路堑开挖施工工法.docx
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路堑开挖施工工法
路堑开挖
1、施工准备
(1)、首先对土石的工程分级与类别按规范要求进行鉴定,然后按机具开挖或爆破开挖分别进行施工分类。
(2)、测放出路堑的边线、中线,在路堑顶两侧每5.0m设一固定桩,并在施工中随时检查开挖坡度,及时纠正偏差,严防超、欠挖。
2、施工方法
路堑开挖方式根据地形情况、岩层产状、路堑断面及其长度并结合土方调配确定。
土质路堑采用逐层顺坡开挖;平缓地面上短而浅的土石路堑采用全断面开挖;平缓横坡上一般土石路堑采用横向台阶开挖,较深路堑采用分层开挖;土、石质傍山路堑采用纵向台阶开挖,边坡较高时要分层开挖,路堑较长时适当开设马口,以增加工作面。
硬岩路堑采用风动凿岩机、潜孔钻孔,预留光爆层控制爆破,装载机装车,自卸车运输的施工方法,以确保列车运行的安全。
土质、软岩路堑采用挖掘机或装载机挖、装,自卸汽车运输的施工方法。
3、路堑施工防、排水
路堑开挖前,要绘出堑顶截水沟、天沟的详图,放线施工,并随时检查维护,以防地表水冲刷。
天沟等引、截排水设施,须符合下列要求:
(1)、沟基稳定;
(2)、沟形整齐;
(3)、排水沟与桥涵及线路排水系统相衔接,确保沟水排泄不对路基、农田及其他建筑物产生危害;
(4)、天沟尽量不在地面坑凹处通过,如必须通过时,要将坑凹填平,然后挖沟,并防止不均匀沉降和变形;
(5)、天沟在开挖好后,立即铺砌浆砌片石防止渗水,保证边坡稳定。
在施工中及竣工后,确保排水系统畅通,不淤积、不堵塞。
4、开挖的基本要求
(1)、土方开挖时,将适用于种植草皮和其它用途的表土储存于指定地点。
(2)、开挖土石均自上而下进行,边坡不得乱挖超挖,严禁掏底开挖。
机械开挖时,需有人工配合。
(3)、开挖石方时,对于软石和强风化岩石,能用机械直接开挖的均选用机械开挖,人工配合;机械或人工不能直接开挖的石方,采用控制爆破法开挖
(4)、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,边坡上出现的坑穴、凹槽须进行嵌补平整。
(5)、开挖平台台面设有向路基侧沟排水的坡度。
(6)、开挖形成的边坡按设计要求及时防护,避免长期暴露,造成坡面坍塌。
(7)、弃土
在能保证路堑边坡和弃土堆自身稳定的情况下,并考虑地形以及对附近建筑物、农田、水利、河道、交通的影响,防止水土流失、淤塞排灌沟渠等弊端,合理确定弃土堆位置与高度。
尽量考虑以挖作填,必须弃舍时本着高土高弃、低土低弃、劣土废弃、优土还田的原则。
——路堑上方及和路堤边坡上不弃土;
——山坡上弃土,要连续堆填;山坡下弃土,每隔适当距离在低凹处留有缺口,并保证地面水顺利从缺口排出;
——沿河岸或傍山路堑的弃土,不弃入河道,以防挤压桥孔或涵洞出入口、改变水流方向和加剧对河岸的冲刷;
——贴近桥墩台处不弃土,以防造成偏压;
——不得将弃碴沿既有线路基堆放,防止造成路基偏压,影响运营安全。
5、控制边坡平顺性、稳定性的关键技术
(1)、预留光爆层
石质路堑采用爆破开挖时,施工中预留光爆层,利用二次爆破技术。
主要目的:
一是减少对路堑边坡及路堑基床下部岩石的爆破松动,二是提高开挖边坡的平顺性,减少超欠挖。
预留光爆层爆破通过试验确定爆破参数。
根据我们在多条干线上的施工经验,一般在炮孔底部装一管药卷,上部采用导爆索进行爆破,能取得令人十分满意的效果。
预留光爆层示意图见图1。
图1预留光爆层示意图
