路基高边坡专项施工技术方案一、编制依据1.1 、交通部《公路工程技术标准》JTGB01-2003;1.2 、《公路路基施工技术规范》 (JTG F10-2006);1.3 、《爆破安全规程》( GB-6722-2003);1.4 、路基施工设计图纸;1.5 、杭瑞高速公路工程招标文件及《总监办管理手册》;1.6 、我标段的施工现场的实际状况和地勘报告所示的地质状况。
二、工程概况我合同段起点桩号K180+00Q终点桩号K186+40Q全长6.4Km。
本段内有互通区一处,位于德江县煎茶镇,桩号K181+80C P K182+76Q连接线3.732 Km, 由互通连接至G326。
全标段路基挖方为145.4万方,填方137.8 万方,强夯11.53 万平方米。
其中最大填挖方段均在互通区,桩号K181+620.75-K183+291.15,挖方72万方,填方95 万方。
三、工程地质条件我项目沿线地形为山体及岩溶丘陵地带,具有丘陵与山体交错,以丘陵为主的特征,山高沟深,沟谷多呈“ V'字形。
区内岩溶地貌发育,地质情况复杂,多见峰林、洼地、谷地、溶洞、落水洞、地下暗河。
K180+00CP K186+400地处川黔南北向、北东向构造结合部位,受新华夏系干扰,构造线大部分程南北向、北东向,褶皱相伴着断裂,构造形迹复杂。
四、施工现场具体情况我合同段共有挖方145.4 万方,其中土方占15%,石方占85%。
在路基开挖过程中,发现我项目多数段落上覆较厚碎石、砂土,下部碎屑岩地层坡度较大且风化强烈,富含水分,地层见摩擦力较小,路基开挖过程中易诱发上覆土体延其软弱面滑动,形成碎石土滑塌。
全线路基挖方高边坡段落以石质挖方为主,挖方高度三30米的路基共有6段,分别是K180+00旷K180+160 段、K181+670- K181+790 段、K181+67旷K181+830 段、K182+84L K183+140 段、K183+54L K183+610 段、K184+25L K184+510段路基,其中最大挖方段落为K181+670- K181+790段,挖方深度为55.87m。
五、高边坡路基施工本合同段地形起伏较大,挖方深度大,且较为集中。
在路基挖方施工过程中工作面狭小,技术要求高,施工环境复杂,施工难度大,必须做到精心组织,精心施工。
5.1、石方爆破施工本合同段共有挖方145.4万方,其中75%为石质挖方,全线高边坡挖方均为石质挖方。
路基开挖断面主要有两种典型断面形式,即半填半挖断面和全挖断面。
5.1.1、爆破总体方案:根据不同施工断面及岩性情况,并充分考虑工效及安全制定爆破方案见:石方爆破总体设计方案。
石方爆破总体设计方案5.1.2、半挖半填开挖方案半挖半填断面开挖根据工作面情况,采用横向台阶爆破法、纵向台阶爆破法以及边坡的光面爆破方案:1、分层横向台阶爆破法分层横向台阶爆破方案适用于挖方较窄处,且对飞石要求严格控制地段爆破布眼方案见:分层横向台阶布眼图。
TTTTVniW I—平面图横剖面图分层横向台阶布眼图2、分层纵向台阶爆破法分层纵向台阶爆破方案适合于地势较平缓,离公路、河流较远路段,爆破布眼方案见:分层纵向台阶布眼图。
Floooooooooo oooooooooo o o oo o o o o o o a o o o o 0 0o g oO o O 0 o O O O 0 o o o o oo o o o o平面图纵剖面图分层纵向台阶布眼图_________3、边坡开挖按设计边坡度采用光面爆破开挖,孔径d=38mm炮眼间距a=500mm光面厚度W=600mm装药量0.20〜0.30kg/m,布眼图见:光面爆破布眼图。
