挂网锚喷混凝土防护边坡施工设计方案.docx

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挂网锚喷混凝土防护边坡施工设计方案

拱座防护施工技术及安全方案`

一、施工组织设计编制依据

本治理施工组织设计方案参考以下规程、规范和技术标准。

1、《岩土工程勘察规范》（GB5021-2001）；

2、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；

3、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

4、《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）；

5、《布拖冯家坪溜索改桥工程施工图》；

6、施工现场具体地貌情况；

二、工程概述：

1、项目概况

本标段起止桩号为K0+028.142～K0+413.342，主要工程为金沙江大桥，全长385.2米，主桥桥面采3%的单向纵坡。

全桥跨径组合为3×21.2米（预应力混凝土小箱梁）＋275.6（13×21.2）米（钢筋混凝土拱桥）＋35米（现浇预应力砼箱梁），主孔净跨为260米，起拱标高为711.19米，引桥长为109.6米。

其中路基改建工程长度约0.280公里。

四川岸拱座最大开挖深度达30m，云南岸拱座最大开挖深度达55m。

两岸拱座挂网防护面积约6000m3。

2、工程设计概况：

（1）、锚杆采用φ25HRB400钢筋，锚杆类型水泥砂浆锚杆。

砂浆强度得低于M20，锚杆采用梅花形布置。

矩形布置间距为3m，长L=3m，其余锚杆长L=1m，开挖边坡最上面一排锚杆必须为加长锚杆，L=3m。

（2）、钢筋网采用φ25HPB400钢筋制成，在钢筋网铺垫完成后，应立即喷射砼，以防钢筋生锈而与砼粘接不牢，钢筋网与岩面间距不小于3cm且与锚杆露头连接牢固。

（3）、锚杆挂网喷射为C20细石混凝土。

（4）、喷射分两次进行，第一次先喷7.5cm厚，待混凝土具有一定强度后进行挂网，电焊挂接钢筋，第二次喷至设计厚度（15cm），然后将表面抹平。

四川岸挂网防护示意图

云南岸挂网防护示意图

三、工程施工目标及原则

1、工程工期目标：

工期目标为4个月，即2015年3月1日至2016年6月30日。

2、工程质量目标：

我公司实施“三标一体”管理体系，获得了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系和GB/T28001职业健康安全管理体系三重认证。

我公司将认真贯彻“百年大计，质量第一”的方针，在项目部建立ISO9001-2014质量管理体系并保证有效运行。

坚持预防为主，执行“管生产必须管质量，谁施工谁负责质量，谁操作谁保证质量的原则”，对质量进行管理。

工程交工验收的质量评定：

合格。

竣工验收的质量评定：

优良。

3、工程施工安全生产目标：

坚持“安全第一，预防为主”方针，在项目上做到“实现伤亡事故及重伤事故为0指标，无机械设备、火灾、重大器材设备被盗等大事故，争创“安全文明示范工地”。

四、施工中组织机构

1、机构组织

2、人员组织

序号

职务

工作范围

人数

1

经理

负责全面工作

1

2

技术负责

主管施工技术管理

1

3

施工员

负责日常现场施工管理

2

4

安全员

负责日常安全工作

1

5

质量资料

负责施工质量和资料整理

1

6

钻工

钻机架设锚孔钻进

12

7

架子工

支架搭设

5

8

灌浆班

喷锚砼拌制

4

9

砼锚喷

喷锚

4

合计

31

3、施工机械设备配备

项次

机械设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

拌和站

JS750

座

1

2

发电机

120KW

台

1

3

发电机

36KW

台

1

4

快速卷扬机

JK0.3

0.5t

1

5

交流电焊机

BX-500

台

5

6

卷扬机

0、5m³

台

1

提砼用

7

钢筋调直机

GW50

台

1

8

数控钢筋弯曲机

LHB－2

台

1

9

钢筋切断机

LHS－100

台

1

10

轻便风动小型钻机

XZ30

台

3

直径＜13cm

11

空压机

YW-9/7

台

1

12

砼喷射机

PZ-6

台

1

注浆用

13

压浆机

UBJ—100B

台

1

14

砂轮切割机

400型

台

2

15

试验检测仪器

套

1

16

全站仪

拓普康

台

1

17

水准仪

DDSZ-1

台

1

五、施工材料

1、锚杆：

锚杆采用HRB400钢筋Φ25，锚杆类型水泥砂浆锚杆，采用矩形布置。

2、挂网钢筋：

挂网钢筋采用HPB300的Φ8圆钢，符合《钢筋砼用热轧光圆钢筋》（GB13013-91）。

3、砼：

喷射砼采用C20混凝土。

4、砂浆：

锚杆注浆采用1:

