路基高边坡开挖及安全防护专项施工方案0816Word格式文档下载.docx
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灰色、稍湿、松散-稍密,由碎石、角砾及黏性土组成,夹少量植物根茎。
厚层0.5-2.5m,属普通土,开挖等级Ⅱ级。
(3)全风化晶屑熔结凝灰岩:
黄褐色、稍湿、砂土状,仅局部见原岩结构特征。
层厚0.5-4m,属普通土,开挖等级Ⅱ级。
(4)强风化晶屑熔结凝灰岩:
灰褐色、岩质较软弱、岩体破碎,呈碎石-碎块状,节理裂隙很发育,隙面粗糙、张开、泥质充填,岩体呈碎石状松散结构。
层厚1.5-3m,属软石,开挖等级Ⅳ级。
(5)中风化晶屑熔结凝灰岩:
灰褐色、岩质坚硬,节理裂隙发育一般,隙面平直,轴心夹角10-15°
,1-4条/m;
25°
1-2条/m,隙面微张-闭合,见少量铁锰质渲梁,局部方解石细脉充填,岩体较完整,呈块碎状镶嵌结构-块状结构。
属坚石,开挖等级Ⅵ级。
山坡地形较缓,不利于疏排地表水,须加强排水措施。
2、工程水文
本工程区域属亚热带海洋型季风气候,温暖湿润,雨量充沛,四季分明。
全年无严寒酷热,年平均气温17.8℃左右。
温差小,年温差在20℃左右,最高气温多出现在7-9月份,最高为温度39.3℃,1月份温度最低,极端最低温度-4.5℃。
7-9月份为台风活动期,多大风天气,最大风速60米/秒。
最高潮位6.08米,最低潮位-1.68米。
潮差涨潮时最高6.77米,平均4.12米,落潮时最高6.79米、平均4.50米。
降水主要集中在每年的5-6月,多年平均降雨量1700.2mm,最大连续降雨天数为23天,降雨量达354.8mm;
枯水期为11月至次年1月,最大连续无雨天数为48天。
蒸发强烈期为7-9月份,多年平均蒸发量为1310.5mm。
年蒸发量800-1200mm,相对湿度85%。
2.3施工平面布置
根据本标段高边坡的特点及总工期的要求,本着合理安排现场设施,少占耕地,做好环境保护,防止水土流失的原则,设置高边坡施工场地。
根据我现场踏勘结合本项目的实际情况,我们制定如下平面布置方案:
1、施工道路
根据施工现场实际地形情况,由于边坡过于陡峭,需要设置两条施工便道。
便道一:
采取路基背坡外侧乡村公路连接的林间小路作为施工便道,则需要租赁当地老百姓的林地,便于清表及路堑开挖。
便道二:
采取纵向拉坡及绕山体回旋等方式进行设置,便道坡度控制为4%,宽度6米,保证施工机械的错车需要,便道外侧设临时水沟。
便道应保证通畅、平坦、整洁,不乱堆乱放,无散落物。
2、架设施工临时用电线路
在山边设置一台400KW变压器用于高边坡施工,按规定架设临时用电线路,具体架设要求详见《施工现场临时用电安全技术规范》中有关施工用电的章节。
3、临时生活、生产用房的搭设
需要搭建临时生活、生产用房,具体布置详见施工现场总平面布置图。
搭设要求除满足生产生活的要求外,还应符合文明施工的要求,具体搭设要求详见《浙江省高速公路标准化管理实施细则》中的有关要求。
施工平面图附后
2.4施工准备情况
技术准备:
路基土石方工程设计文件及图纸已审核完成;
《总体实施性施工组织设计》、《项目总体开工报告》已编制完成,并通过公司评审,已得到监理、业主的批复。
《爆破设计方案》已经委托温州浙南地质工程有限公司进行设计,《爆破安全评估报告》已经由浙江秦核环境建设有限公司进行评估。
人员准备:
施工专业人员(包括机械操作手、特殊设备操作工)已进场,并已培训合格。
物质机械准备:
材料已进场,并完成了进场检验;
各类施工机械已进场,手续完善、证件齐全,相关特种设备已报质量技术监督局备案。
高边坡场地临建基本建设完成,施工准备充分,已具备施工条件。
高边坡施工地段一览表:
高边坡一览表
段落
开挖长度(m)
边坡最大高度(m)
边坡类型
开挖坡率
K13+120-K13+300段
180
129.4
土石混合
1:
0.75~1:
1.25
K13+300-K13+410段
110
41.3
0.5~1:
0.75
3施工工艺
3.1主要施工技术方案
根据二阶段设计图计算,K13+120-K13+300段工程量如下:
松土1250.6m3;
普通土100420.9m3;
软石58191.51m3;
坚石203456.53m3,合计363319.54m3。
土石占比分别为1:
