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1、毛尔盖水电站茂(县)黑(水)公路边坡开挖及支护工程 施工组织设计 右岸公路边坡支护施工方案1.1 工程概述右岸坝肩边坡最大开挖高程为216m,边坡最大开挖高度216m(计算至2000m),2138m高程以上岩石开挖坡比1:07,21382098m高程开挖坡比1:0.75,20002098m高程开挖坡比1:124。1.2 主要工程量支护工程量见表1.2-1表1.2-1 右岸坝肩2000m高程以上支护工程量编号项目名称单位工程量备注1喷混凝土C20,=10cmm10202喷混凝土C20,=15cmm15103锚杆=25mmL=7m根5604锚杆=25mmL=5m根5605锚杆=25mmL=6m根1
2、2806锚筋束3根=25mmL=17m束607锚索100t,L=40m套218锚索100t,L=46m套209挂网钢筋t4010框格梁混凝土C25m5611锚墩混凝土C35m5012锚墩框格梁钢筋t4713排水孔=4cmL=3mm22401.2.1工程地质情况两岸坝肩大多基岩裸露,岩性组合复杂,两岸岩体风化卸荷较强,强风化、强卸荷水平深度3045m,右岸坝肩强风化、强卸荷岩体存在不同程度的倾倒变形。强风化、强卸荷岩体和右岸的倾倒变形体均属类岩体,岩体破碎、结构松弛,呈碎裂散体结构,整体强度低,其变形模量低,且结构极为不均一,抗变形性能差,两岸心墙部位清除强风化、强卸荷岩体及右岸倾倒变形体,将心
3、墙基础置于弱卸荷、弱风化上段岩体上,该类岩体完整性差,以类岩为主,变形模量较低,弱风化下段多为-2类岩体。坝区呈宽缓“V”型谷,地形坡度为4050。岩层产状为N4060W/NE5075,走向总体与河谷走向近于平行,为纵向谷,地层陡倾,右岸为顺向坡,左岸为逆向坡,层面对边坡稳定不具控制性,坡体内不存在控制边坡整体稳定的贯穿性软弱结构面发育,边坡现状稳定。右坝肩下部为砂岩夹少量千枚岩(T3zh1-5),中部为千枚岩夹砂岩(T3zh1-4),上部为薄层砂岩与千枚岩互层(T3zh1-3),岩层陡倾坡外,倾角大于坡角,对边坡整体稳定不具控制性,但因千枚岩分布范围大,岩性软弱,浅层岩体普遍有程度不等的倾倒
4、变形,岩层反倾坡内,结构极度松弛,部分与顺坡向缓倾节理组合,坝肩槽开挖边坡稳定条件差,采取适宜的开挖工艺并加强支护,以确保施工期开挖边坡稳定安全。倾倒变形体上、下游侧坝肩槽开挖边坡其开挖坡比为1:1。1.3 施工程序1.3.1 支护施工的基本程序边坡的支护施工,严格控制开挖程序,及时进行支护。施工时采用“随机支护系统锚喷支护锚索/锚筋束网格梁砼排水孔”的施工顺序。开挖后首先对每层工作面出现的危石及时清除干净,对不稳定体进行随机支护;然后进行出渣,系统锚喷、最后进行锚索支护作业。1.3.2 支护施工的顺序每一施工层的支护材料计划要周密,利用不翻渣的间隙运送支护材料。保证支护材料供应不中断,以免影
5、响施工。开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层进行,上层边坡的支护保证下一层开挖的安全,下层的开挖不影响上层已完成的支护。1.4 施工方法1.4.1 锚杆支护锚杆支护工艺流程见图1.4-1。施工准备钻 孔 钻孔插 锚 杆注 浆 图1.4-1 注浆锚杆支护工艺框图(1)锚杆为25mm,L=5m,L=6m、 L=7m三种。(2)锚杆孔主要由手风钻钻孔。工作平台用48mm钢管和木脚手板搭设或直接利用开挖平面。(3)锚杆钢筋和注浆材料必须符合设计要求和施工规范。(4)注浆施工必须满足设计压力和孔内砂浆的密实度。1.4.2 挂钢筋网喷混凝土支护喷混凝土工艺流程见图1.5-2。喷混凝土标号为C20,采用P.O
