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关键词:地铁、矿山法、竖井、爆破、防护
中图分类号:U231文献标识码: A
一、工程概况:
1.1 停车场出场线
(1)停车场出场线1#竖井
出场线1#竖井(图2-18)位于北环大道与林园东路交叉口的东北角,北侧6m处为笔架山约10m高边坡,南侧为北环大道,西侧为林园东路,
1#竖井净空长6.9m,宽5.9m,基坑深度约为41.6m。围护结构采用Ф800钻孔桩,间距 950mm共38根,钻孔桩进入微风化花岗岩层不少于1米,Ф600钻旋喷桩桩间旋喷止水共38根,旋喷桩桩底需穿透中风化层顶,布置5道环梁,第一道为1000×1200的冠梁,2~4道环梁尺寸为1000×1000,竖井下部为喷锚支护,喷混凝土:C25 早强混凝土,厚0.15m;钢筋网:纵向、环向用φ8 钢筋,构成0.15m×0.15m 网格,全环单层设置。钢筋网应与锚杆连接牢固;钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于20mm;砂浆锚杆采用直径22的钢筋,钻孔直径为40mm。
图1-1 出场线1#竖井地质剖面图
出场线1#竖井地质剖面图如图1-1所示,竖井底板底以上有、微风化混合岩侵入,根据1#矿山法施工竖井围护结构》,、主要矿物成分为石英、长石,其次为云母,含少量风化次生矿物,中粒变晶结构,块状构造,部分条带状构造。岩体较完整,裂隙少量发育。岩芯呈短柱状,少量长柱状,金刚石钻进困难。该层岩石饱和单轴抗压强度平均值fr=82.70MPa,最大值fr=96.40MPa,属于坚硬岩。锤击声清脆,有回弹,难击碎,岩体较完整,岩体基本质量等级为II级。
为加快施工进度,需要采用爆破法挖除侵入结构的、11-4>微风化混合岩。出场线隧道底板标高-8.60~14.77m。区间岩芯呈短柱状,少量长柱状,金刚石钻进困难,属于坚硬岩,锤击声清脆,有回弹,难击碎,岩体较完整,矿山法施工区间段主要为Ⅱ、Ⅲ级围岩。
2 爆破施工
2.1 爆破方法施工工艺:
(1)炮孔布置:根据现场实际情况布置炮孔,具体见爆破布孔图。
(2)布孔:根据开挖断面,选择合理的孔网参数、爆破参数,布置好炮孔。
(3)钻孔:钻孔作业前必须认真清理作业面范围内的浮石、松石等,严格按孔位钻孔,以便在装药过程中减少堵孔现象,保证孔网参数符合设计要求,达到预期爆破效果。
(4)装药:严格按工程师要求控制每个孔的装药量,并在装药过程中检查装药高度和堵塞高度。装药过程中发生堵塞现象时,应停止装药并及时疏通,用木制长竿处理,严禁使用钻具、钢筋等处理。如已装入雷管或起爆药包,处理时要注意不许冲击雷管或起爆药包。装药过程中发现药量与装药高度不符时,应及时检查校核,找出问题,并采取相应措施。装药时要设警戒区,非爆破作业人员禁止入内。
(5)填塞:堵塞材料用黄泥、岩粉等,堵塞材料中不许夹有碎石块。根据炮棍上的刻度记号,控制堵塞长度,使其满足设计要求。不能捣固直接接触药包的堵塞材料或用堵塞材料直接冲击起爆药包。严禁堵塞不合格强行爆破。
(6)爆破网路铺设及起爆站。应将过长的联接线剪掉,以使网路清晰,便于检查。铺设起爆网路时,不得硬拉起爆药包。起爆站应设在100m外的确保安全的位置。
(7)警戒、起爆
根据本方案规定的爆破安全距离和现场工程师要求,确定爆破警戒范围和警戒点。每次爆破前30分钟准备进行警戒,警戒范围内的一切人员必须全部撤离。采取警示的方法,提醒司机前方有爆破施工,避免因爆破振动或噪音而发生交通事故,
(9)爆破后安全检查。爆破通风使空气达标后,再等15分钟后,爆破技术人员进入爆破现场,检查爆破效果。如果发现有盲炮、危石等现象应及时处理,未处理前要在现场设立危险警告标志。
(10)退库及登记。现场保管员应将剩余爆破器材仔细清点,如数及时退回临时炸药库,并做好爆破器材领用、使用及退库原始记录。爆破技术人员要对每次爆破过程进行记录,包括爆破参数、爆破效果、装药情况,爆破器材使用情况,以及爆破中出现的问题等。
(11)值得注意的是,每个竖井初次爆破时,应当进行试爆破,观察爆破效果,然后逐渐增加装药量直至计算值。
3 爆破方案选择和装药量计算
3.1 爆破方案选择
加强爆破对周边建(构)筑物的爆破震动监测,根据震动监测数据及时指导爆破作业。
(1)竖井爆破
表4-1竖井爆破参数
底盘抵抗线 W1=(0.4~1.0)H m
炮眼超深 h=0.3~0.5 m
炮眼深度 L=H+h m
填塞高度 l1=1.0~1.5 m
装药长度 l=L-l1 m
孔间距 a=(1~1.5)W1 m
排间距 b=(0.8~1.0)a m
单孔药量 Q=qabH kg
炸药单耗 q=1.0~1.5 kg/m3
按上述方法计算得到φ=40mm的爆破参数值列于表4-2。
表4-2竖井φ=40mm浅眼微差控制爆破参数表
H(m) W1(m) h(m) a(m) b(m) L(m) l(m) l1(m) Q(kg) Q前(kg)
1 0.8 0.3 0.8 0.7 1.3 0.3 1 0.3 0.2
1.5 1 0.3 1 0.8 1.8 0.6 1.2 0.6 0.5
2 1 0.4 1.2 1 2.4 1 1.4 1 0.8
注:Q前指前排炮眼装药量。
矿山法竖井、中间风井的爆破一般在岩层低洼处开切割槽形成自由面,深度进尺控制在1m左右,竖井多采用分次爆破,竖井为减少爆破震动,必须采用控制爆破的方法,通过减小爆破进尺、单孔单响控制爆破,减少使用光面爆破,竖井一般为开挖快进入井底岩层才进入微风化岩层,此时爆破采用楔形掏槽光面爆破的方法,但应控制爆破震动对周边建筑物的影响。
竖井爆破时进行加强覆盖防护,井口全封闭,切割槽开好后,适当加密炮孔,增加堵塞高度,减小单孔装药量,加强覆盖,以防飞石。
3.2 爆破布孔及装药量计算
(4)笔架山停车场出场线1#竖井爆破
爆破布孔形式如图4-1所示。竖井断面爆破设计参数如表4-2所示。
图4-1 停车场出场线1#竖井爆破炮孔布置示意图
为了达到减振降噪的目的,选用楔形+密排监控眼混合掏槽法,即充分利用楔形掏槽的易抛掷和减震作用与贯通掏槽的贯通临空面来最大限度地减轻爆破振动。
3.3起爆方法、起爆网路和起爆顺序
(1)起爆方法:竖井采用电雷管起爆系统,可能有雷雨的阴晴天采用电与非电混合起爆系统,孔外电雷管串联联接。隧道采用非电(导爆管雷管)起爆网路,用激发针起爆。
(2)起爆网路
竖井采用电起爆网路,采用1~11段毫秒电雷管引爆,电雷管串联联接。当爆破日可能有雷雨阴晴天气时,采用电与非电混合起爆网路:采用5~10m的1~11段微差导爆管雷管,每个炮孔内置一发雷管,两条联接线,孔外用同段毫秒电雷管或瞬发电雷管激发,,即形成并串联起爆网路。
隧道采用非电(导爆管雷管)起爆网路,用激发针起爆。采用YJGN-500型起爆器起爆,由于每次起爆雷管数不超过60发,所以是完全可以安全起爆的。
(3)起爆顺序
起爆时以掏槽孔为自由面,从自由面开始,逐排向南起爆。
3.4 安全分析
根据《爆破安全规程》的规定爆破震动安全距离按式4-1计算:
K、α――是与地形、地质条件有关的系数和衰减指数。本处岩石为微风化、中风化的花岗岩和片麻花岗混合岩,根据GB6722-2003《爆破安全规程》,对微风化岩石取K=150,α=1.5;对中风化岩石取K=200,α=1.65。
R――爆破震动安全允许距离(m);
Q――炸药量,延时爆破最大一段装药量(kg);
v――保护对象所在地质点振动安全允许速度(cm/s)。
本工程保护对象为23m远的燃气管道,下穿北环大道、其它居民楼等,按照GB6722-2003《爆破安全规程》,对楼房取v=1.0cm/s,燃气管道取v=2.0cm/s,办公楼、天源田加油站取v=1.0cm/s,对北环大道取v=10.0cm/s。由此计算出各种安全距离下允许的爆破单响最大炸药量,如表4-3。
表4-3 爆破单响最大炸药量(kg)
由上表可以看出,距离钢筋砼楼房小于30m的地带不能采用明爆的方法进行爆破开挖,采用静力爆破的方法开挖。因此,在施工中一定要根据要保护建筑物的距离严格控制单段装药量。在施工中要根据震动监测的实测数据修正K、α值。
4.安全防护剂警戒
4.1控制飞石
竖井竖井爆破时,为控制飞石,可以在岩石表面覆盖沙包、竹笆、铁丝网、等防护,如图5-2所示。井口要加盖10层防坠网,网眼尺寸不得大于100mm×100mm,防坠网应牢固绑扎在冠梁上,设置防坠网的目的是防飞石飞出井口。
图5-2 覆盖防护示意图
竖井井口5m范围禁止爆破,石方采用人工配合机械凿除岩石,因而竖井井口要用覆盖物全封闭,以使无任何岩石飞出井口,覆盖物与竖井口应预留30~50cm排气,防止冲击波掀翻或破坏钢板造成飞石。因该竖井位于住宅小区考虑到噪音减震,特增加了防护网和减震橡胶带具体敷设如下图。
5. 建(构)筑物附近爆破时的振动监测
为确保爆破施工安全,爆破过程中应对爆破区域周边的重要建筑物及设施进行爆破振动监测,根据甲方要求,选择监测点进行振动监测。
为保证监测质量,委托市公安部门认可的爆破振动监测单位进行爆破振动监测。
6.结语
关键词:爆破,桩基 , 施工
Abstract: the blast engineering major is high speed regulation of the interchanges # pier 1 medium-sized Bridges based 4 root aperture 1.25 meters by artificial dig-hole pile digging hole method into the hole, every 10 meters long piles, of which 7.22 meters in weak rock weathering 35 m3 shall be blasting construction.