2.57。
(27.98:
72.02)
K13+300-K13+410段工程量如下:
普通土8106.99m3;
软石3476.38m3;
坚石8730.16m3,合计20313.53m3。
1.50。
(39.90:
60.1)
在施工普通土时主要是采用挖掘机挖掘,大型自卸汽车配合运输进行施工。
土方开挖应自上而下进行,不得乱挖超挖,严禁掏底开挖;
对于软石和强风化岩石,可采用机械直接开挖,人工配合的方法进行施工;
对于中风化和弱风化岩体,则采用光面爆破工艺进行开挖。
施工时要保证路堑坡面平顺,无明显的局部高低差,无凸悬危石、浮石、碴堆、杂物;
开挖平台台面设有向路基侧沟排水的坡度;
需设防护的边坡,要按设计要求及时支护,避免长期暴露,造成坡面坍塌。
3.2技术参数
1、K13+120~K13+300段高边坡:
边坡最大高度是129.4m,分十三级开挖,碎落台宽度为8~10m(K13+241.8处为10m),第一级1:
0.75,高10m,爬藤绿化防护;
第二级1:
第三级1:
1,高10m,爬藤绿化防护;
第四级1:
第五级~第十二级1:
1.25,高10m,爬藤绿化防护;
第十三级1:
1.25,高9.4m,爬藤绿化防护。
第一级~第三级采用光面爆破,第四级~第十三级可根据地质情况采用机械开挖等方式施工。
边坡设平台,宽4m。
2、K13+300~K13+410段高边坡:
边坡最大高度是41.3m,分四级开挖,第一级1:
0.5,高10m,爬藤绿化防护;
第二级1:
0.5,高10m,系统锚杆+爬藤绿化防护;
第三级1:
0.75,高10m,锚杆框格+厚层基材防护;
第四级1:
0.75,高11.3m,锚杆框格+厚层基材防护。
第一级~第二级采用光面爆破,第三级~第四级可根据地质情况采用机械开挖等方式施工。
边坡设平台,宽2m。
3.3工艺流程
1、K13+120~K13+300段高边坡工艺流程框图
自上往下逐层开挖
2、K13+300~K13+410段高边坡工艺流程框图
3、K13+300~K13+410段高边坡三~四级边坡锚杆框格+厚层基材防护工艺流程框图
4、总体施工流程如下图:
3.4施工方法
3.4.1高边坡施工便道
施工便道的设置:
深路堑开挖过程中特别是边坡部分,必须设专职技术人员看守,专职人员预先必须与挖掘机手沟通好,取得统一的手势指挥动作,以免机手在放斗收斗的过程中由于机械的噪音误听指令而乱挖、超挖。
另外,对挖掘机手的要求:
机手必须熟知机械原理,操作熟练,技术过关且经验丰富;
工作认真,细心且有耐心;
工作态度好,责任心强,服从指挥。
由于挖掘机修坡工作较为缓慢,除设专人监督外,还需要设专机专用,并辅以人工修整。
随时注意检查坡率(可用钉好的坡度架吊垂线检查)。
由于边坡的分级数多,若坡度稍为缓些,逐级累计下来,就会导致路基宽度不足,这时从上再开挖,由于坡高大,施工将十分困难,投入的资源亦得不到充分发挥,还会严重影响工程进度。
分级平台必须用全站仪进行精确放样,并控制好开挖标高,及时修正开挖偏差,以保证边坡线形顺畅和最终的路基宽度满足要求。
3.4.2主要施工方法
1、施工总体方案
(1)开挖前,先修好坡顶排水沟。
(2)严格测定和掌控边坡的开挖(定位和坡率),台阶法逐级开挖。
(3)每开挖至一级台阶后,及时复测,及时修整,及时施工锚杆框格梁防护。
(4)边坡在开挖中和防护过程中,随时以塑料布覆盖,防雨水冲刷。
(5)提前、充分做好机具和器材的准备。
(6)一旦开始防护施工,必须组织足够的劳力,整个一级的坡面全面施作,供料和运料紧紧跟上(从山下往山上搬运,需要大量人工)。
(7)锚杆施工,可在刷边坡及挖框格梁槽的同时,先进行打眼,眼孔深度可留有适当调整锚杆的余地;
(8)锚孔每打完一眼,随即插入锚杆,待确认边坡无误之后,进行注浆。
2、边坡开挖方法及工艺
(1)根据地形的施工(开挖)方法
a、平缓地形施工
本标段一般挖方地段沿线纵向相对地形平缓,且多为半挖半填路段,可采用挖掘机配自卸汽车从高至低往下开挖。
根据本段标边坡的设计,每段挖深按设计高程控制。
沿路线方向开便道,便道纵坡应保证自卸汽车空车在正常情况下能顺利爬坡,同时因地制宜考虑错车处。
b、陡峭地形施工
K13+120~K13+300、K13+300~K13+410两段路堑施工:
根据现场踏勘本标段左侧开挖地段沿线方向相对地形陡峭,且均为高切坡形式,K13+120~K13+300边坡高度为129.4m。