1水泥砂浆，水灰比0.4，砂浆强度不低于20Mpa。

六、挂网喷射砼施工方法

1、搭设脚手架平台

为满足护坡的施工需要，搭设宽度2.0m作业平台以满足施工需要，作业平台施工荷载考虑2.5KN/m2，施工机械竖向集中荷载考虑15KN，本工程脚手架采用φ48*3.5双排扣件式钢管脚手架，搭设高度2~14m，整个脚手架随坡形状变化而变化，沿山体边坡搭成。

脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察，确定安全后再搭设脚手架，钢管支架立柱应置于坚硬的岩石上，不得至于浮渣上，立柱间距1.5m，因坡形架子宽度在1.5~2.0m，横杆高度1.8m，以满足施工操作，搭设管扣要牢固和稳定，钢架与壁面必须楔紧，相邻钢架之间应连接牢靠，以确保施工安全。

2、坡面土石方清理

清除挂网区域顶部浮土、浮石。

3、锚杆防护

（1）、锚杆孔测量放线

边坡开挖完成后，按设计立面图要求，将锚杆孔位置准确测量放线在坡面上，孔位误差不得超过±50mm。

竖肋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，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。

岩层中采用直径φ110mm潜孔冲击成孔；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，确保锚索、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20°，一般在15°～20°之间。

（4）、钻进方式

钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆施工不致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。

为确保锚杆孔直径及深度，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径，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

锚杆孔钻造结束后，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螺纹钢筋，锚杆矩底部50cm处设置一个对定位支架，以保证锚杆有足够地保护层。

锚杆底部双面焊接2Φ25导向钢筋。

锚杆安装前，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，人工缓缓将锚杆体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢杆长度，计算孔内锚杆长度（误差控制在±50mm范围内），确保锚固长度。

（10）、锚固注浆

注浆采用二次高压劈裂注浆。

一次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，或以锚具排气孔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。

注浆压力不低于2.5MPa。

注浆材料宜选用水灰比0.4、灰砂比为1：

1的 20号水泥砂浆。

二次注浆在一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0Mpa分段依次由下至上进行，注浆压力、注浆数量和注浆时间根据锚固体的体积及锚固地层情况确定。

注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。

锚杆防护工艺流程

4、挂网及喷射砼

（1）钢筋网铺设方法：

a.钢筋网在第一次喷射砼7.5cm以后铺挂；

b.钢筋网随初喷面的起伏铺设，与锚杆（锚杆安装3d后）或其它固定装置连接牢固；

c.开喷时减小喷头至受喷面距离，并调整喷射角度；

d.喷射中如有脱落的石块或砼块被钢筋网卡住时，及时清除后再喷射砼。

（2）喷射砼施工

先喷射第一次7.5cm厚砼封闭岩面，再挂钢筋网，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。

a、喷射砼配合比设计原则

根据砼强度和其它物理力学性能及喷射工艺的要求设计喷射砼配合比。

设计步骤：

确定骨料的最大粒径和砂率→确定水泥用量→确定水灰比及用水量→确定砂、石用量→试喷→调整、确定施工配合比

b.砼喷射工艺流程

喷射砼施工工艺框图

c.喷射砼施工方法

①喷射前先对受喷岩面进行处理，一般岩面先用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑，岩面遇水容易潮解、泥化时，用高压风吹净岩面。

