锚索框架梁首件施工方案.docx
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锚索框架梁首件施工方案
深圳外环高速公路深圳段工程
第六合同段
锚索框架梁首件工程施工方案
编制：
审核：
审批：
中铁十八局集团有限公司
深圳外环高速公路第6标项目经理部
二〇一六年九月
第一章编制说明
1.1编制依据
（1）深圳外环高速公路深圳段一期工程第六合同段施工招、投标文件；
（2）深圳外环高速公路深圳段一期工程第六合同段两阶段施工图设计文件、施工承包合同；
（3）《公路工程施工安全技术规范》（JTGF90-2015）；
（4）《公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）》;
（5）《广东省高速公路建设标准化管理规定》；
（6）《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）；
（7）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
（8）《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）；
（9）《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》（JGJ85-2010）；
（10）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2011）；
（11）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）95；
（12）《深圳外环高速公路（深圳段）项目标准化管理手册》及《广东省高速公路建设标准化管理指南》；
（13）《中华人民共和国环境保护法》及相关法律法规，执行所在地的环境保护、水土保持等法规；
1.2编制范围
深圳外环高速公路深圳段一期工程第六合同段内K29+800-K29+932.2右侧边坡锚索格梁首件工程。
1.3编制目的
通过本首件方案的编制和首件工程的实施，确定拟定的施工方案的可行性，验证拟定方案的可操作性，指导深圳外环高速六合同段的锚杆格梁防护施工，确保施工质量，明确施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准。
特制定本首件方案。
1.4编制原则
（1）施工组织原则
在仔细考察工程实地情况，认真研究招标文件和有关规定的基础上，针对本工程特点、施工条件，结合我单位施工力量、机械装备等实际情况，科学合理地组织施工。
组织精干、高效的项目管理机构，选派具有多年公路路基工程专业施工经验的管理人员和技术人员组成强有力的项目领导班子。
（2）施工队伍原则
根据不同的工程内容组织相应的专业施工队伍，调集具有类似工程施工经验的专业施工队参加本工程施工。
（3）工程管理原则
运用科学先进的工程施工组织管理技术，统筹计划，合理安排，平行流水作业，分区均衡施工。
（4）机械设备原则
采用先进的机械设备组成配套合理、高效的机械化作业线，提高机械化施工程度。
统筹安排施工，降低工程成本，减轻劳动强度，提高劳动生产率，充分发挥机械设备的生产能力。
（5）施工工艺原则
根据工程特点和施工内容，结合我公司多年来的类似工程施工经验，采用先进成熟的施工工艺，实行样板引路、试验先行。
不断运用新技术、新工艺、新材料、新设备。
（6）资源配置原则
贯彻开源节流、精打细算、就地取材的原则，尽量利用当地资源，充分利用既有设施，减少临时工程，降低工程成本，提高经济效益。
（7）质量管理原则
严格按照ISO9002国际质量认证体系和项目法施工要求进行施工管理和质量控制。
建立健全质量保证体系，强化工程施工技术管理，使各项管理工作落实到实处，为本标段工程施工创造良好条件。
（8）确保工期的原则
严格遵守业主所规定的工程施工工期，根据本合同段公路工程的特点和要求，在保证质量、安全可靠的前提下按轻重缓急的原则，合理地安排施工程序与顺序，优化资源配置，分期分批组织施工，各工序紧密衔接，避免不必要的重复工作，以保证施工连续均衡有序地进行，施工进度安排时充分考虑气候、季节（大风、雨季）对施工的影响，确保施工工期并力争提前完成。
（9）安全第一、预防为主的原则
确立安全工作目标、完善规章制度、层层签订安全生产责任状，强化安全教育和狠抓现场各项制度、措施的落实，确保安全生产目标的实现。
（10）降低工程成本的原则。
结合现场实际情况，尽量利用原有或就近已有的设施，减少各种临时工程；尽量利用当地合格资源，合理安排运输装卸与储存作业，减少物资运输周转工作量。
