生活以簡易房屋為主，盡量減少臨時設施。

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

屋可租用周邊民房或搭建臨時帳蓬。

（3）場內施工道路與永久管理道路相結合。

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

（5）施工總布置應按照有利于施工，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、生活設施、庫房、交通運輸?shù)?。根?jù)工程管理章節(jié)標段劃分內容，其劃分為4個標段，每個標段區(qū)長均等750m，施工區(qū)設置 4處，按照因地制宜、方便施工、便于管理的原則，將施工區(qū)就近布置在各標段堤線中部，具體為12+375、13+125、13+875、14+625處。

7 施工總進度

工程總工期安排為 7個月(2個年度)，主體工程施工期為建設年 10月 1日開工，11月 30日停工，次年3月1日開工，5月31日竣工，詳述如下：

7.1 施工準備期

建設年9月1日至9月30日為施工準備期，建設單位完成招投標等前期工作，施工單位完成建設指揮機構和施工臨時住房的建立、場內臨時施工道路的修建，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。施工時段為5個月，由于施工期短，施工強度大，必須集中人力、物力和機構設備，保證施工計劃的完成，開始進行土方開挖及部分堤身填筑時，將施工排水渠按照設計開挖線一并開挖，同時筑導流圍堰，保證施工時，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，進行施工場地平整，竣工清理及驗收工作。建設年12月底進行試運行。工程運行1年，維修加固后，正式交付使用。

8 結語

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