喷射砼前先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射砼；

②埋设钢筋头作为控制喷射砼厚度的标志；

③检查机具设备和风、水、电等管线路，将湿喷机就位并试运转；

a.检查空压机，压风进入喷射机前先进行油水分离；

b.输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并有良好的耐磨性能；

c.保证作业区内具有良好通风和照明条件；

d.喷射作业的环境温度不低于5℃。

④遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面时，喷射前先进行处理；

a.大股涌水时待注浆堵水后再喷射砼；

b.小股水或裂隙渗漏水采用岩面注浆或导管引排后再喷射砼；

c.大面积潮湿的岩面采用粘结性强的砼，如添加外加剂、掺合料等改善砼的性能。

⑤砼严格按施工配合比配料，速凝剂在喷射机喂料时加入。

喷射砼时，由多台罐车交替运料，以满足湿喷射砼的连续供应；

⑥喷射作业

喷射操作程序：

打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加砼；

a.喷射砼采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序自下而上，分段长度≯6m。

喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射；

①分段施工时，在前段喷射砼接头处预留斜面，斜面宽度为20～30cm，斜面上先用压力水冲洗润湿后再喷射砼；

②分片喷射自下而上进行；

③分层喷射时，后一层喷射在前一层砼终凝后进行。

终凝1h后再进行喷射时，先用风水清洗喷层表面。

一次喷射砼的厚度以砼不滑移不坠落为度，既不能因厚度太大而影响砼的粘结力和凝聚力，也不能太薄而增加回弹量。

；

④控制好喷射速度，以利于砼的挤实。

风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响砼强度。

因此在开机后注意观察风压，起始风压达到0.5MPa后才开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压；

⑤喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，以获得最大压实和最小回弹。

喷嘴与受喷面间距控制在1.5～2.0m。

⑦养护

喷射砼终凝2小时后及时进行养护，养护时间不小于14d。

气温低于+5℃时禁止洒水养护。

⑧质量检查

检查喷射砼表面，是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象，如有及时清除重喷。

喷体达一定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处及时进行处理。

钻眼量测，厚度不够处补喷。

及时测定回弹率和实际配合比，对喷体试件进行力学试验，以指导下步施工。

d、施工工艺框图

喷射砼施工工艺框图

七、安全保证措施

设立安全生产领导小组，项目经理为安全生产第一责任人，项目部设安检工程师，各施工作业队配专职安全员，各生产班组设兼职安全员。

从组织机构、思想保证、施工技术、规章制度等方面严格控制安全生产。

项目部在实施和完成本合同段及其缺陷修复的整个过程中，将采取切实、有效的措施，充分关注和保障所有工作人员的安全，使工程项目的实施有条不紊、顺利进行。

（1）健全安全组织，抓好安全教育。

针对现场施工特点，以施工管理为龙头，建立完整的安全保证体系。

安全部配专职安全专干，各施工处设专职安全检查员，施工队设兼职安全员。

实行各级安全岗位责任制，牢固树立“安全第一”的思想。

定期进行安全检查，每月由项目经理部召集全合同段安全员进行一次安全大检查，查隐患查事故苗子，查安全设施，及时进行整改。

（3）针对各项工程的施工特点，制订并遵守各项安全规章制度，投放必要的安全设施，在施工现场周围，架立必要而合适的标志牌包括警告与危险标志、安全与控制标志、指示标志等。