当岩层层理大体与边坡平行时,在岩层的走向、倾角不利于边坡稳定及施工安全的地段,采用顺层开挖,不得挖断岩层,且采取减弱施工振动的措施,当岩层层理与边坡成较大夹角时,采用浅孔光面爆破开挖边坡。
(2)、预留开挖层
土质路堑及软质岩石路堑开挖时,两边边坡预留20cm,底部预留20cm。
开挖至预留层时,停止机械开挖,待进行路基基床施工时,
用人工突击开挖。
(3)、当路堑坡面上出现坑穴、凹槽时,及时采取勾缝、灌浆、嵌补、支顶等措施防护进行加固。
①、勾缝及灌浆填缝时,先清除草根、泥土,并冲洗缝隙。
补缝前先涂一层水泥浆,以保证砂浆与岩石更好地结合,且在水泥浆凝固前进行补缝。
缝隙较深或外口小里口大时,必须将砂浆填满捣实。
补缝后3-5min进行抹平,使表面光滑,并用塑料薄膜覆盖养生。
对较大缝灌注水泥砂浆时,体积配合比不低于1:
5;大缝灌混凝土时,配合比不低于1:
4:
6。
插捣密实,灌满至缝口抹平。
②、嵌补坡面空洞及凹槽时,先清除松动岩石并将基座凿平一定宽度后再行砌筑,并做到嵌体稳固,表面平顺,周边封严。
③、在支顶危石悬岩时,其圬工基座置于完整的稳定岩体上,并根据地形情况进行整平或凿成台阶。
6、爆破设计
爆破作业在施工前,进行详细设计并进行爆破试验,通过试验进一步修正爆破设计。
根据本标段岩石的岩性、产状、路堑边坡高度及设计、监理的要求,选择浅孔爆破,爆破时严格控制用药量。
爆破后,必须使基床、边坡和堑顶山体稳定,不松动,爆出的坡面平顺,底板平整。
有凹凸不平处再用浆砌片石补齐。
(1)台阶浅孔爆破
①、选用凿岩机和潜孔钻机钻孔。
②、采用塑料导爆管非电复式起爆网路,孔内和孔外相结合的微差爆破网路,直线型起爆。
爆破起爆网路图见图2。
③、采用2~4m高的台阶,台阶宽度应能满足操作需要;炮孔方向大致与台阶壁面平行或垂直,并以较大角度与岩层面相交。
④、台阶浅孔爆破参数的选取及药量计算:
炮孔超钻深度h根据岩层石质情况决定:
h=μ'Wp
式中:
μ'—超钻系数,一般可取μ'=0.1~0.33,岩石较坚硬完整时取较高值,对松软岩石不宜超钻,底板处为破碎岩层时,适当欠钻。
Wp—台阶浅孔爆破底板抵抗线(m)。
装药深度不大于炮孔深度的2/3。
堵塞系数β(堵塞长度与底板抵抗线之比值):
当炮孔与台阶坡面大致平行时,取β=0.75,当炮孔垂直,台阶壁面角α为70o~60o时,可取β=0.75~1.20,α较大时,β取较小值。
Wp根据岩石类别特征、台阶高度H及其壁面角α、炮孔直径d、装药密度参数△及采用的堵塞、超钻系数β、μ'等综合计算确定。
同排炮孔间距a:
可在a=(1.0-1.5)Wp选取;岩石较坚硬完整时取较低值,反之,取较高值。
多排炮孔及排间距b:
布孔宜取梅花形,当各排炮孔间距、深度及单孔装药量均相同时,b=(0.8-0.9)a(前后排同时起爆),或b=(0.9~1.0)a(延期起爆)。
单个炮孔装药量Q(Kg),可分别按下式计算:
前排炮孔:
Q=qWpaH
后排炮孔:
Q=(1.25~1.3)qWpbH
式中:
Wp----台阶浅孔爆破底板抵抗线(m)
a、b----分别为炮孔间距、排距(m)
H----台阶高度(m)
q----台阶浅孔爆破正常松动药包的单位用药量(kg/m3)
q=0.33k,其中K为单位用药量。
k值参考施工规范和类似地质施工经验选取,取k=1.0~1.4(Kg/m3)。
当药包长度大于炮孔深度的2/3时,加密炮孔(减小a值)重新计算装药量。
(2)、零星孤石的爆破
零星孤石一般具有二个以上的临空面。
临空面越多,爆破单位体积石块所消耗的炸药量就越少,爆破效果也越好。
对同样体积的岩石,每增加一个临空面,单位炸药消耗量可减少10~20%。