于2016年在高边坡正前方建了泥浆固化中心,距离爆破点仅20m,由浙江疏浚工程有限公司承建的,该固化厂为瓯海区两个泥浆固化中心之一,为瓯海区的重点工程,该项目于2016年开始施工,预计工期四年。
由于泥浆固化中心距离爆破点过近,则无法直接利用挖机抛甩碴料至边坡底,再在坡底用出碴车将碴料运走。
我部考虑在边坡中段位置纵向开出4道沟槽,每道沟槽则满足2部挖机工作需求,具有挡墙作用,并阻挡高处落石对固化中心的冲击。
挖机正常工作从桩号K13+160倒运到K13+300附件,从坡顶需要翻运4道渣料至边坡底,才会杜绝对边坡底固化工厂造成威胁。
在固化工厂外侧填筑土石方至路基顶高程,填筑长度为300米,在上方设置9米高的工字钢、竹条板并沿线防护,可以有效地防止边坡高处坠石对固化工厂的伤害。
恳请甲方考虑增加过程中的防护措施,以此保证施工过程中的安全系数。
如下图所示。
(2)根据土质情况的施工(开挖)方法
a、土方边坡开挖
高边坡工程开挖采用机械配合人工开挖,要求严格按照从上至下的开挖顺序逐级开挖,待上级边坡锚固工程全部实施并产生加固作用后方可进行下级边坡的开挖,逐级开挖逐级加固,直至全部防护工程结束。
在开挖过程中,根据边桩位置,预留0.2~0.3m的保护层,以利于人工修坡,施工时逐层控制,每10m长边坡范围插杆进行人工修刷。
开挖中发现土层性质有变化时,及时报监理工程师,合理修改方案。
b、石方边坡开挖
石方边坡开挖的基本顺序与土方边坡开挖顺序一样。
1)爆破作业在施工前,进行爆破试验,通过试验进一步修正爆破参数,爆破时严格控制装药量。
2)K13+120~K13+300、K13+300~K13+410两段路堑施工:
根据现场踏勘本标段左侧开挖地段沿线方向相对地形陡峭,且为高切坡形式,K13+120~K13+300边坡高度为129.4m,K13+300~K13+410边坡高度为41.3m。
2016年在高边坡正前方建了泥浆固化中心,距离爆破点仅20m,由浙江疏浚工程有限公司承建的,该固化厂为瓯海区两个泥浆固化中心之一,为瓯海区的重点工程,该项目于2016年开始施工,预计工期四年。
由于泥浆固化中心距离爆破点过近,路堑又属于大方量石方开挖地段,严禁放大炮开挖。
靠近边坡处,平行于边坡打预裂孔,先起爆预裂孔,再依次从临空面向边坡方向爆破。
在固化工厂外侧填筑土石方至路基顶高程,填筑长度为300米,在上方设置9米高的工字钢、竹条板并沿线防护,可以有效地预防爆破后石渣对固化工厂的伤害。
靠近基床部位,预留30cm光爆层,施工时分段顺线路方向平行于路基面钻孔,实行光面爆破。
爆破后,使基床、边坡和堑顶山体稳定,不受扰动,爆出的坡面平顺。
3)石方开挖后的边坡,做到顺直、圆滑,大面平整。
边坡上无松石、危石。
石质路堑边坡因超挖而影响上部边坡岩体稳定时,用浆砌片石补砌。
4)挖方边坡从开挖面往下分级清刷边坡。
下挖2~3m时,对新开挖边坡进行刷新。
软质岩石边坡用人工或机械清刷;
坚石、次坚石边坡,用人工配合机械切割方法,同时清除危石、松石。
清刷后的石质路堑边坡不陡于设计规定值。
5)石方浅孔爆破方法
①爆破设计
炮孔超钻深度:
炮孔超钻深度h根据岩层石质情况和试爆参数确定:
h=μWe(μ一般取0.1~0.33,We为底板抵抗线m,按规范选取);
装药深度:
装药深度按不大于炮孔深度的2/3确定;
堵塞系数:
堵塞系数(β堵塞长度与底板抵抗线的比值),按设计规范或根据试爆选取。
当炮孔与台阶坡面大致平行时,取β=0.75;
当炮孔垂直时,台阶壁面角α为70°
~60°
时,取β=0.75~1.20,α较大时,β取较小值。
炮孔间距:
同排炮孔的间距a,在a=(1.0~1.5)We间选取;
岩石较坚硬完整时,取较低值,反之取较高值。
多排炮孔布置时,采取梅花形布置。
各排炮孔间距、深度及单孔装药量均相同时,排间距b取(0.8~0.9)a或取0.9~1.0。
装药量:
单个炮孔装药量Q(kg),分别按下式计算:
前排炮孔Q=whap;
后各排炮孔Q=(1.15~1.3)web,式中:
We-浅孔台阶爆破底板抵抗线m;
a-炮孔间距m;
b-炮孔排距m;
H-台阶高度m;
q-正常松动药包的单位用药量,kg/m3(可参照规范选取);
②钻爆方法
爆破开挖采取纵向台阶从小里程至大里程方向开挖。