（4）制定各工序、岗位安全生产的操作规程，用以规范职工、民工的生产活动。

所有人员进入施工现场，必需佩带安全帽，穿工作服、工作鞋，系好安全带。

（5）加强机械设备、运输车辆和生产机具的安全管理，做到各种操作人员（如电工、驾驶员）持证上岗，文明安全操作，严格按操作规程办事。

（6）在驻地及仓库等配备足够的消防用具，并使其保持良好的状态，同时安排专人负责驻地财产的保卫工作。

（7）配备必要的交通，通讯设施，加强对突发事故的处理能力。

1、喷锚防护施工安全措施

（1）用电安全措施

、用电设备应配备与之相匹配的漏电开关和配电箱，并有可靠的接地；不得用一个开关控制二台以上的用电设备。

电缆应埋地和架空敷设，不得沿地面敷设。

、固定开关箱与地面垂直距离不小于1.3m；移动开关箱与地面垂直距离不小于0.6m。

开关箱应能防晒、防雨和防尘并配锁。

（2）高空安全措施

、高险难作业工人须经过身体检查合格后，方可施工作业。

、高空作业时必须佩戴安全带、防滑鞋、系好安全绳、挂妥挂钩、严禁重叠作业，并有安全防护拦和安全网等防护设施。

以防高处坠落、物体打击事故。

、在高空作业条件较差时，避免单人单独操作。

、高空作业时，对施工机具和材料要有保护措施，避免掉落；严禁向下方丢弃废物。

、在搭设脚手架时，要统一指挥、协调作业，严禁使用材质、规格和缺陷不符合要求的杆配件。

拆除脚手架时，要按搭设时相反的顺序拆除。

、严禁操作人员以绳索及起重机作为梯子上下，不在未固定的脚手架上工作。

、夜间进行高处作业时，配足有照明设备，有空洞地区要设有明显的标志。

、使用吊斗灌注时，先通知作业面操作人员避让，并不得依靠栏杆推动吊斗，严禁吊斗碰撞模板和脚手架。

、起重机械设备设专人操作并配指挥人员，定责定岗；上岗前进行技术培训，制定专项制度和指挥联络方法，考核合格后，持证上岗；定期对桥涵施工设备进行检查、保养、维修，确保设备运转正常，安全使用。

、对有明显伤痕、裂纹结疤的脚手板，不得使用。

工作人员在行走时不得踏在探头板上。

在拆除模板时，应按规定的程序进行，先拴牢吊具挂沟，再拆除模板。

模板、材料、工具不得随意抛掷。

人员与模板之间，应有一定的安全距离。

八、质量和工程保证措施。

1、质量目标

工程交工验收的质量评定：

合格。

竣工验收的质量评定：

优良。

2、隐蔽工程检查：

（1）工程完工后不外露的部分工程称为隐藏工程，隐藏工程必须按规定检查签证后才算合格工程；

（2）隐藏工程检查，严格按照国家有关规定执行；

（3）隐蔽工程由施工单位主管技术人员自检合格后，由专职质检工程师检查，再约定指定的现场监理工程师复查签认；

（4）隐蔽工程检查签证，采用现行建设部规定表格，填写字体工整，数据准确，份数满足要求。

九、文明施工措施

1、加强文明施工管理，使整个工程严格按照施工组织设计中的总平面布置，统一规划，统一管理。

2、坚持文明施工，为业主提供优良的服务。

在施工过程中服从业主的现场调度，及时准确地执行监理工程师的指令。

3、教育职工形成团结、文明、礼貌的风尚，做好与业主的协作与配合工作，一切服从和满足边坡工程施工需要。

4、杜绝野蛮施工。

进入施工现场人员必须严格执行施现场文明管理规章制度，保持施工现场周围地段的整洁，做好道路的保洁，材料进场必须按指定地点堆放，严禁乱堆、乱卸、坚决杜绝野蛮施工。

5、杜绝打架闹事，发扬我公司施工的优良作风，努力为工程施工创造良好的生立、生活环境。

附件一脚手架验算

1、荷载分析

作用于脚手架上的荷载，属于活荷载。

（1）脚手架的施工荷载，脚手架作业层上的操作人员、器具及材料等的重量。

（2）荷载取值

①脚手架结构杆系自重标准值

名称

型号

规格（mm）

设计重量（kg）

立杆

LG-120

Ф48×3.5×1200

7.05

横杆

HG-120

Ф48×3.5×1200

4.78

底托

KTZ-60

可调范围≤450

7.12

钢管

Ф48×3.5

3.84kg/m

②脚手架配件重量标准值。

脚手板自重标准值取0.35kN/m2，操作层的栏杆与挡脚板自重标准值取0.14kN/m2，脚手架上满挂密目安全网自重标准值取0.01kN/m2，施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取1.0kN/m2。