（11）文明施工原则
施工现场实行规范化管理，标准化作业，强化安全生产、环境保护与水土保持措施，维护当地优美良好的景观环境。
（12）保护环境的原则
严格贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，严格按《公路环境保护设计规范》（JTGB204－2010）进行施工，施工中贯彻以防为主、以治为辅、综合治理的原则，尽可能地保护和改善公路环境质量。
第二章工程概况
2.1工程概况
深圳外环高速公路位于深圳市东北部，为深圳市西东向的一条外环快速干线，是深圳市“七横十三纵”干线路网布局的重要组成部分，为完善深圳市现代化交通路网体系，实现建成“七横十三纵”的高、快速路网目标，也是广东省“九纵五横两环”高速公路主骨架网中的加密线。
外环高速公路地理位置图见图2.1-1。
图2.1-1外环高速公路地理位置图
深圳外环高速公路起于深圳宝安区沙井街道海上田园北侧（接广深沿江高速公路），总体往东经深圳市宝安区松岗街道，光明新区光明、公明办事处，龙华新区观澜办事处，东莞市塘厦、清溪、凤岗镇，龙岗区龙城、坪地街道，坪山新区坑梓、坪山街道，终于大鹏新区葵涌办事处高源村（接盐坝高速公路），路线全长约93.2km，分为深圳段和东莞段实施。
本标段起点里程为K26+460，接第五合同段终点（白花洞工业区北侧）；终点里程为K35+670，终点位于观澜河大桥，接深圳外环高速东莞段起点，全长9.21公里。
本标地理位置见2.1-2。
图2.1-2本标段线路谷歌地形图
2.2锚索框格梁首件工程概况及数量
根据施工现场条件比较，本标段选取K29+800-K29+932.2右侧边坡作为锚索首件工程。
坡长324.4m，边坡共分4级。
一级边坡高10m，坡率0.75，平台宽2m，（K29+800-K29+932.2）锚索框架梁防护；二级边坡高10m，坡率0.75，平台宽2m，（K29+800-K29+811）人字形预制块骨架防护、（K29+811-K29+932.2）锚索框架梁防护，（K29+919-K29+932.2）人字形预制块骨架防护；三级边坡高10m，坡率1，平台宽2m，（K29+809-K29+920）人字形预制块骨架防护；四级边坡高11.12m，坡率1.25，挂CF网植草。
具体见表2.2-1。
锚索及框架梁设计一览表如下：
序号
起迄桩号
位置
挖方高度
边坡级数
加固防护类型
加固
长度（m）
m
共n级
第n级
1
K29+800
～
K29+932.2）
右侧
10.0
共4级
第1级
锚杆格梁防护
132.2
K29+811
～
K29+932.2
右侧
10.0
第2级
锚索框梁防护
121.2
平面图如下
2、锚索框格梁主要工程量：
锚索格梁防护
加固面积
m2
3020.15
挖基
挖土（石）
m3
239.96
格梁
C25混凝土
m3
319.95
HPB300钢筋
kg
19161.45
HRB400钢筋
kg
51456.65
M10肋条砂浆
m3
锚索
φ60mm钢管导向帽
kg
261.89
φ76mm钢套管
kg
165.90
φ150mm钻孔
m
5991
φ15.24钢绞线
m
28177.50
OVM15-4锚具
套
237
注浆PVC管φ22mm
m
5332
二次注浆钢管
m
孔内注M30水泥浆
m3
70.18
2.3首件目标
K29+800～K29+932.2右侧边坡锚索框架梁首件的施工，取得相关的技术参数，确定拟定的施工方案的可行性，为后续施工总结相关经验，通过首件工程施工的特点来确定最优秀的施工工艺和施工组织。
第三章施工总体部署
3.1施工布置
施工准备：
人员及设备进场→临时设施施工→阅读、学习设计文件及招标文件等→测量复核控制点及恢复路线中桩及红线→各项试验准备→锚索框格梁首件施工方案编制→开工报告→开工。
施工顺序：
由上向下，依次展开，逐级开挖，逐级防护，防护采取“动态设计”，开挖一级，防护一级。
3.2技术准备
（1）做好施工图设计文件的复核及技术资料的准备，全面熟悉核对设计文件，充分了解设计意图，核对现场地形及地质、水文资料是否与设计文件一致，位置和高程是否与现场排水系统相吻合等，若发现与设计文件存在差异时，应及时联系监理单位、业主和设计单位进行调整。
（2）建立测量平面、高程控制网，根据施工需要，适时加密水准点和附合导线控制点，确保测量的精度和准确性。
（3）建立工地试验室，配备数量、精度满足要求的试验检测仪器，完善各种检测措施，所有检测设备、仪表、计量器具先请有关部门进行标定，同时申报工地试验室的临时资质；组织试验人员做好各种原材料（砂、碎石、水泥、钢筋等）的取样、检验工作和砼、砂浆配合比设计工作。