Keywords: blasting, pile foundation, construction
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
2、爆破作业施工
2.1桥梁基础挖孔爆破施工
本标段桥梁基础挖孔桩基岩采用浅眼爆破法施工。
2.1.1爆破及引爆材料
2.1.1.1炸药
采用硝铵炸药,首先应对炸药进行外观、质量检验,其检验方法如下:
⑴外观检查:检查卷皮有无破损,防潮剂是否剥落或有无裂痕,封口是否严密等。
⑵湿度检验:可将少量炸药倒入手掌中,将手捏紧,手掌松开时,如炸药成团不散开或结成块状,表明已含有大量水分,应进行处理。
⑶殉爆试验:试验时,用一根与药卷直径相同的圆木棒在比较松软的地面上压出一半圆槽沟,然后将两个药卷放置在沟槽中,其中药卷中插有雷管。两药卷之间的距离S按出厂说明书的规定,药卷间不得有泥土或其他杂物,摆好后,将插有雷管的药关引爆后查看另一药卷是否殉爆。
为提高药卷的防潮能力,防止炸药吸湿,卷装或袋装的炸药应涂刷防潮剂。
2.1.1.2电雷管
电雷管使用前,应作外观检查,并作导电检验,测量电阻是否在同网路中,各电雷管之间的电阻差应不超过0.2欧。检验时,雷管应放置在挡板后面距工作人员5米以外的地方。
在制作起爆体时,电雷管的脚线要防止与地面摩擦,要轻拿轻放。
2.1.2人工打孔
(1)打孔前,应将周围松动的土石清除干净,并对打孔工具进行细致检查,检查锤头与锤把的连接是否牢固,锤把木质有无松软、节疤、裂缝或腐朽现象;锤柄和铁锤有无不平或严重毛边等情况,不合要求者,应及时修理或更换。
(2)打孔人员必须精力集中,作到稳、准、狠,扶杆要平直,锤要打在钎子中心,使刃口受力均匀,每打一锤提钎一次,同时,要转动一下钢钎(约转45°)。禁止对面打锤,开始打孔或中途换用钢钎时,应先轻打一、二十锤,使钢钎温度稍为升高后再猛打,以免钎头脆裂。冲钎要注意保持钢钎的方向。
(3)打孔时,刃口的宽度应随钢钎长度的不同面变化,短钢钎宜用宽刃口,长钢钎应用窄刃口,对打一般炮孔的浅孔,钢钎面宽可加大到40mm,人工打孔时,钎口面宽可加大到45mm,并随炮孔深度的增加面逐渐减小钎口面,但孔底直径应保持35mm,以保证孔壁圆直和避免卡钎。
(4)孔位布置
孔深为0.5米,炮孔为直孔,炮孔间距及排距为0.5米,装药量每孔按0.105~0.12Kg,也可按炮孔深的1/3~1/2左右装药。
2.1.3装药、堵塞
(1)装药
装药前先检查炮孔位置,深度与方向是否符合规定要求,同时应将炮孔中的岩粉、泥浆用吹风的方法除净,如炮孔内有水要掏净。为防止炸药受潮,可在炮孔底放一些油纸或经过防潮处理的炸药。
在干孔中可装粉药,宜用勺子或漏斗分几次装入,每装一次,用木棍轻轻压紧,如装药卷时,可用木棍将药卷顺次送入炮孔并轻轻压紧,起爆药卷(雷管)应设在由炮孔口算起,装药全长的1/3~1/2位置上。
装药时,应特别细心,应按规定的炸药品种、数量、位置进行装药,不得投掷,严禁使用铁器,不准将炮棍用力挤压或撞击,防止碰撞雷管发生爆炸事故。或将雷管脚线或导爆索拉得过紧,损伤、弄断,造成拒爆。
(2)堵塞
堵塞材料采用1份粘土和2份砂(体积比)混合而成,堵塞时轻轻捣密实,不能用力挤实,并注意保护好起爆电雷管的脚线。土料要求不过湿并有较好的塑性。
2.1.4起爆
在进行电力起爆时,应注意如下事项:
(1)电雷管在使用前,应检查其电阻(导电性),并应在安全隐蔽地方进行,断电的应取出不用。根据不同电阻值选配分组,在同一串联网路中,必须用同厂、同批、同型号的电雷管,各雷管(脚线长度为2m)之间的电阻差值,镍铬桥丝铁脚线不大于0.8Ω。
(2)为保证电雷管的准爆和操作安全,电雷管的有关参数应符合以下规定:
电阻-----为1.0~1.5Ω
最大安全电流------输出电流不得超过0.05A
最小准爆电流------镍铬桥丝电雷管:交流电源为2.5A。
(3)电爆网路应采用胶皮绝缘和塑料绝缘的导线,不得使用线。接头应做到绞合牢固,并用胶布缠绕好。接头绝缘应用小木块支垫离开地面。
(4)电力起爆前,应将每个电雷管的脚线连成短路,使用时方可解开,并严禁与电池放在一起或与电源线路相碰。主线的末端亦应连成短路,用胶布包裹,以防误触电源,发生爆炸。
参考文献:
1.朱维申,何满朝. 复杂条件下围岩稳定性与岩体动态施工力学. 北京: 科学出版社, 1996
关键词:深基坑施工;施工方法;施工质量。
中图分类号:TU74文献标识码:文章编号
1 工程概况
1.1 地理位置
本项目位于山东青岛市东南的董家口嘴,本项目取水口工程位于场地西南角,西侧紧邻西护岸,南侧靠近工作船码头引堤堤根。取水口基坑占地范围东西长向度92m、南北向95m呈倒梯形,占地面积约2000m2。原地面走势为南低北高,标高为-1.0 ~2.0m(当地理论最低潮面),且北侧(陆侧)已回填块石至+6.5m。开挖后基底标高为-7.6m。设计高水位为4.705m,低水位为0.665m。取水口工程位置图见图1。
图1.取水口工程位置图
1.2地质情况
本区钻孔分布于近岸地带的养殖塘及礁盘之上。现有钻孔中揭示地层主要有强风化花岗岩(砂砾状)、强风化花岗岩(碎块状)、中风化花岗岩。大部分地带基岩直接出露且整体性较好,养殖塘内分布修建时炸礁遗留的碎石块。
1.3地下水
场地地下水根据其含水层的岩性及地下水赋存条件不同,可分为第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水两大类。松散层孔隙水主要为赋存于粗砂层,该类型含水层属强透水层,富水性较好,粘性土和淤泥质土可视为相对隔水层。基岩裂隙水主要赋存于中风化花岗岩裂隙中。其富水性及导水性受断裂构造控制,具各向异性,且不排除局部破碎带有地下水量较大的可能。
各类地下水主要接受相邻含水层的侧向补给及海水的下渗补给,并向海域低洼方向渗流排泄。
2 施工特点及难点
1、开挖强度较高的中风化花岗岩需要爆破施工。爆破施工以及后期构筑物的施工需要干地施工条件,因此要在基坑设置止水围堰。在临海处设置止水围堰施工难度大,且由于基坑施工期为5、6月份,属于多雨季节;施工期经历台风季节,面临暴雨和风浪恶劣天气不利于降水、排水及支护的稳定。
2、止水围堰施工完成后,对基坑内进行爆破施工,势必会对围堰产生破坏,影响围堰的稳定以及止水效果。
3、施工工期短,施工工序穿插多,爆破施工、石渣外运以及排水同时进行,且由于基坑较深石渣外运难度大。
3 施工方案设计设计、比选
3.1 方案设计
针对本工程的施工特点,我们设计了两种施工方案。现将两种方案的优缺点进行对比分析:
方案一:在取水口在取水口工程外侧回填开山土石形成临时围堰,围堰由内围堰、堰以及粘土芯墙组成。在取水口区域进行爆破开挖(围堰断面图见图2),采用集水坑降水配合开挖,施工中若发现渗水严重则对渗水区域进行局部灌浆制水处理。
方案二:在取水口工程外侧回填开山土石形成临时围堰,临时围堰岩面以上采用Ф1000旋喷桩止水,止水施工完成后对取水口区域进行爆破开挖(围堰断面图见图3)。
图2.一方案围堰断面图(海侧)
图3.二方案围堰断面图(海侧)
3.2 技术经济比较
两种施工方案的优缺点比较见表1。
表1施工方案比较表
3.3 推荐方案
考虑到本工程施工工期短且地质较好的特点,经过综合分析推荐第一方案。在第一方案止水围堰施工前要将少量碎石及强风化花岗岩清理掉,以防止外侧海水在此处渗入基坑内。
4 推荐方案施工设计
4.1 止水围堰施工
止水围堰顶标高为+6m,顶部宽度为11m。止水围堰由内围堰、堰以及粘土芯墙组成,围堰内坡为1:1.5,外坡为1:1。为了减少围堰受风浪的影响,在堰外侧设置扭王字块临时护面。
内堤与外堤采用10~100KG级配良好的块石抛填,粘土芯墙选择袋装粘土。当内堤加高至当地理论最低潮面+2.0m,外堤加高至+4.5m时,对准备抛填粘土芯墙区域进行清理至岩石表面,满足要求后,使用自卸车运粘土至现场,人工装填袋装粘土,粘土芯墙采用逐层抛填的方法,粘土墙厚不小于2.0m,分四层抛填到顶,分层标高依次为+1.0m、+3.0m、+5.0m、+6.0m,抛填前必须保证将外堤和内堤间粘土层位置清理干净,保证无块石和砂土层存留,两侧使用挖机理好坡度,并铺设400g/m2土工布一层。土工布宽6m,沿垂直围堰轴线方向铺设预留长度到顶标高,相邻两幅土工布间相互搭接长度1m,保证粘土墙处于土工布包围中。 抛填粘土时,要防止将块石和碎石渣混入到粘土中,确保证粘土墙的连续性。每一层粘土墙抛填完成后将土工布提起,抛填两侧石堤,将粘土墙挤住,抛填时要保证粘土芯墙的厚度满足要求。