2、受力分析

脚手架结构的主要传力方式为：

操作平台上的各种竖向荷载—横向水平杆—纵向水平杆—立杆—地基。

从传力方式可以看出，脚手架中立杆底段受力最大，因此在计算过程中主要计立杆底段和地基。

在脚手架的搭设计算中，主要的是通过荷载的分布情况及大小，验算立杆的刚度和稳定性是否满足要求。

另外，脚手架构造、脚手架加强加固必须满足施工要求和安全技术规范要求。

下面以墩柱高度为25.0m的墩柱为例进行说明脚手架验算过程。

3、脚手架验算

（1）脚手板验算

均布荷载q1为：

（脚手板自重0.35kN/m2*1.2+1.4*施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载1.0KN/m2）=1.82kN/m2

脚手板最大弯矩为：

Mmax=ql2/8=1.82*1.22/8=0.328kN.m

脚手板截面的抵抗距为：

W=bh2/6=450*502/6=1.875*105mm

（脚手板采用厚度为5cm、宽度为450cm的松木板）

脚手板最大应力为：

б=Mmax/W=1.749*10-3Mpa

查《路桥施工计算手册》知，松木脚手板能承受的应力为[б]=8Mpa

б<[б]

故采用厚度为5cm、宽度为45cm的松木脚手板满足施工要求。

（2）钢管横杆计算

脚手板的应力值为：

RB=0.5*1.82*1.2=1.092kN

均布荷载q1为：

（钢管自重0.0384KN/m*1.2+脚手板的应力1.092kN）=1.128kN/m

横杆最大弯矩为：

Mmax=ql2/8=1.128*1.22/8=0.203kN.m

横杆抵抗距为：

W=bh2/6=5.08cm3

横杆最大应力为：

б=Mmax/W=0.04Mpa

查《路桥施工计算手册》知钢管承受的应力值为[б]=215Mpa

б<[б]

故横杆采用Ф48×3.5mm钢管满足施工要求。

（3）扣件抗滑承载力计算

Pc=[1.2*（钢管自重+脚手板自重）+1.4*施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载]/2*2

=[（1.2（0.0384*1.2*4+0.35*1.2*1.2）+1.4*（1.0*1.2*1.2）]/2*2=2.842

Pc

故横杆扣件满足施工要求。

（4）立杆计算

单根立杆承载力计算

①立杆轴向力计算如下

脚手架结构自重标准值产生的轴向力

NG1＝（B1*t1＋B2*t2）×21+G0

＝（52*0.0741＋42*0.0478）*21+7.373＝130.45kN

其中:

B1——立杆每层数量；t1——每根立杆重量（kN）；

B2——1.2m横杆每层数量；t2——1.2m横杆每根重量（kN）

M——层数：

25.0m÷1.2m/层≈21层,

G0为剪刀撑钢管重量：

G0=7.373kN（G0=单位长度钢管重量*钢管长度）

脚手板荷载对立杆产生的轴向力

NG2＝MG2*Ab/2＝15*（0.35＋0.14+0.01）*14.04/2＝52.65kN

其中：

脚手板自重按标准值0.35kN/m2取值，

操作层栏杆自重按标准值0.14kN/m2取值，

密目式安全网自重按标准值0.01kN/m2取值，

Ab——受力区域面积＝4.8*4.8-3*3＝14.04m2

施工荷载对立杆产生的轴向力

NQ1＝NQ3*Ab/2＝1*14.04/2＝7.02kN

其中：

N——实际操作层数

Q3——施工荷载标准值，人员设备活载按均布荷载取1.0kN/m2。

单根立杆轴向力计算

N＝﹝1.2（NG1＋NG2）＋1.4∑NQi﹞/B1

＝﹝1.2*（130.45＋52.65）＋1.4*7.02﹞/52

＝4.42kN<[N]=35KN

②单根立杆稳定性计算（NS≥N）

NS＝φAf＝0.744*489*205＝74.58kN≥N=4.42kN

式中：

A——立杆横截面积489mm2；

λ——压杆长细比，λ=L/I=1200/1.58=75.95（I为钢管回转半径）；

φ——轴心受压杆件稳定系数，按细长比查本规范附录C得知φ=0.744；

f——查规范附录B表B2，钢材强度设计值为205N/mm2。

根据以上计算结果，支架立杆受压应力和稳定性指标都小于容许值，可满足施工要求。