3.3材料准备
3.3.1砼材料：
①水泥：
选用42.5硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其氯化物和硫酸盐的含量应严格控制，以免对锚杆锚索的腐蚀。
使用前必须查明其品种、强度等级，应具有出厂质量证明，到场后应分批见证取样，复试合格后才准使用；严禁使用快硬水泥浇筑水下混凝土。
水泥在运输过程中必须用防水篷布或其他有效的防水覆盖物加以覆盖。
水泥库应通风良好，室内干燥，有有效防雨潮措施。
存放高度应高于地面0.3m。
不同种类水泥应贮存于不同库房；不同批水泥，其贮存方式应便于进货先后时间使用。
水泥在进货后应及时使用，使用时应为松散的流动体，不应有结块。
散装水泥运输车辆的贮料斗和筒仓，不应残留不同类型不同级别的水泥。
水泥应，贮存足够数量，以满足混凝土浇注要求。
任何时候不能因水泥供应而中断混凝土施工。
②粗集料：
本项目采用质地坚硬的碎石，碎石粒径5-20mm。
③细集料：
选用质地坚硬、洁净的河砂，砂的含泥量不大于3%，无垃圾、草根、泥块等杂物。
④拌和用水：
不应含有影响混凝土正常凝结硬化及对钢筋有腐蚀作用的有害物质；污水、泥水、ph值小于4 的酸性水等，均不得用于混凝土拌合；经试验，水质符合要求。
3.3.2锚索及锚具管材：
①每束锚索采用股Φ15.24的高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径15.2mm，标准强度为1860Mpa，符合冶金工业部现行的《预应力混凝土用钢绞线》国家标准GB5224-2003的规定。
②通过现场抽检钢绞线的强度、弹性模量、截面积、延伸量和硬度确定是否符合规定，对不合格产品严禁使用。
③要求钢绞线必须保证粘结力，无油污及泥土等物质沾污，及无腐蚀砸伤和死弯等;钢绞线运抵后应放置在室内并防止锈蚀。
④锚固端锚具采用OVM圆形锚具，四、五束锚索采用φ76钢套管配套，六束锚索采用φ90钢套管配套。
3.3.3砼：
框格梁砼采用C25混凝土，框架表面须平顺美观。
5.2.4砂浆：
①锚索灌注水泥砂浆采用的配比依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2011）的规定，浆体强度≥30Mpa，必须为生产日期在3个月内的42.5新鲜硅酸盐水泥配制的水泥砂浆，必要时适当增加早强剂。
② 水泥砌筑用水泥砂浆采用M7.5普通砌筑砂浆。
3.4施工用水
沿线水资源丰富，施工现场采用洒水车运输的方式满足现场的施工用水。
3.5施工用电
现场施工用电可以直接从预制梁场14#变压器接入，架设支线到达施工现场，以满足施工需要，同时配备1台120KW发电机作为现场施工用电的备用设备。
3.6施工便道
沿线交通发达，施工便道可以利于现有的乡村道路或扩宽和新建一部分临时道路满足现场施工需要。
4#施工便道可以作为该处边坡施工的进出场道路，所有材料、机械设备均可以通过该施工便道到达现场。
3.7资源配置
（1）人员配置
项目经理部根据总体施工进度计划安排，将安排路基排水工程施工三队伍负责该项工程的施工，同时项目经理部将配置具有多年施工经验的技术管理人员进行现场技术管理，保证该项工程的施工质量。
该项工程配置的主要管理人员12名，施工人员28人，具体见表3.5-1。
表3.5-1人员配置情况一览表
序号
主要管理人员
人数
1
项目副经理
1
2
项目总工
1
3
路基工程师
1
4
质检工程师
1
5
安全工程师
1
6
试验工程师
1
7
测量工程师
1
8
施工员
1
9
质检员
1
10
专职安全员
1
11
试验检测员
1
12
测量员
1
合计
12
主要施工人员
1
钻孔工
8
2
张拉工
6
3
注浆工
4
4
模板工
4
5
电工
2
6
砼工
6
7
空压机操作工
2
8
挖掘机司机
2
9
运输车司机
2
10
普工
4
合计
40
（2）施工机械设备配置
施工机械设备配置原则：
根据工期、施工方案及工程量，优化合理配备机械设备，
主要机械设备具体见表3.5-2，检测仪器设备见表3.5-3。
表3.5-2主要机械设备配置情况一览表
设备名称
规格型号
进场
进场日期
性能状况
拟用何处
号
数量（台）
1
挖掘机
CAT320D
1
/
良好
本标段
2
运输车
XS222J
2
/
良好
本标段
3
发电机
120KW
1
/
良好
本标段
4
锚杆钻机
MG-50
4
/
良好
本标段
5
空压机
VY-12
4
/
良好
本标段
6
注浆机
QB152
1
/