爆破开挖前,按爆破作业规程及设计规范要求,开挖操作工作台阶。
台阶的高度和宽度均应满足需要。
凿岩机钻孔时,台阶高度按2~4m确定;
人工钻孔时台阶高度按1~2m确定。
设计炮孔方向大致与台阶壁面平行或取垂直孔,并尽量以较大角度与岩层面或节理相交。
在路堑石质边坡中,如果不同岩层的分界面(潜在滑动面)缓于设计边坡的坡面线(如下图所示情况),此段边坡必须分段跳槽由上至下开挖,先开挖部分边坡加固施工完成后才能进行其它段的开挖施工,防止全部开挖后出现整体滑坡现象。
根据地质勘察报告显示,K13+300~K13+410段高边坡有此类似情形,所以在施工过程中应特别注意。
岩层分界面缓于设计情形
3、锚杆框格梁施工方法及工艺
(1)搭设施工脚手架及操作平台
a、脚手架搭设
脚手架钢管采用φ48x3.5钢管,钢管横向、纵向及竖直方向间距均为1.5m。
坡角第一根立杆顶入排水沟沟底,沿坡面的每根立杆及水平杆,都将其打入山坡土层或岩层内固定;
顺坡面斜杆搭设三层,在架体下部作为斜撑,斜撑撑在水平地面上。
锚杆在施工作业层铺设脚手板,以便于放置锚杆施工机械及施工。
脚手架搭设形式见下图。
脚手架搭设形式
b、搭设要求
1)在脚手架搭设前,必须先放出锚杆和框格梁的位置,以设与脚手架发生冲突。
2)脚手架严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》((JGJ130-2011)的要求进行搭设。
3)脚手架所用钢管质量要好,无破损和变形现象,上下对齐。
4)此工程属于高边坡工程,搭设施工平台采用竹跳板搭设,故搭过程中注施工安全、扣件间的螺丝松紧程度、跳板两端应牢牢固定在脚手架上,禁止搭“瞎子跳、悬挑跳”。
5)根据现场地形情况看地基均属于硬质页岩,采用人工对基底松动部分进行彻底清理并在地基上凿开凹凼,确保施工脚手架基础坚固。
6)脚手架及平台搭设要稳固,具有抗冲击、振动能力。
(2)人工凿打清除坡面松散岩石
a、进场后采用人工,从上往下清除坡面杂物和松动岩石,凿掉小块松动、悬浮岩石,达到施工面平整。
b、对大块岩石采用人工配合机械切割方法,化整为零,逐步消除。
c、清除危岩时在平台四周挂好安全网,每层平台铺满跳板,防止岩石滚出施工场地,损坏机械设计及造成人员伤亡事故。
(3)锚杆框架施工
a、锚杆施工工艺流程
确定孔位→钻机就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚杆→注浆
b、锚杆施工方法
1)锚杆孔测量放线
按设计立面图要求,在锚杆施工范围内,起止点用仪器设置固定桩,中间视条件加密,并应保证在施工阶段不得损坏。
其它孔位以固定桩为准钢尺丈量,全段统一放样,孔位误差不得超过±
50mm。
测定的孔位点,埋设半永久性标志,严禁边施工边放样。
竖梁的具体长度可根据实际边坡高度确定,但锚杆的位置须按等分坡面的长度进行放样,其间距可适当调整。
如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
2)钻孔设备
钻孔机具的选择,根据锚固地层的类别、锚杆孔径、锚杆深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。
岩层中采用MG-50锚杆钻机钻孔成孔;
在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
3)钻机就位
利用φ48mm脚手架杆搭设平台,平台用锚杆与坡面固定,钻机用三脚支架提升到平台上。
锚杆孔钻进施工,搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,根据坡面测放孔位,准确安装固定钻机,并严格认真进行机位调整,确保锚杆孔开钻就位纵横误差不得超过±
50mm,高程误差不得超过±
100mm,钻孔倾角和方向符合设计要求,倾角允许误差位±
1.0°
,方位允许误差±
2.0°
。
锚杆与水平面的交角z不大于45°
,设计为10°
~20°
之间。
钻机安装要求水平、稳固,施钻过程中应随时检查。
4)钻进方式
钻孔要求干钻,禁止采用水钻,以确保锚杆施工不至于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。
钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制,防止钻孔扭曲和变径,造成下锚困难或其它意外事故。
5)钻进过程
钻进过程中对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。
如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时,须立即停钻,及时进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.1~0.2MPa),待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进。
6)孔径孔深
钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值,孔口偏差≤±
50mm,孔深允许偏差为+200mm。
为确保锚杆孔直径,要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。
为确保锚杆孔深度,要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。
7)锚杆孔清理
钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻1~2分钟,防止孔底尖灭、达不到设计孔径。
钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,使用高压空气(风压0.2~0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。
除相对坚硬完整之岩体锚固外,不得采用高压水冲洗。
若遇锚孔中有承压水流出,待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆,必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
如果设计要求处理锚孔内部积聚水体,一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。
8)锚杆孔检验
锚杆孔钻孔结束后,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。
孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚杆孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。
同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻造检验合格。
9)锚杆体制作及安装
锚杆杆体采用Φ25螺纹和Φ25精轧螺纹钢筋,沿锚杆轴线方向每隔2.0m设置一组钢筋定位支架,保证锚杆的保护层厚度达到设计要求。
锚筋尾端防腐采用刷漆、涂油等防腐措施处理。
锚杆端头应与框架梁钢筋焊接,如与框架钢筋、箍筋相干扰,可局部调整钢筋、箍筋地间距,竖、横主筋交叉点必须绑扎牢固。
安装前,要确保每根钢筋顺直,除锈、除油污,安装锚杆体前再次认真核对锚孔编号,确认无误后再用高压风吹孔,人工缓慢将锚杆体放入孔内,用钢尺量测孔外露出的锚杆长度,计算孔内锚杆长度(误差控制在±
50mm范围内),确保锚固长度。
制作完整的锚杆经监理工程师检验确认后,应及时存放在通风、干燥之处,严禁日晒雨淋。
锚杆在运输过程中,应防止钢筋弯折、定位器的松动。
10)锚固注浆
常压注浆作业从孔底开始,实际注浆量一般要大于理论的注浆量,或以孔口不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。
如一次注不满或注浆后产生沉降,要补充注浆,直至注满为止。
注浆压力为0.2~0.4MPa,注浆量不得少于计算量,压力注浆时充盈系数为1.1~1.3。
注浆材料宜选用水灰比0.45~0.5、灰砂比为1:
1的M30水泥砂浆。
注浆压力、注浆数量和注浆时间根据锚
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- 路基 高边坡 开挖 安全 防护 专项 施工 方案 0816