内堤抛填施工需随粘土芯墙抛填逐步加高,总共分三层抛填至顶,第一层标高填至+2.0m、第二层抛填至+4.5m、第三层抛填至+6.0m。
4.2 爆破施工
为了最低限度的减小对已建成的止水围堰的影响,以及避免因爆破引起底部岩层开裂而导致止水困难等因素,本次爆破使用手风钻进行钻孔,采用分层、分区域钻孔爆破的方式。采用手风钻钻孔爆破的优点是孔径较小,可以精确控制装药量,防止大孔径炮孔装药量过于集中而导致局部超挖严重。首先在基坑南侧地势较低处进行爆破,形成临空面后依次向基坑北侧施工。
4.3 石方开挖运渣
基坑内爆破完成后立即组织多台挖掘机按照平面开挖图和断面图进行施工,在基坑北侧设置坡道供自卸车上下。当土方开挖至基坑北侧坑边坡道时,在基坑顶自然地面上设置一台16米长臂挖掘机,在基坑内部设一台小挖掘机。施工时小挖掘机负责清理基坑内的多余石料,小挖掘机在清理至基坑标高时后退行走,同时将区域内的余料转运至长臂挖掘机的挖掘范围内,由长臂挖掘机将土方转运至自然地面装车运走。
4.4 排水处理
根据止水围堰设计及场地水文地质情况,在基坑开挖过程中,以“集水明排”的措施为主,在坑底设置集水坑,做好基坑及周边的截水、疏水和排水工作,保证施工现场在基本无水状况下施工。
[关键词]:挖孔桩 施工方案 土侧压力 护壁设计
1 .前言
随着水陆交通建设工程、城建设工程规模的迅速扩大与发展,工程建设的技术含量也在不断地提升与深化。对工程外观质量和内在质量的标准,更加明确、具体。对施工技术资料的收集与整理的要求,更加完整系统规范化。与此相应的,是对施工组织管理水平,提出了更高层次的要求。这一点,首先体现在《施工组织设计》和《分项工程施工方案》必须履行监理审批程序。可以说,某些重要的施工方案的成立,在很大程度上反映了工程建设项目中,所有参建单位在专业技术理论 、施工实践经验及敬业精神等方面的综合素质。
笔者在陕西、内蒙古等地高等级公路建设从工程监理期间,负责审核施工单位编制的《施工组织设计》和《分项工程施工方案》。其中,有些关于桥梁下部构造中钢筋混凝土灌注桩基础用人工挖孔施工方案。其内容大多显得杂乱无章、语无伦次。笔者结合施工规范并上网查阅了相关资料,相互参照印证。觉得关于人工挖孔这方面的施工技术理论还不太成熟和完善,跟实际操作之间存在一定的差距。
解放以来,我国桥梁的灌注桩基础施工,多以机械钻孔为主。近年来,由于有些专门以灌注桩挖孔为业的民工队伍的出现。目前,在我国中西部地区尤其在公路桥梁工程中,灌注桩基础用人工挖孔的施工方法己经比较普遍。因此,深入探讨关于人工挖孔方面的实用性技术问题,使施工方案更加科学合理可操作,具有很强的现实意义。
2. 施工方案的作用和意义
2.1 编制施工方案,是一项重要的技术性准备工作。
2.2 施工方案是施工技术资料中的一项重要内容。
2.3施工方案必须履行监理审批程序。
2.4 施工方案是对即将进行的工程项目全面统筹规划实施的指导性文件。
其中前三项只是手段,能够正确合理有序地指导施工才是目的。有些工程项目把编制施工方案当作工作任务应敷差,无疑是本末倒置了。
3 .施工方案中普遍存在的问题
3.1 内容不完整,缺乏连贯性和逻辑性。
3.2缺乏技术含量。叙述过程多是一些常识性施工用语拼凑而成,很少有施工质量控制检测标准等方面的数据。泛泛而论,空洞无物,缺乏参考价。
3.3 离施工实际。有些施工方案或繁琐或简约,很多内容似乎与本工程毫无关系;有些叙述的内容不可能实际操作。废话连篇,毫无意义。
3.4 文字表达能力差。有些关于结构力学或几何尺寸计算方面的错误屡见不;语句不通顺处及错别字比比皆是。
出现上述问题,主要是有些工程项目负责编制施工方案的人员缺乏专业理论知识和施工实践经验,不了解施工现的实际情况。通过网上下类似的资料后,缺乏增删修改的业务水平。只能囫囵枣,照本宣科。于是出台了许多质量低劣的所谓“施工方案”。
4.人工挖孔施工方案的内容
钢筋混凝土灌注桩基础,是桥梁下部构造中的一个分项工程。灌注桩施工可分为成孔、钢筋加工安装、灌注混凝土三道主要工序。其中,因为成孔难度比较大,影响工程质量的因素比较多,历来被视为关键性工序。尤其是采用人工挖孔,施工过程更为复杂,而且存在许多不安全因素。因此,应制订专项施工方案,内容也应该详细一些。
4.1采取人工挖孔的原因
因为人工挖孔不但劳动度大,同时还存在一定的安全隐患问题。所以,施工图设计中大多用机械成孔。决定人工成孔,除了需要履行正常的变更设计程序外,还应说明取人工成孔的原因。尤其要说明施工区域的水文、地质及地貌等情况,因为这是确定能否取人工挖孔的决定性因素。例如,109国道(内蒙古境内)高速路段内有几座大中桥位于山岭重丘区,采用机械钻孔受到客观条件的限制。施工现埸运输、安装、移动钻机不便,且附近缺乏水源。采用机械成孔比较困难,最后决定人工挖孔。
4.2 挖孔桩工程量
如果全部采用人工开挖,在灌注桩施工总方案中己经说明,可不必重复。但是,如果有些钻孔有些挖孔,象110国道(内蒙古境内)小沙湾黄河大桥的钢筋混凝土灌注桩基础,河床流水处用机械钻孔,河滩与两岸墩台桩基础用人工挖孔。类似这种情况,应说明其中挖孔桩数量和位置,最好附《挖孔桩平面示意图》。
4.3 不同桩径和桩长设计情况
因为有些桥梁设计的钢筋混凝土灌注桩基础桩径和桩长是不同的。采用人工挖孔对于孔径和孔深应有一定的限制。如岛-兰州高速路建设(陕西境内)总监办曾明文规定,采用人工挖孔的桩长限于15m。孔径太小也不适合采用人工开挖。因此,应根据整体设计统筹兼顾,合理安排。
4.4施工计划日期
施工队伍组织按排情况、预计单孔完成所需时间、全部成孔计划工期。在此说明:成孔工期指第一孔开挖始,至最后一孔完成,实际上与灌注桩工期相同。最后一孔灌注混凝土,说成孔质量合格,至此人工挖孔这道工序全部结束。但是,灌注桩质量还需经过混凝土度试验、混凝土桩超声波检测等,确认工程质量合格后,才可以进行下一道工序施工。因此,在工期按排时,应注意成桩检测的时间差问题。
4.5施工机具配置情况
结合计划工期、平行或流水作业顺序、施工人员组织安排等因素。计划配置施工所需卷扬机、吊葫芦、盛土桶、推土车、铁锹、铁镐等设备工具的名称、数量。
4.6 施工方法及工艺
这是施工方案中的主要内容。应详细描述从施工准备工作,到挖孔工作结束的全过程。其中包括测量定位、锁口、挖运土(石)方、孔壁支护、特殊情况处理等细化工序的具体操作过程及质量控制方法。
4.7特殊情况的处理措施
如果挖孔过程中遇到异常情况,应提出应变处理办法。例如:
4.7.1遇到漂石或岩石层时,是用铁锤、钢钎破碎挖掘,还是用爆破作业。如用爆破作业,应拟定爆破作业方案,详细说明爆炸物的性能、爆破作业方式、安全施工措施。
4.7.2遇到地下水渗流速度较快或流沙层时,应详细说明诸如取集水井抽水、护壁特殊处理措施等。
4.7.3遇到软弱土层时,正常情况下取的混凝土护壁形式,是否有所改变及如何改变等,应详细说明。
4.8成孔质量标准
钻孔或挖孔的成孔质量标准基本上是一致的。所不同的是机械钻孔用泥浆护壁,允许有一定的沉渣厚度。人工挖孔则要求孔底无松散泥土或石渣。
4.9安全施工措施及注意项(下文专题讲述)。
5. 关于确定孔壁支护问题
人工挖孔将隐蔽工程变为非隐蔽工程,混凝土桩质量明显优于机械成孔质量。但是,人们之所以普遍用械成孔方式,不仅是因为施工人员劳动度高,更主要是有一定的安全风险责任。为保证施工安全,取混凝土护壁历来被视为最有效的办法,成了传统的人工挖孔过程中必不可少的一道工序。如何确定科学合理的护壁方式,便成了挖孔桩施工中一个重要的技术性问题。
5.1孔壁受力状况
在不考地面不均匀堆物产生偏压力的情况下,孔壁所承受的主要是周围土侧压力和地下水侧压力。如下列示意图:
孔壁土、地下水侧压力示意图
5.2护壁厚度计算
5.2.1 一般混凝土护壁厚度按下式计算:
T≥KPD/2Ec