良好
本标段
7
轻型张拉穿心式
千斤顶
YCW60B
2
/
良好
本标段
8
张拉油泵
ZB4-500
2
/
良好
本标段
9
砂轮切割机
400型
2
/
良好
本标段
10
插入式振捣棒
2
/
良好
本标段
11
施工吊篮及配套器具
2
/
良好
本标段
12
风动凿岩机
1
/
良好
本标段
（3）主要材料供应计划
K29+800-K29+932.2右侧边坡锚索框架梁主要工程材料包括：
C25砼319.95m3，HPB300钢筋19161.45kg，HPB400钢筋51456.65kg,φ15.24钢绞线28177.50m,φ22mm注浆PVC管5232.6m.见表3.5-4。
表3.5-4主要工程材料数量表
序号
材料名称
单位
数量
备注
1
C25砼
m3
319.95
2
HPB300钢筋
kg
19161.45
3
HPB400钢筋
kg
51456.65
4
φ15.24钢绞线
m
28177.5
5
φ22mm注浆PVC管
m
5232.6
第四章施工进度计划
本工程计划开工日期为2017年1月11日，计划完工日期为2017年6月5日,具体施工进度安排如下：
（1）施工准备：
2016.12.21～2017.1.10；
（2）路基土方开挖：
2017.1.11～2017.3.11；（开挖至第一级边坡）
（3）测量放样：
2017.3.10～2017.3.15；
（4）钻孔/清孔：
2017.3.16～2017.5.5；（4月10日开挖第一级边坡）
（5）下锚：
2017.3.20～2017.5.10；
（6）注浆：
2017.3.22～2017.5.12；
（7）施工锚梁：
2017.3.25～2017.5.15；
（8）张拉：
2017.3.31～2017.5.25；
（9）框架梁施工2017.4.5～2017.6.5
（未节省工期钻孔至张拉错开施工）
详见图4.1-1《K29+800～K29+932.2右侧边坡锚索框架梁施工进度计划横道图》。
第五章施工方法及施工工艺流程
5.1路堑开挖施工方法及工艺
5.1.1路堑开挖
施工工艺流程图如下：
不合格
合格
不合格
合格
土方路堑施工工艺框图
5.1.2边坡开挖技术控制要点
①、路堑开挖除要求符合土石方开挖的要求外，在施工前应详细复查设计图纸所确定的路堑地段及路堑边坡的工程地质资料。
②、由于深挖路堑的边坡较高不易控制坡率，因此在施工前必须在坡口位置，先测量放样出坡口桩，以防施工中边坡错位。
③、根据现场的地形，采用以下两种开挖方案：
a、当挖方地段沿路线纵向地形相对较缓，则采用自卸汽车配合挖掘机直接开挖。
沿路线方向开施工便道，便道纵坡应保证自卸汽车空车在正常情况下能顺利爬到坡顶，为施工安全，在路线左右幅各开一条施工便道，上下汽车分道行驶。
挖掘机从高至低分层开挖，每层开挖深度控制在3～4m，每幅宽度控制在8～10m。
b、当挖方地段沿路线纵向地形相对较陡，汽车无法抵达时，则利用推土机将山顶降低5～6m，再利用挖掘机开挖；在汽车可以抵达的位置处设一工作平台，用推土机将山顶的土推至平台处，挖掘机或装载机装车。
挖至挖掘机能够装车的位置后，再用第一种方法施工。
无论采用那种方法，施工都必须严格控制边坡坡率，边坡修整时预留0.2m用人工修整。
每降低一层重新测量放样。
在开挖过程发现土质变化较大时，及时报告监理工程师是否进行地质补勘或修改边坡坡率。
路堑开挖纵向顺序图
路堑开挖横向顺序图
④、挖至土石分界线时，经监理工程师现场确定后，按石方爆破施工。
a、边坡石方开挖采取自上而下的开挖方式，同时应作好边坡开口线上下一定范围内的锁口和锚固工作。
对于需要支护的边坡，采用边开挖边支护的方法，永久支护中的系统锚杆和喷混凝土与开挖工作面的高差不大于一个梯段高度，永久支护中的预应力锚索与开挖工作面的高差不大于两个梯段高度。
b、边坡开挖时，不得采用对坡面产生破坏的爆破方法。
①先进行主体石方开挖爆破，可在坡面3－5米以内预留保护层；再进行坡面预裂爆破，即采取小的爆破参数进行的剥离控制爆破，力求做到岩石原地龟裂松动即可，清除表土后，利用薄层剥离使之逐步形成坡面。
②小台阶法即浅孔台阶松动爆破法，是自上而下逐步形成台阶进行松动控制爆破的开挖方法，每级台阶高2.5m，台阶宽2.2m（沿线路方向）。
c、对于边坡易风化破碎或不稳定的岩体，应先做好施工安全防护，边开挖边支护。
在有断层和裂隙发育等地质缺陷的部位，应在支护作业完成后才能进行下一层的开挖。
d、在开挖面靠近平台设计高程时，平台预留1.5～2m的保护层，保护层开挖严格按照保护层开挖技术要求进行，并在平台外侧设置护栏及其它挡渣措施，以免石渣滑落。