aM-]—O O O C O O O OW-—O O O !::■ O 0 匚:光面爆破炮眼布置图II 待爆岩体乂堑f槽式5.2、高边坡路堑开挖方案 521、施工顺序高边坡路堑路段首先沿预定路基外侧向前形成一槽式堑沟(图中I 部分);然后再爆破剩余部份(图中II 部分),即所谓“留靴”爆破见:(“留靴”爆破最 终效果图),以阻止路基上部山体爆破岩石向下滚落。
爆破II 部分岩体时,采用 微差控制爆破形式以控制爆破抛石方向。
5.2.2、I 部分岩体爆破参数的确定(1)堑沟宽度如:(“留靴”爆破最终效果图),考虑便于汽车装运、钻孔设 备操作、爆破网络设计等因素,挖掘成 10m 宽的堑沟。
山坡轮廓线保留岩体“留靴”爆破最终效果图(2)炮孔直径d 如图:(爆破参数示意图),凿岩设备采用KQDIOO 潜孔钻, 开挖爆破与预裂爆破穿孔设备最好一致,以利于现场操作,拟采用 d = 90mm w=2.6m, a = 2.6m 。
深挖路堑总体施工顺序图沟I(3) 布孔方式及微差间隔的确定,布孔形式采用等三角形布置,以利于炸 药能量均匀作用于岩石,实现理想的破碎效果,起爆顺序依次为0^1 f 2f 4, 如:I 部分岩体爆破孔起爆顺序图,首先起爆的炮孔位于上部山坡一侧,以控制 爆堆前移方向,改善破碎效果,降低爆破震动。
采用我国生产的毫秒微差雷管, 排间时间间隔采用25ms523、II 部分岩体施工顺序由于地形对爆破施工的影响,钻孔机具,施爆顺序必须考虑山体的坡度,II 部分总体爆破施工顺序见:II 部分岩体台阶爆破顺序图,由上到下依次为 1-2-3,每一部分又分为压碴爆破和预裂爆破。
I Id爆破参数示意图aI 部分岩体爆破孔起爆顺序图山坡轮廓线最终边坡轮廓线IIL III 部分岩体台阶爆破顺序图5.3、边坡控制方案为确保边坡的稳定,不产生超过和欠挖,边坡采用光面爆破。
在节理裂隙较发育地段及某些特殊地段采用预裂爆破。
为获得良好的光面效果,宜采用低密度、高体积威力炸药,以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间, 使爆破作用呈准静态状态,拟采用国产2#岩石专用光爆炸药,以获得预期效果。
5.3.1、光面爆破参数的确定 参照国内外岩石光面爆破施工经验,光面炮孔参数确定如下:(1) 最小抵抗线 W W=( 0.5 〜0.8 ) H= 1.0 〜1.6 m本工程中取 W 1.5m ,式中H 为阶梯高度,此时取2.0 m 。
(2) 炮孔间距:a = b x W=(0.6 〜0.8 )x 1.5 = 0.9 〜1.2 m , 本工程取a = 1.1 m (3) 光面炮孔装药量:Q= q x a x w = 0.6 x 1.5 x 1.1 = 0.99 kg/mq :松动爆破单位炸药消耗量,取0.6kg/m3,光面爆破示意图如下:a于I-- rrIIIII光面爆破示意图最终边坡炮孔w532、光面爆破装药结构(1)、药包制作:为保证在光面爆破时,不使药包冲击破碎炮孔壁,有必要在现场施工中采取措施使药包位于炮孔中心,见:光面爆破装药结构图。
将药卷捆绑于竹杆上,各药卷间用导爆索相连,药包一端绑上起爆雷管即成。
操作时光面爆破装药结构图(2)、堵塞:良好的堵塞要保证高压爆炸气体不泄露所必须的堵塞长度,取炮孔直径的12〜20倍,现场根据孔间距和光面厚度适当调整。