因此,在实际施工中,尽可能增加需要爆破石块的临空面,如清除石块周围的堆积物,上次爆破为下次爆破创造临空面等。
大石改小爆破,药包中心(或多个炮孔的药包重心)接近石体中心,装药深度为炮孔深度的1/2左右;单个炮孔的药包重量按下式计算:
Q=VPnK'
式中:
Q—单个炮孔的药包装药量(Kg)
V—大石体积(m3)
Pn—几个临空面的药量修正系数;当n=3、4、5、6时,可依序取Pn=0.4、0.24、0.2、0.17;
K'—正常松动药包单位炸药消耗量,K'=0.33k,k值参考施工规范和类似地质施工经验选取,取k=1.1~1.5(Kg/m3)。
炮孔深度按岩块厚度确定,即:
L=(0.5~0.7)H
式中:
L—炮孔深度(m)
H—石块厚度(m)
(3)、爆破安全距离计算
在施工时要采取减弱震动爆破,尽量减少对路堑边坡的扰动,同时由于沿线村庄、高压电线、农田密布,爆破时必须限制飞石的距离。
在施工时考虑以上因素,对炸药量严格进行校核和控制,其参数可先由最小量起,逐次微量增加,在试爆中取值,且最小抵抗线方向必须避开保证对象。
①、个别飞石计算
为安全起见,浅孔爆破最小抵抗线方向个别飞石按下式计算:
L=20KAn2w
式中:
取KA=1.5;n值通过试验确定;w为前排底部抵抗线。
根据经验,对于背向最小抵抗线方向的距离减少一半。
②、爆破振动检算
爆破振动速度V用下式计算:
V=K(Q1/3/R)a
式中:
K、a—与爆破点地形、地质条件等有关的系数和振动波衰减指数,开工试验时,根据经验取K=200,a=1.7,待经过振动仪器的多次监测,得出较为准确的K、a计算值;
Q—分段最大药量(Kg);
R—爆破点至被保护建筑物的距离;
V—被保护建筑物的允许振动速度,参照《爆破安全规程》规定的允许值计算,每次爆破都进行计算,使爆破振动速度都小于允许值。
③、空气冲击波
浅孔爆破只要按设计进行堵塞、回填,冲击波可忽略不计。
(4)、爆破施工操作
①、钻孔
钻孔前,首先清理场地浮土、松石,然后进行测量按设计布孔,准备定位,采用YT25或YT28风动凿岩机钻孔。
石方量大的地方,选用潜孔钻机少量钻孔,以提高功效,且底部及边坡预留光爆层。
②、装药
装药前先清孔,检查炮孔的最小抵抗线与原设计有无变化,防止过小的抵抗线引起冲炮;检查孔深有无变化,并根据检查结果调整装药量。
干燥的孔可装散装的硝铵类炸药,潮湿的孔要对炸药进行防水处理或使用防水炸药。
③、堵塞
堵塞的作用在于使炸药得到良好的效果,同时改变爆后气体,堵塞的好坏还直接影响到装药量的多少。
堵塞材料选用砂粘土,并有一定的含水率。
堵塞长度在施工中根据孔径、最小抵抗线确定,一般不小于最小抵抗线。
④、爆破
a、爆破作业的组织与起爆
爆破作业一般在下班后进行。
爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒工作完成后,方可发出起爆命令。
爆破指挥人员严格执行预报、警戒和解除三种统一信号,并由爆破指挥人员统一发出。
防护、警戒人员按规定信号执行任务,不得擅离职守。
指定专人核对装炮、点炮。
起爆后由爆破作业人员检查结束,确认安全后,方可发出解除信号,撤出防护人员。
如发生瞎炮,要设立防护标志。
b、瞎炮的处理
由原装炮人员当班处理,特殊情况下如不可能时,装炮人员在现场将装炮情况、炮眼方向、装药数量交待给处理人员。
在对瞎炮孔内的爆破线路、导爆管等检查完好,并检查了瞎炮的抵抗线情况,重新布置警戒后,才能重新起爆。
⑤、爆破振动监测
采用Topbox508s振动信号自记仪进行振动监测。