式中:T--混凝土护壁计算厚度(cm);K--安全系数, 一般取K=1.65; P--土和地下水对孔壁的最大侧压力(KN);D--挖孔桩外径(cm);Fc--混凝土轴心抗压强度(KN)
5.2.2 侧压力p值计算
土质与水位情况是决定P值大小的主要因素。一般用下列计算公式:
含粘性土、有地下水的孔壁侧压力p值计算:
含砂性土、有地下水的孔壁侧压力p值计算:
提示:护壁厚度计算方法是大致相同的,但各施工现的实际情况却是千差万别的。因此,计算结果只能作为确定护壁厚度的一考因素,而不能作为决定性因素。
5.3 混凝土护壁设计
5.3.1 计算护壁厚度时,应按最不利因素考。因为,有些区域的地质复杂状况,往往超出人们的想象。如上面提到的110国道(内蒙古境内)小沙湾黄河大桥的钢筋混凝土灌注桩基础,河床流水处用机械钻孔,河滩与两岸墩台桩基础用人工挖孔,全部用护筒跟进的护壁措施。但是,在钻孔与挖孔过程中,都分别出现了钢护筒局部受到挤压变形破裂的现象。10 cm厚的环形钢板因受压变形破裂,其侧压力之巨教人匪夷所思。有些工程技术人员不考这些因素,在计算时在参数范围取偏低值,所计算护壁厚度偏小,这是缺乏施工经验的表现。再如,有些人将灌注桩水下C30混凝土,作为护壁混凝土轴心抗压强度(Fc) 值计算。实际上, 很多工地护壁混凝土从配合比、拌合、振捣、养护等一系列操作过程由于客观条件较差,施工很不规范,要达到C30度等级几乎是不可能的。
5.3.2护壁混凝土的厚度、节护壁浇筑高度、是否需要配置钢筋等问题,是根据实际开挖区域的地质水文情况、孔径与孔深、护壁混凝土的设计强度等因素决定的。具体问题需要具体分析,不能一概而论。所以,很难确定一个统一的标准。但是,在考施工方案时,对有些重要的概念应非常清楚:
1) 混凝土护壁的作用。 正常情况下为防止孔壁土零碎脱落, 地质情况不佳时防止塌方。如果桩孔不深,孔壁土处于稳定状态。象有些人工开挖的水井、山洞、地道等,没有护壁措施,也有出现坍塌现象。况且,成孔后立即灌注混凝土,护壁的作用其实很小。如果防止例如砂砾类土层开挖时破坏了原有的自然结构,为克服表层颗粒松动碎落现象,混凝土护壁厚度可考在10-15cm之间; 如果地质情况比较复杂, 某些地下水丰富的土层可能会出现变形坍塌, 混凝土护壁厚度可考在15-20cm之间. 但是, 一般混凝土护壁厚度不应超过20cm。如果20cm厚度都不能解决问题, 恐怕采用人工挖孔方案本身就是一种错误的选择.
2)在同一个工程项目,最好采用统一的护壁结构形式。如,有的施工方案提出根据不同类别的地质情况,每节混凝土护壁施工厚度与高度有不同的要求。这样做貌似科学合理,实际上行不通。殊不知挖孔是粗活,多数民工缺乏专业知识,也不会准备很多套不同规格的护壁模具。再则,如果经常变换护壁形式,只会增加施工复杂程度,很难控制设计要求的孔径和垂直度。
3)为了顺利施工和加快护壁环作业,护壁混凝土应掺加速凝剂。在正常的地质情况下,一般可采取素混凝土护壁。遇到特殊情况,可能会出现孔壁坍塌现象时,可酌量配或增设钢筋。确切地说,这样做并非在于增加护壁强度,而是在混凝土凝固之前能起到支撑作用。
4)每节混凝土护壁施工高度,一般在100cm左右为宜。其厚度由两片拼装后两端口直径相差约10cm左右的环形钢模控制,上下两节护壁施工时应搭接5cm左右。计算厚度以护壁薄处为准。这种结构形式既便于开挖,也能较好地发抵抗侧压力的作用。
5)从开挖到每节护壁完成作为一个循环作业,应一气呵成。
6 施工安全管理措施
确保施工安全,是挖孔桩施工的首要问题。。有些工地的管理部门或监理单位,在要求的一些安全施工注意事项中,把通风、排毒、逃生软梯、井下照明设施、绝缘劳保品、挖孔区域安全指示灯、、、、、说得面面俱到。把简单的挖桩孔说得比开矿隧道施工还要复杂,似有故弄玄虚之嫌。要确保施工安全做到万无一失固然不易,但也不必谈虎色变。笔者参加过高速公路十几座桥梁的挖孔桩施工,并有出现过安全故方面的问题。这样说的意思,是希望各工地根据实际情况,有针对性的采取有效的安全生产措施。因篇幅所限,在此作一些提示:
6.1 人工挖孔的水文地质条件。如淤泥层太厚或地下水丰富容易塌方者,或孔径小于120cm且桩孔较深时,不宜用人工开挖。
6.2 注意平面布置开挖桩孔顺序。如间距较小的排桩或密集的群桩,宜间隔穿行。
6.3 挖孔过程中不应受外力影响。如限制振动机械操作、过往车辆与施工现场的距离。
6.4 取科学合理且比较经济的护壁方式,以及遇到特殊情况的应变护壁措施。
6.5 需采取爆破作业时,应制定详细的专项安全爆破施工方案。
6.6 设置必要的安全警示标志。
6.7 要特别注意避免井上物伤人问题:1)混凝土锁口应坚固,高于地面30cm以上;2) 必须调井上作业人员认真配合操作,心无旁骛;3) 随时检查吊运土方设备, 发现问题及时检修。
6.8 制订安全施工管理制度,加现埸巡检,发现安全隐患问题及时整改。
7 结语
根据客观条件正确选择人工挖孔施工方案、确定经济合理的护壁方式、取有效的安全施工管理措施,这是进行挖孔桩施工必须解决的问题。也是考校工程技术人员在专业理论和实践经验方面一个具体的衡量标准。这个问题其实并不高深或复杂,但要做到精益求精,达到最佳效果。并进一步使目前有些抽象的概念形成完整的理论,使施工方案和实际操作规范化,还有待于广大同仁努力摸索与探讨。
作者简介:
关键词:连续刚构;挂篮;悬臂浇筑;安全措施
中图分类号:K928文献标识码:A
1工程概况
丽攀高速C12合同段起讫桩号为K43+232-K44+558,路线全长1.326公里,公路等级为四车道高速公路,设计速度V=80Km/h,整体式路基宽度24.5 m,中央分隔带2.0m。桥梁宽度:整体式24m,分离式11.75m;设计荷载为公路-Ⅰ级;设计洪水频率1/100,特大桥1/300;本地区地震基本烈度为度Ⅶ;航道等级III-(3)。主要工程数量有:路基挖方20.4万m3,路基填方4.145万 m3,弃方16.26万 m3防护及排水工程1260m3,涵洞78m/2道,倮果金沙江特大桥862m/1座,主跨230m。
2安全施工难点分析
(1)1号墩至3号墩,地势陡峭,紧邻民居。主要控制重点:桩基施工中的人工挖孔所产生的弃渣堆放滑坡及爆破作业的飞渣;墩柱施工及桥面系的施工高处坠物,起重吊装中的人员设备安全[1]。
(2)3号墩至4号墩,上跨倮果火车站货场。控制难点:桩基爆破、墩柱施工及桥面系的施工高处坠物、桥面系起重吊装施工,必须确保火车正常运行、货场正常上下货,铁路电网设施无损坏。
(3)5号至6号墩,上跨省道214,车流量大,紧邻居民社区,商铺众多。控制重点:连续钢构、墩柱、桩基爆破施工作业中的飞物、坠物,必须确保过往车辆行人及居民、商铺的生命财产安全[2]。
(4)7号墩至8号墩,上跨度金线,车流量大,杆管线众多。控制重点:连续钢构、墩柱、桩基爆破施工作业中的飞物、坠物。必须确保过往车辆行人及杆管线安全。
(5)8号、9号、10号墩柱施工,地势陡峭,紧邻公路。主要控制重点:桩基施工中的人工挖孔所产生的弃渣堆放滑坡及爆破作业的飞渣,墩柱施工及桥面系的施工高处坠物,起重吊装中的人员设备安全及过往车辆行人及杆管线安全[3]。
(6)6、7号主墩,跨度大,墩柱高,采用电梯运输作业人员上下,为日常安全管理控制重点,其他墩柱的施工外作业人员上下通道设置,确保人身安全。
图1 作业人员上下墩柱专用爬梯图26~7号墩主跨施工
3安全施工保障措施
3.1安全技术管理
(1)按要求编制危险性较大工程专项施工方案。方案中安全措施操作性强,内容齐全。按规定对专项方案进行评审。严格按方案落实到位。
(2)施工组织设计中有安全保证措施,且可操作性强。经施工企业技术负责人审核、签认,履行审批手续齐全。
(3)对风险源识别全面。预控措施操作性强。对重大风险源制定安全管理方案。按规定开展桥隧施工安全风险评估。重大风险源要对作业人员进行书面告知。按规定开展地质灾害评估[4]。
(4)按规定制定临时用电方案。标注用电平面布置图。巡视维修保养记录完整。
(5)制定操作性强的各类应急预案及现场处置方案。有针对性的开展应急培训和演练,并及时总结。配备兼职的应急队伍和物资。
3.2施工作业
(1)高处作业设置人员上下专用通道。5m以下应设置防护梯。5m以上应设置“之”字形人行斜梯。6、7号墩安装附着式电梯。作业平台脚手板应铺满且固定牢固,严禁有翘头板,并挂置安全网。