533、预裂爆破参数炮孔间距根据国内外经验取a=1.0m,装药密集系数取为3.5,装药量为:Q= 2.75[(T ]0.53r0.38=2.75[1200]0.53 X 450.38 = 500g/m式中:[(7 ] 一一岩石权限抗压强度,取1200kg/cm2r 一一炮眼半径45mm预裂爆破装药结构与光面爆破相同,但预裂缝一定要比主爆区超长 4.5〜9m,比主爆孔提前75〜150ms起爆,硬岩取小值,松软岩石取大值。
5.4、爆破块度控制因石方爆破后部分作为填方材料,爆破块度要求控制在10〜35cm为了达到良好的块度要求,可采取如下措施:1、根据实际岩性情况,不断优化炮孔参数;2、采取压碴挤压爆破,即在施爆岩体前面依次留下2〜4m厚前次爆破的岩碴,这样有利于阻止施爆岩体前移和促使岩体充分破碎,见:压渣爆破最终效果压渣爆破最终效果图3、采用孔内微差爆破技术,可加强孔底爆破作用,改善爆破效果,并且减震效果好。
4、工作面开阔地带,可采用格式布孔,这种起爆方式,岩石抛掷距离双排间微差减少30%左右,大块率可下降到0.9 %并可大幅度降低地震效应。
5.5、爆破安全5.5.1、爆破震动根据《爆破安全规程》规定:对于一般砖房,非抗震的大型砖砌块建筑物,震速V v 2〜30m/s,建筑物距爆破点不小于50m以此计算:V= K (3Q/R)a。
式中:Q一一最大装药量(kg);格式布孑L、对角微差起爆示意图距爆源中心距离(m);K 一—与介质特性有关系数,取为180;a 一—与地形,地质等有关系数,取为1.8 ;由上述公式计算得Q= 136kg,可见,对于50m外的一般建筑物,当起爆药量小于等于136kg 时,不会产生震动破坏。
又由于爆源位于地势高处,待保护建筑物位于山脚,实际的爆破震动要比计算允许值低得多,因而爆破震动不是主危害。
高边坡路基爆破施工过程中,在地质条件较差的地段严禁放大炮,避免引起路基边坡滑塌和对路基附近的房屋造成损坏。
5.5.2、爆破飞石爆破场地位于山坡上,极易产生爆破飞石,对于飞石距离的计算公式,我国常用经验公式:R=20Kn2w=2区1.5 X 0.752 X 2.4=40.5m式中:K一一安全系数,与地形、风向等有关,取1.5 ; n —一爆破作用指数,松动爆破时取n= 0.75 ; W —一抵抗线,取W=2.4m;可见,爆破飞石一般在控制范围内,为防止特殊情况出现,保证绝对安全,必须采取如下措施:(1)采用“ V'型工作面;( 2)预留隔墙和“留靴”等方式;( 3)高压线下石方爆破,采用松动爆破并用茅柴覆盖,防止飞石;( 4)山坡下部(河道上方)做好挡墙,阻挡滚石落入河道;( 5)实施石方爆破过程中,应根据施工现场的具体情况调整药量和布孔参数,保征良好的堵塞质量,结合微差及压碴爆破,保证岩石产生松动破碎,而非抛掷爆破。
5.6、爆破工作面组织根据本合同段每段路基开挖高度及开挖工程量,每段路基开挖过程中设立两个作业面,两个深孔、一个浅孔爆破作业点。
在路基爆破施工过程中,每段路基爆破设备及劳动力配置如下:(1)浅孔凿岩机台班效率60m3/台班,每个浅孔爆破作业点安排1台凿岩机作业(2)深孔凿岩机台班效率300m3冶班,考虑与推土机之间的干扰,每个作业点配备2台KQDI00型潜孔钻,另还配备1台用于浅孔7655型凿岩机破碎大石块及隔墙打眼爆破。
(3)劳动力配备:浅孔凿岩机每台配1台机械手,1名助手;潜孔钻每台配2名机械手,2台助手;爆破工每个作业面安排3人。
总共安排凿岩工11人, 助手11人;爆破工6人。
具体情况见:凿岩爆破劳动力安排表。