e、边坡开挖的分层厚度应根据地形地质条件、两平台间的高差、钻孔设备和装载机械的技术参数等因素确定。
当挖到边坡平台位置时，采用机械整平后，测放下一级边坡开挖线，根据测放的开挖线往下一级继续开挖。
⑤、路堑路基施工遇到雨季时，对已开挖的边坡及时用防水材料覆盖，并修建一部分临时排水设施，防止边坡被冲刷。
5.2锚索框架格子梁施工方法及工艺
5.2.1锚索框架格梁施工工序
预应力锚索格子梁施工工艺
边坡开挖→测量放线→搭设脚手架→钻孔→清孔→下锚（与注浆管一起）→注浆→施工锚梁→张拉→锁定。
5.2.2搭设施工脚手架验算
1、脚手架搭设
脚手架钢管采用φ48x3.5mm钢管，钢管横向、纵向及竖直方向间距均为1．5m。
坡脚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，用钢管搭设专用上下梯道供工人上下行。
脚手架搭设形式见下图：
脚手架搭设形式
2、搭设要求
①、在脚手架搭设前，须先放出锚杆和框格梁的位置，以免与脚手架发生冲突。
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》（JGJ130-2001）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满铺，故搭设过程中注意施工安全、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砂岩，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槽，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。
3、脚手架验算
⑴、材料参数：
钢管支架为
=0.0384kN/m，Q235钢抗拉、抗压、抗弯强度设计值205N/mm2，弹性模量E=2.06×108N/mm2。
惯性矩
，截面抵抗矩
，截面积
，圆管回旋半径为
；
每延米重为3.841kg/m；脚手板0.4kN/m2；
、荷载分析
、永久荷载（恒荷载）
施工中的恒荷载包括脚手架结构自重。
包括脚手架的组成构件：
包括立杆、纵向、横向水平杆，支撑构件及连接他们的扣件重。
双排架的立柱，纵、横向水平杆及扣件重
脚手架自重计算简图
根据建筑施工脚手架4.7.2表4-14柱距1.5m，步距1.5m，折合到面荷载为0.279kN/m2，结构自重23.7kN。
、活荷载
施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重、风荷载。
、人群荷载取2kN/m2；
、机械设备单台YXZ70A钻机主机重8.5kN，单层计算荷载按照3跨内布置1台YXZ70A钻机，则机械均布荷载为1.3kN/m2。
、风荷载：
垂直于架体的风荷载应按下式进行计算
（
：
风压高度变化系数为3.12；
：
脚手架风荷载体型系数0.095；
：
基本风压0.25kN/m2）。
、脚手架搭设计算
脚手架为施工荷载由横向水平杆传至立柱，这纵向、横向水平杆内力、变形计算按《建筑脚手架施工手册》表4-33计算。
、纵向水平横杆验算
强度验算
荷载分析：
对于强度验算作用于水平横杆的荷载：
弯矩计算：
双排架
应力验算：
＜205N/mm2
满足规范要求。
刚度验算
满足规范要求
、横向水平杆验算
、强度验算
纵向水平横杆作用于横向水平横杆集中力为
、刚度验算
、扣件抗滑移计算内力
满足设计要求。
扣件螺栓拧紧扭力不下于40N.m，不大于65N.m确定。
、立杆稳定性验算
1）
立杆长细比
＜150，满足规范要求。
、基底及扶墙承载力验算
基底及扶墙承载力验算，受力模型对整个架体及模型进行整体受力分析。
支座最大反力为16kN,地板铺设Q235钢板为垫板尺寸为40cm×40cm,则地基承载力需满足：
普通粘土经过碾压处理可到达此基底承载力，满足施工要求。
垫板设置详见附图边坡防护脚手架设计图。
5.2.3人工凿除坡面松散岩石
1、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。
2、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。
3、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。
5.2.4锚索施工
1、锚索施工工艺流程
锚索施工流程：
确定孔位→钻机就位→调整角
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