(2)大型模板搭设和拆除制定了专项施工方案。模板制作、存放、使用、拆除满足方案要求。大型模板使用前进行组织验收。
(3)检验合格铭牌悬挂于明显位置。操作人员持证上岗。垂直升降设备基础满足要求,架体附着装置牢固,不超载运行。塔吊基础和架体附着装置牢固,轨道式起重机限位及保险装置有效[5]。
(4)高墩台施工严格按专项施工方案实施。墩台施工应搭设脚手架及作业平台,保证作业人员有安全作业空间。高处作业必须设置人员上下专用通道。斜拉桥、悬索桥、连续刚构等特殊结构桥梁,高度超过40m应安装附着式电梯,出入口设置防护设施。严禁使用塔吊、汽车吊载人上下。模板安装必须牢固,模板之间连接螺栓必须全部安装到位。
(5)桥梁上部结构施工严格按专项施工方案实施。梁板吊装就位后及时进行稳固。挂篮按方案组拼后,要进行全面检查,做静载试验。桥面系施工临边应设置安全防护栏杆及安全网。架桥机平衡配重、限位及支垫稳固。
3.3主要控制措施
(1)组织保障:项目机构健全,责任明确,开工至今项目配置4名专职安全员进行现场盯控。每个协作队伍配置一名兼职安全员配合项目部安全科安全管理工作。
(2)对危险性较大分部工程,先后制定了人工挖孔爆破、上跨铁路、上跨公路、通航保障、梁板架设、高墩通道设置等安全专项方案报审报批,认真组织实施。
(3)1号墩至3号墩,设置挡墙3处,共100余m,因3号墩临近铁路不足5m,设置防护棚2个,以确保人工挖孔的弃渣滑坡和爆破飞渣不会危及村民安全,耗资8万余元。
(4)3号墩至4号墩,上跨倮果火车站货场,为防止爆破飞渣及高处坠物损坏铁路供电及通讯电缆,安装绝缘导管。协调铁路部门等。耗资50余万元。
(5)5号至6号墩,上跨省道214,为确保过往车辆行人及居民、商铺的生命财产安全,设置防护棚。耗资210余万元。
(6)7号墩至8号墩,上跨度金线,为确保过往车辆行人及杆管线安全。设置防护棚。耗资220余万元。
(7)8号、9号、10号墩柱施工,地势陡峭,紧邻公路度金线。为确保起重吊装中的人员设备安全及过往车辆行人及杆管线安全。设置被动防护网两道,耗资40万余元。5号墩柱的施工外作业人员上下通道设置,耗资6万余元。5号、6号、7号及拌合站,修建隔离围墙,耗资10余万元。其他安全防护用品、设施、设备约耗资150万元。
4 结语
丽攀高速C12合同段倮果金沙江特大桥注重安全技术管理和危险性较大分部分项工程的安全专项施工方案管理,落实了各级安全技术交底制度,重视从业人员技能培训和资质管理,保证了安全生产费用的有效投入,使该桥的安全生产风险得到了有效控制[6]。
参考文献
[1] 张谢东,郭俊峰,余建宜,易胜.山区高墩大跨桥梁施工过程中的风险识别[J]. 桥梁建设. 2008(06)
[2] 于跃波.浅谈预应力砼连续刚构桥发展概况[J]. 科学之友(B版). 2007(03)
[3] 许铎.桥梁工程施工中事故环境风险评估[J]. 中国安全科学学报. 2003(08)
[4] 彭慧芳.大跨径连续刚构桥施工阶段风险评估[D]. 长安大学 2012
[关键词]高速公路;隧道施工;技术;工程建设
中图分类号:U54 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0139-01
1. 高速公路隧道施工需做好施工方案的制定
在高速公路隧道施工之前,施工人员需制定科学的施工方案,根据隧道所处的地理环境选定科学的施工方案。隧道进出口的明洞段根据地形、地质情况全部采用明挖法施工,然后进行洞顶截水沟的砌筑,避免雨水对洞门的冲刷,然后进行洞顶仰坡的挂网喷锚护坡作业。进出口洞口加强段的围岩采用正台阶法开挖,必要时留核心土。初期支护采用Φ25自钻式中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土、钢拱架进行。IV类围岩段采用全断面光面爆破开挖,洞身按新奥法设计,采用复合式衬砌,初期支护采用Φ25中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土进行。初期支护施工中采取短开挖、强支护、早封闭、勤量测,各施工工序紧跟,不能脱节,加强围岩监控量测和超前地质预报,确保施工安全。
2. 高速公路隧道施工技术
在高速公路隧道施工时施工人员需要严格按照施工方案进行科学施工。高速公路隧道施工技术主要包括以下几个方面。
2.1洞口施工
施工人员在洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖,施工机械以挖掘机为主,尽量不采用爆破,保证不扰动原地层;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车,挖方弃往指定的弃碴场。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,修建供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地,合理布置。边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位,并分层进行边仰坡挂网喷锚防护,以防围岩风化,雨水渗透而坍塌。以稳定边仰坡。刷坡防护到路基面标高。隧道洞门在进洞施工正常后,适时安排施工。综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。进洞施工前,先将洞外排水系统做好,再行进洞,以防对洞门造成威胁。明洞拱、墙与洞内相邻的拱、墙衬砌时,应同时施工连成整体;洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好,并与洞外排水系统连通,以免地表水冲刷坡面。洞门仰坡和边坡宜在进洞前刷好,坡度的施工允许偏差为5% ;洞口土石方宜采用控制爆破施工,不得使用集中药包爆破,以免影响仰边坡的稳定。
2.2隧道明洞施工
明洞边墙基础必须置稳固的地基上。遇有地下水时,须将地下水引离边墙基础。凹形地段或外墙深基部分,施工时本着先难后易的原则,可先开挖、砌筑最低凹处,逐步向两端进行,以利利用施工查明基础情况。边墙基础挖至设计标高后,核对地质承载力是否与设计要求相符。若地基承载力不足时,可考虑采用沉井基础或挖孔桩基础进行地基加固。明洞开挖采用全部明挖法,若施工需要或工程师要求,也可采用拱上明挖拱下暗挖法进行开挖施工,但无论哪种方法开挖,均实行爆破药量控制。明洞开挖前,预先做好洞顶防水、排水设施,防止地面水冲刷而招致边坡、仰坡落石、塌方。
内模采用定型钢模板,外模和挡头板模板采用定制的木模加钉铁皮,挡头板内,外弧线在现场按实际比例放样后,精确加工。泵送混凝土灌注,灌注时其模板支撑必须牢靠,防止跑模造成砌衬侵入限界。施工人员在进行拱圈施工时拱架一般在立柱上架设,立柱基底坚实,若在松软路肩上,则设纵向卧木,并将各立柱纵向联结成整体。拱架采用特制大跨度钢拱架,组合钢模安装拱部内模。
2.3隧道洞身开挖
开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺3.0m,每循环作业时间 25h。开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺4.0 m,每循环作业时间24h。每天进度4.0m。隧道洞身穿过III、IV 类围岩,根据围岩类别分别进行爆破设计,为避免对围岩的扰动和对地表的影响,采用微差松动爆破技术施工。施工人员需要做好爆破的准备工作。爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关,采用非电微差起爆技术,不但控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间,使爆破震动波形不成叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果,又能消除爆破震动的有害效应。在掏槽眼,掘进眼、底眼或周边眼中,每段起爆药量较大的段别雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。可使爆破震动速度降低30%。隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键,也是产生最大震动的部位。工程中采用直眼掏槽,Ⅳ类采用楔形掏槽。为了减小震动、飞石,保证洞内初期支护及作业安全,采用降震设计,堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径),并保证堵塞材料质量,避免飞石溢出,降低噪声,减弱震动。放出开挖断面中线水平和断面轮廓线,根据爆破设计图标出炮眼的位置。符合设计要求后进行钻孔,再按炮眼布置图检查合格后装药连线爆破。爆破后由专人进行清理危石,检查开挖面和衬砌地段,如发现险情或隐患,应采取措施及时处理。
3. 高速公路隧道施工中支护和防排水技术
在高速公路隧道洞身开挖施工完成后,施工人员需要进行科学的支护工作,以保证隧道内的安全。然后需要进行防排水施工。隧道施工防排水,其施工综合性强、技术难度大,也是施工的一道关键工序。结构防水是根据工程地质和水文地质条件、隧道结构特点、施工方法和使用要求等因素进行设计和施工,采用“防、排、堵相结合”的综合治理原则。关键处理好施工缝、变形缝等薄弱环节的整体防排水方案,确保隧道不渗漏水。在洞内两侧布置排水边沟,将路面水排出洞外。隧道中心水沟出水口采用保温包头。洞门上方设置截排水沟,截排地表水。
隧道施工中初次支护是承担施工阶段全部地层荷载( 包括土、水压力) 的主要结构,必须有足够的强度,刚度和抗渗性,限制围岩变形,控制地表下沉。提高喷射混凝土的密实性,减少它的收缩变形裂缝,防止渗漏是施工的关键。为了达到喷射混凝土防裂抗渗,施工中必须把好用料级配关,控制水灰比,选择好施工工艺。施工人员需要做好防水层施工,防水层采用无纺布和5FP-VEA 防水板。无纺布和防水板应具有耐老化、耐细菌腐蚀、有足够强度及延伸率。防水层应在二次衬砌灌筑前进行,施作地点应在爆破安全距离以外。防水层施工完成后,必须严加保护,否则极易损坏,导致防水质量下降乃至完全失效,故要求各方面予以重视和密切配合。二次衬砌的钢筋头上加塑料套,防止搬运和安装钢筋时碰破防水板。在没设保护层处( 如拱顶、侧墙) 进行其他作业时不得破坏防水层,焊接钢筋时必须在此周围用石棉板遮挡隔离,以免溅出火花烧坏防水层。在灌注二次衬砌模注混凝土时,振捣棒不得直接接触防水层以免破坏防水层。振捣棒引起的对防水层的破坏不易发现,也无法修补,故二次衬砌模注混凝土施工时应特别注意。不得穿带钉子的鞋在防水层上走动,对现场施工人员加强防水层保护意识教育,严禁损坏。
参考文献
关键词:水利工程;施工;坝基开挖;技术
水利工程坝基开挖施工是水利工程水利中最基础的施工操作过程,所以对该环节的施工质量及技术水平要求非常高。通常情况下,我国水利工程建设施工中所施工的坝基开挖施工技术都是由土壤上层向土壤下层逐层推进的模式进行,这种方法的施工需要相关工作人员预先对工程施工区域的实际施工环境进行反复的考察后制定出科学合理的最优施工方案,这样才能使得工程施工技术得到有效提高。另外,在具体施工过程中还有许多需要相关工作人员需要注意的问题,对这些问题基于充分的重视才能确保我国水利工程建设质量得到有效提升。
1 坝基开挖的相关控制措施
1.1 控制好边坡开挖
在坝基开挖前要先测量好钻孔孔位、深度、角度等数值,这些都要符合爆破施工设计的要求。如果钻孔遭到泥沙或者岩石粉封堵,不能进行钻孔,要先清扫孔洞,什么时候清理干净什么时候才能钻孔,只有这些工序都检查合格后才能进入装药这道工序。钻孔在爆破的时候如果出现了梯段爆破、预裂爆破或者光面爆破的现象就不能预留保护层内。坝基两侧边坡在设计的时候要灵活一些,最好用预裂爆破或者深入空穴梯段的方法开展施工,这样能使边坡开挖的质量更好一些。对于坝基周边有马道的情况,更要注意爆破的方式,最好采用光面爆破,能保证坝基的开挖质量。
1.2 控制坝基基础开挖
要想保证施工更加准确,施工前就应该对现场情况进行考察,并分析技术要点,而且施工的时候,相关的设计人员还要到现场去指导施工技术,使钻孔质量有所保证。同时,要想使坝基的轮廓开挖比较准确,就要在施工的时候控制好测量放样工作,同时质量控制人员和工程监理人员要做好测量数据的记录工作,并和预期的数据去对比,将误差控制在最小值。
2 控制好爆破参数
坝基开挖之前,水利工程师和相关监理人员要对施工现场进行勘察,了解土质岩石情况和自然环境,然后再根据实际情况去制定施工计划,并按工序的先后去分布炸药的位置,制定出严密的爆破计划,并控制好爆破的各项参数,便于施工方案的后期优化工作。控制好爆破的参数主要从装药的参数以及钻孔的参数这两个方面去考虑,在爆破装药之前,工程质量部门要还对钻孔的各项数据信息做好检测工作,只有检测合格才可以进入到装药环节,这些数据信息都是要上交质监部门去验收的,得到了工程师和监理领导的批准,并得到相关部门的保护之后才能进行爆破。
此类工程的爆破工作需要在执行具体操作之前做好充分的资料查询和分析工作,通过阅读相同施工环境下的类似工程爆破施工记录来借鉴和积累施工经验,并且在开展正式施工之前还要反复进行爆破实验,从而达到提高爆破成功率的目的,另外,在爆破施工完成之后还要对项目的爆破效果展开客观公正的评估工作。在坝基开挖施工实施时工程企业通常会使用预裂爆破技术,该技术的应用可以大大降低爆破所产生的震动波对边坡施工效果造成的破坏,同时实现对爆破工作所使用的炸药数量的控制。这样可以在保证水利工程施工质量的同时提高水利工程施工的安全性,确保施工人员的人身安全,优化施工方案结构,节约工程建设的投资成本。
3 水坝坝基开挖施工质量控制
虽然坝基开挖施工是水利工程的基础性施工环节,但它并不是整个工程施工的第一个环节,坝基开挖需要在边坡施工完成之后才能开展,所以为了保证水利工程坝基施工的质量,提高边坡施工的质量是非常必要的,完成了边坡施工环节之后才能执行坝基开挖的操作步骤。在坝基开挖施工工作开展之前一定做好充足的施工准备工作,施工钻孔位置的监测、炸药数量的控制以及爆破具置的确定都需要进行严格的控制和反复确定;在执行具体开挖工作时还要避免挖掘过度的问题,这样才能确保工程施工位置土壤的坚固程度;另外,还要对坝基开挖的施工过程和爆破操作效果进行随时监督,以降低挖掘不规范、爆破失误等情况出现的可能性。同时,对一些土质比较脆弱,不适合开展挖掘工作的区域要做好充分的保障工作,奠定好坚实的施工基础,防止塌方事故和返工情况出现,从而保证工程施工的进度,防止工期延误。
坝基开挖施工中包含很多具体的施工细节,这些具体施工步骤的造成质量是影响开挖施工工作的重要因素,所以在施工过程中一定要对每一个施工步骤和能够影响工程质量的各施工元素都进行严格的质量管控,并且要遵循建设施工规范以及工程施工方案落实具体操作,工程设计人员要实现与施工人员、工程管理人员的良好沟通,完成好技术交底工作。另外,在实施施工操作时要使用机械设备进行挖掘,这样既能够保证挖掘施工的精确度,还能够提高挖掘面表层的平整性,从而提高水利工程坝基的坚固性。
4 坝基开挖施工工艺
在进行坝基开挖的过程中,应该重视坝基开挖施工工艺的使用,确保坝基建设的施工质量,避免由于施工工艺问题而引起的后续隐患。所以在实施放点前,相关安全人员必须对爆破设计坐标点进行反复校核,在确认坐标点无误后逐孔放置预裂孔孔位、方位点。此处的点位偏差不能够超过一公分。放点时可能会因为施工地点的地下水蕴藏量较丰富,在爆破后会产生低洼的部位有积水渗出的现象,这时要及时采用人工现场拌制水泥砂浆填平的处理办法进行弥补。在放点结束后要进行各点位清点与编号,使用尼龙织物袋进行压盖保护,防止因为自然因素和人为因素造成的点位丢失。
结束语
综上所述,我国大部分水利工程施工的区域位置都比较偏远,所以在开展坝基施工的地区的地理环境大多比较恶劣,所以工程施工的难度非常高,这就使得坝基施工对基础的要求标准非常高,如果技术施工不当或工程管理质量过低将会对水利工程整体质量早还曾呢个非常严重的影响。因此,在开展水利工程坝基施工之前一定要对工程施工地点的环境进行综合考量,然后制定出适合该地区地质环境的最佳施工方案,并且要安排工程管理人员对工程的实际施工状况进行监督,进最大努力避免建设施工中的误差,确保工程工期,为水利工程建设施工的顺利开展创造便利基础。
参考文献
关键词:山区公路;路基施工;施工技术;质量控制
中图分类号:U416.1 文献标识码:B
引言
公路建设过程中,路线很多经过山区。与在平原地区不同,山区地形复杂,地势高低不平,为公路建设带来了很大的困难,为满足公路线形及相关指标要求,不得不深挖高填,进而对路基施工技术以及质量控制均提出了十分严格的要求。因此,必须在充分考虑地形等外界因素的影响下,优化路基施工技术,确保技术可以满足工程所需,并切实加强质量控制,消除安全质量隐患和问题,进而从根本上提高山区公路施工质量。
1山区公路路基施工技术
1.1土方开挖
1.1.1要准确定位除施工单位配合设计单位完成交接桩外,施工现场的放样工作尤为重要,为保证高边坡及路基施工质量,必须准确放样,定位准确。1.1.2选择方案采取哪种方案进行开挖也很重要,既能保证工期又能保证施工质量,还能节约成本。清理施工现场,拆除所有对施工带来的阻碍的障碍物,拆除后对地面上的杂物进行清除,局部坑洼需回填压实,并落实临时排水,为正式施工的开展做好准备。1.1.3选择机械根据开挖方案选择机械组合,提高效率。开挖过程中应对测设边线桩予以重视,以确保路基边坡稳定、可靠。当开挖深度迫近设计标高后,为有效弥补压实沉降,需预留厚度为20cm左右的作业土层。对于路堑与零填等路段而言,需使用25t振动碾压机进行压实,同时使用核子密度仪等设备对实际压实度进行检测。1.1.4质量保证措施根据施工季节、施工方案严格按照施工图及相关技术规范进行施工。
1.2石方开挖
1.2.1施工方案山区公路路基施工流程如图1所示。在山区中,石方段分布较为集中,其深挖段通常较多。为保证石方开挖质量,选取“钻爆装运压”流水式施工方案。统筹规划、科学组织,充分发挥出机械化作业所具有的高效率、高强度特点。对于开挖深度超过4m的石方段,应使用“中、深孔预松爆破法”进行施工;对路堑边坡提出较高要求的石方段,需在距离坡面约4m的位置使用“光面爆破法”进行施工,以此有效保证边坡稳定性。此外,使用“预裂爆破法”或“微差爆破法”可以对路基边坡的成型进行有效的控制,降低爆破施工所产生的震动对周边环境的影响。爆破石方需使用自动装卸机与自卸车辆运出施工现场。1.2.2钻爆设计方案⑴中、深孔预松爆破法参数如表1所示,预裂爆破法参数如表2所示。⑵炸药结构:①深孔爆破:炮孔深度小于6m的深孔松动爆破使用连续式装药法;炮孔深度大于6m的深孔松动爆破使用上下间隔式装药法。装药完成后需对炮孔进行封堵,封堵材料选用粘性黄土,回填与捣实同时进行,回填黄土中不得含有石块,否则会卡塞炮孔。②浅孔爆破:主要使用连续式装药法,炮孔封堵要求与深孔爆破基本相同。③预裂爆破:使用串状式间隔装药法,为避免装药时药卷弯曲,可在药卷上捆绑竹片进行加固。④堵塞:使用土料封堵没有进行装药的孔段。为避免土料进入装药孔段,可在封堵前用长棍将牛皮纸捅到指定深度,然后进行炮孔封堵,涂料回填后需进行捣实,但要注意捣实力度。⑤起爆装置:导爆管。⑥起爆顺序:单边坡路基石方开挖爆破施工使用V形起爆方案。双边坡路基石方开挖爆破施工使用梯形起爆方案。起爆微差不得超过50ms。⑦网路形式:按照“孔外排间延时、孔外同排立发、孔内同段滞后”的基本原则进行设计,如果爆破范围较大,需在施工前按1∶1的比例进行试验爆破。
1.3路基填筑
山区公路的路基填筑施工大多采取“全断面分层法”,从路基的最低端开始逐层向上层进行填筑,并同步碾压密实。如果路基存在12%以上的纵坡,需按照设计要求进行台阶开挖。不同种类和性质的填筑材料应采取分层分段法进行填筑,相同水平层的路基需使用同一种填筑材料,每一类填筑材料在完全压实以后的厚度不得低于50cm。非岩性路堤在进行填筑时要对含水量进行严格的控制,尽量达到最佳含水量。填石路堤中所用的填筑材料粒径不得超出50cm,且不能超过路堤总厚度的2/3,路床下层的40cm区域内,填筑材料粒径不得低于150cm,路床上的填筑材料粒径应尽量控制在10cm以内。二级以上含二级公路的路堤应进行分层分段填筑,并进行压实处理。用于压实处理的机械为18t振动碾压机,压实完成以后需根据沉降差指标对施工质量进行检测。
2山区公路路基施工质量控制
2.1基底与边界施工质量控制
对路堤进行填筑之前,需对地面实施全面处理。当填筑的高度低于1m时,应清理掉施工范围内的所有树根与草丛等杂物;若基底表层覆盖一定厚度的腐殖土,则应对其进行换填处理,表层厚度通常不少于30cm,同时进行分层压实。对于填筑施工而言,主要分成三个环节,分别为填前处理、填中处理与排水设置。其中,填前处理主要是指在施工前对地基进行加固或换填处理,并碾压充分;填中处理为根据工程的具体要求进行针对性处理,确保施工面保持良好的状态;排水设置可采用纵向布置渗沟、横向开挖盲沟等方式,施工中应注意有关排水的隐蔽工程质量控制,以保证排水设施的寿命。
2.2三背回填质量控制
山区公路施工中的涵洞、桥涵以及挡土墙的回填被统称为“三背回填”,其质量控制措施如下。2.2.1严把填料质量选取具有较大内磨角的填料,比如碎石、砂砾等,严格控制细料的含量,若为砂性土,则实际含砂率不得低于60%,并确保碾压充分、密实。2.2.2注重施工排水回填排水对于施工而言至关重要,尤其是构造物后方的填料,在施工过程中极易出现积水下陷等问题。为此,施工中应注意排水的实际坡度,并设置合理的地上与地下排水设施,比如泄水管与盲沟等。分层填筑的厚度应控制在15cm以内。2.2.3加强回填预压加强预压是提高压实效果的有效措施之一,预压的重点是确定合理的荷载与时间,具体施工中应以规范和预期目标为基准。2.2.4提升质量标准在满足施工要求的基础上,适当提升质量标准,以更好的约束施工人员的行为,从而在最大程度上降低路基沉降。
2.3挖填质量控制
2.3.1填料选择选择填料的过程中,需要准确辨别填土、土石混填与填石路基,并在施工开始前做好试验工作,使用满足需求的填料。充分掌握在现有施工条件下的参数与规律,保证施工满足规范的要求。2.3.2雨季施工雨季施工过程中,应将砂土、砾石等作为主要填料,并设置临时排水沟,以防场地积水。按分层填筑要求进行路堤施工,每层填筑完后需在当天内进行压实,此外,每个填筑层应有2%~4%的坡度来进行排水。2.3.3冬季施工土质路堤不能在冬季进行施工,冬季路堤填筑施工中,应按照横断面进行全宽平填,每一层的松铺厚度取标准要求的七到八成,并在当日进行压实处理。
2.4材料质量控制
材料是公路工程建设的物质基础,路基施工过程中,必须对材料质量进行严格控制,采购与设计要求和施工标准要求相符的填筑材料,材料进场前后都需进行质量抽检,未经抽检或抽检不合格的材料一律禁止进场使用。正式施工以前,需对场地土质进行室内试验,根据试验结果编制填筑施工方案,填筑过程中还要对填筑材料的粒径等进行控制。
2.5边坡施工质量控制
如果路基坡度正常,即使边坡的坡度较大,也能使路基保持相对稳定,然而在实际情况中,尤其是山区公路,影响因素繁多,包括气候、水文地质等都会对公路施工造成不同程度的影响,因此,在实际施工中只考虑边坡高度或者是路基的坡度还是远远不够的,还需关注外界因素的影响,在此基础上给出综合设计方案,明确各项应急处理办法。比如,在对路基进行设计时,如果填土高度超过标准值,则应采取吹填砂等措施。软基施工中,由于软基极易出现沉降,所以在边坡设计工作中,应预留一定沉降坡度。
2.6防护施工质量控制
山区公路路基施工完成以后,必须采取相应的防护措施,比如在路基的边坡上铺设草皮等,这样可以使公路与周围自然环境相协调,可以有效防止岩层脱落,这种养护方法十分常用,但对路基的坡度有一定要求,坡度较大的路基不适宜使用这种方法。还能采取设置土工格栅的方法,一方面防止岩土脱落,另一方面还能进一步加固路基边坡。此外,还可采取设置导流结构物的方式进行排水,以达到减少水流破坏的目的。
3结语
总而言之,山区公路路基施工难度较大,加之外界环境的影响,十分容易出现各类质量问题。这就要求设计、施工人员必须严格把控施工技术,注重每一项技术的要点和细节,在遵循施工原则的基础上,结合实际情况,编制合理的施工方案,并在施工的过程中加强质量管控,消除潜在隐患,为确保山区公路路基施工质量奠定良好的基础。
参考文献:
[1]翟文静.山区公路路基施工技术及质量控制[J].北京建筑工程学院学报,2011(1):65-68.
[2]陈晓峰.山区公路路基施工技术及质量控制要点分析[J].中小企业管理与科技:上旬刊,2015(1):108.
关键词:高速公路;隧道;爆破;施工技术
社会经济的飞速发展,让现代交通建设步伐也不断加快,社会各界对于高速公路的施工质量也提出了更高的要求,而隧道爆破施工则是高速公路工程建设中至关重要的一项工作,如果高速公路隧道爆破施工质量不佳,对整个工程的施工质量与安全都会产生影响,因此,选择适当的爆破施工技术、设计合理的爆破方案,提升隧道爆破的施工质量,不仅可以提升高速公路的施工效率,确保工程施工的顺利开展,更是影响整个高速公路施工质量的关键,施工单位必须给予高度的重视。
1工程概况
现以当金山隧道为例,该隧道自西北向南东向起,需斜穿当金山与阿尔金山山脉,金山北坡为进口端,大鄂博头沟左岸为出口,隧道起讫桩号:YK278+350(ZK278+351)-YK282+768(ZK282+792),总长度:4418m,埋深最高:460m,是高寒干旱地区的双洞石质特长型隧道,隧道依据双洞单进行分离设计,设计车速为80Km/h,行车道宽:7.5m,左侧向:0.5m,右侧向:0.75m,检修道宽分别为:0.75m,建筑的限界宽:10.25m,高:5m;隧道内紧急停车带右侧向宽:3.75m,建筑限界宽:13.25m,高5.0m;车行横洞限宽:4m,高:5m;人行横洞限宽:2m,高:2.5m。该隧道处于中高山区,由东向西延伸,域内山势陡峻,层峦叠嶂,且植被稀少,基岩裸露明显,沟谷纵横,山体南北两侧宽度为:11-35km,山体总宽度:13km,:“V”大沟谷百居多,两侧山坡坡度:30-60°,北坡尤其陡峻,南坡略缓,地表严重风化,破碎岩体较多,地形地貌主要由东西向的断裂构造控制,隧道经由山梁北坡的临近区断裂F1、F2及F3,地势偏低,东西向的多沟谷,地形较破碎,地表被强烈切割,起伏过大,岩体严重风化、褶皱;南坡的山体非常陡峻,地势偏高,山脊高耸,地表切割小,坡体相对完整,隧道轴线方向为:SE108°,地面高程:3000-3540m,相对高差大约:540m。
2高速公路隧道爆破施工方案与工艺流程
2.1爆破施工方案
依据该隧道地质条件,隧洞爆破控制工程主要选择以下施工方法:针对II、III级围岩,选择光面爆破法;针对Ⅳ级围岩,则选择的分台阶法,交叉段的高速公路振速允许为2cm/s,对单段的最大装药量进行严格控制,以确保高速公路运行后的安全性。为了对控爆、钻爆参数进行合理控制,选择最佳的炸药单耗,先对安全防护措施效果进行验证,同时检测爆破振动会对沈海高速福泉段地下管线产生的影响,为确保爆破安全,应先进行试爆与爆破振动监测,如果遭遇断层破碎带、软弱围岩以及涌水地段,应先做加固处理,确保止水后,再进行开挖施工;如果围岩的稳定性差或是围岩破碎严重,需采用大管棚进行超前支护,隧道开挖方案需依据围岩与实际情况进行选择[1]。
2.2爆破工艺流程
隧道爆破施工的工艺流程为:施工前准备测量放线、钻孔清孔处理连线、装药爆破施工通风处理的危石出渣(如图1所示),具体内容如下:
2.2.1测量放线与钻孔。爆破开始前,依据工程设计方案实施测量放线,如中线、拱顶以及起拱线等,明确爆破轮廓线和爆破位置,在采用光面爆破形式时,要注意先预留600mm的光爆层,依据施工方案要求,将槽眼于规定掌子面位置设置。
2.2.2清孔处理。掏槽眼,由于孔深度相较于周边位置槽眼深出100mm,故为了确保证孔位垂直掌子面,让其始终保持在中心线,眼底与眼口间隔误差必须低于50mm;辅助眼,深度为1.1m,垂直掌子面,平行于中心,二圈眼平行于光面爆破眼平行。光面爆破眼,此眼在整个爆破施工中有着极其重要的作用,需将其于轮廓线位置开设,间距a=400-500mm,眼底与眼口差应于30mm,外率2-3%;对钻孔进行清洗,将内部泥浆完全清除[2]。
2.2.3装药与起爆网络连线。装药方式主要包括2种,即装入光爆孔的准20小药卷和准32装入的大药卷,装药成功后,要确保孔内炮泥填充充份,分度与深度:150-200mm;连接起爆网络,于槽眼内置入7m毫秒非电导爆管雷管,以每15-18根导爆管,制成一簇,每簇均与爆管连接,最后对传爆管与导爆管进行组合,使其成为一簇,确保任何1发雷管爆炸,均能让整个部分爆炸。装药与起爆网络连线时,依据设计孔眼完成装药,雷管的数量必须与实际施工需求符合,且确保准确连线,最大程度的提升爆破效果。
2.2.4爆破、通风以及危石处理。爆破、通风成功后,应该安排专业技术水平较高,且经验丰富的人员进入爆破面,对危石进行处理,确保顶部围岩稳定达标之后,方能进行后续施工[3]。
3隧道爆破相关参数设计
3.1先择合理的爆破控制参数
在布眼钻孔施工开始前,首先依据施工方案提出的相关要求,选择爆破技术,并在设计位置以试验方式进行确定,依据爆破监测获取参数作出合理调整,最终设定出佳的施工技术参数。本隧道施工的爆破参数如下:D(炮眼直径)=42mm;孔距:E(光爆眼)=400mm,F(预裂眼)=400mm,依据地质勘测结果可知,本工程施工所处位置以Ⅲ级、Ⅳ级围岩居多,Ⅳ级围岩采用台阶法爆破,Ⅲ级则选择光面爆破,在爆破参数方面,2种方法均以工程经验和施工规范进行设定(见表1),确保槽眼的监督、辅助眼间均达到工程标准,周边眼施工依据开挖轮廓线进行,采用准20mm的小直径药卷,并采用不耦合方式填充炮眼部分,降低震动影降至最低;药量布置依据工程实际需求进行,确保周边岩石的稳定性符合工程要求;布置槽眼时,应以隧道开挖断面下部部的隧道重心作为依据,若此时无需加大药量,则更有利于后面的爆破施工[4-5]。
3.2炮眼布置
光面爆破和周边眼都必须沿轮廓线完成斜打眼,斜度参数:1.7-2.5°,二圈眼应和光爆眼布置保持平行,斜率:3-6%;掘进槽眼必须与导洞当中的中线保持平行;掏槽眼以竖直方式进行设置,深度比其它槽眼深出200-300mm左右。台阶法爆破掏槽眼同样为斜打眼,眼深度:2.5-3m,倾斜度:45-60°,眼底间的距离:20cm,眼口的水平距离:5m,两排眼之间的间距:30cm[6-7]。
3.3选择炸药和雷管
炸药选择2号乳化炸药完成爆破,采用准32mm、准20mm药卷,以准20mm的小药卷进行爆破施工,槽眼装入准20小药卷,结构形式为不耦合形式;其余炮眼均装入准32药卷,结构为底部连续,采用炮泥完成填充,此项工程中主要选择非电毫秒雷管与导爆管组合完成爆破[8]。
3.4起爆顺序
起爆严格依据相关规定进行,以确保爆破效果,当中的光面爆破,以先槽眼装药起爆,再起爆周边眼的顺序施工,台阶爆破法则以相反方式进行,依据爆破的原理,相邻的两次爆破必须保持足够的间隔距离,并依据爆破顺序设定,以确保爆破质量符合工程标准,满足后续施工要求[9]。
3.5监控量测
依据隧道工程的地质特点,对Ⅲ级与Ⅳ级围岩地段进行应测,观察地质与支护状况、水平收敛、拱腰收敛,同时进行拱顶下沉量测、锚杆内力量测;对围岩内部的位移情况、钢支撑内力、喷混凝土的实际应力、二次衬砌压的应力等进行量测,若发现净空位移量高于或者是相对于收敛沉速度,无稳定趋势,应马上采取衬砌结构的补强处理[10]。