6、32.5普通硅酸盐水泥,骨料选用中细砂、小石,小石粒径515mm,混凝土配合比采用中心实验室签发的配合比,使用的速凝剂初凝时间5min,终凝时间10mim。喷嘴喷射面水、外加剂压缩空气骨料、水泥干搅拌机筛选喷射机械图1.4-2 喷混凝土工艺流程图在喷射前对搅拌机、TK961喷射机等施工机具、风、水、电设备、管线安装等进行检查,夜间在工作面内安足照明灯。喷护面为土坡时要将喷护面压实、整平。若为完整坚硬岩面时,要将岩面用高压风水冲洗干净,若为软弱破碎岩面时,用风清理掉软弱碎屑、浮石;若岩面有出水时用钢管把水引排出施工面;应在锚筋或插筋上做喷混凝土层厚度的标志。喷混凝土采用自下而上分区分段进行,一次
7、喷射厚度以不产生坠落和滑移为适度,第二次喷射在第一次喷射终凝后进行,若时间过长应先把喷层乳膜、浮尘等杂物冲洗干净后再喷。严格按照设计图纸及施工技术规范施工,喷混凝土施工工艺见图1.5-3。喷混凝土时用0.35m3搅拌机拌料,人工配料上料, TK961喷射机喷射,在喷射中做到供料连续,保持工作风压稳定,及时调整供水量,控制好水灰比,喷枪与受喷面成 7090,喷嘴距受喷面80100cm,施工人员在操作时做到认真操作,使喷砼回弹量少,喷层表面平整,对于反弹料及时清理出受喷区。坡面清理锚杆施工(钻、灌、安装)坡面、锚杆、验收水 泥不合格水砂拌合机拌和喷 射 机速凝剂空压机喷 嘴喷 射 面质量检测(厚度
8、)结 束合格不合格压缩气石不合格 图1.4-3 喷混凝土施工工艺钢筋网用412的级钢筋制作,网格尺寸取2020cm规格,钢筋网距开挖面5cm铺设,并绑扎牢固,在有锚杆的部位用电焊把钢筋网与锚杆联在一起,喷混凝土时喷头不能正对钢筋,钢筋网上的喷厚满足保护层厚度不应小于50mm。养护:喷护后2小时,利用喷枪喷雾养护,持续七天。1.4.3 锚筋束施工1.4.3.1 施工工艺锚筋束的施工采取先下锚筋,后注浆的方法。施工工艺流程见图1.5-4。图1.4-4 锚筋束施工工艺流程图1.4.3.2 施工方法 钻孔锚筋束造孔采用100B锚杆钻机钻孔。 锚筋束的制作和安装锚筋束的制作是将级钢筋捆扎成束,每两根钢筋
9、之间焊接,焊缝长35,间距1.0m。锚筋束的安装采用自制简易移动式三角架,顶部固定一个0.5t的手动葫芦,人工配合葫芦将锚筋束轻轻插入孔内。安装时注意保护好注浆管,防止堵塞管口。 砂浆的拌制采取现场0.35m3砂浆搅拌机就近拌制的方法。 锚筋束的注浆 注浆管的安装注浆管采用13mm塑料管作为注浆管,注浆管的安装随锚筋束一同进行。 注浆采用砂浆泵(100:300)注浆至孔口溢浆为止。在注浆的过程中要求不时的摇动锚筋束,以确保砂浆饱满。在砂浆灌注饱满后,人工抽拔取出注浆管,清洗后重复使用。 补浆封锚:锚筋束在完成注浆24小时后,进行补浆,即由人工提砂浆桶直接补浆,确保锚筋束施工质量。锚筋束在完成补
10、浆24小时后,由人工使用干硬性砂浆封锚,将孔口抹平。1.4.4 排水孔施工1.4.4.1 施工程序测量放样钻孔洗孔终孔验收排水管安装(PVC)图1.4-5 排水孔施工程序图1.4.4.2 施工方法按照施工图纸由测量放出孔位,钻机就位,在钻进过程中要始终保持孔位符合设计要求,钻孔结束后,冲洗钻孔,监理工程师验收孔,合格后,安装PVC排水管,进入孔内的一端包扎土工布。1.4.5 预应力锚索施工预应力锚索型式为粘结式,使用有粘结钢绞线,采用二次注浆(先注锚固段,张拉结束后注张拉段)。在坡、堆积层边坡的松散体中钻孔采取套管跟进保护钻孔。相应的施工工艺流程见图1.4-6。 图1.4-6 粘结式预应力锚索
11、施工工艺流程1.4.5.1 锚孔定位编号 锚孔编号锚索孔编号为Mb,i,j。 M代表锚索。 b表示工程部位。 i为行号,由低高程向高高程按自然序列递增,i=1,2,3,。 j为列号,对应于i行,面对边坡,由左向右按自然序列递增,j=1,2,3,。 锚孔测放定位严格按照设计图纸要求测放孔位。使用红油漆标定孔位,并标明孔号,孔口坐标误差10cm。边坡施工边挖边加固,即开挖一级,防护一级,不得一次开挖到底。根据各工点工程立面图,按设计要求,将锚孔位置准确测放在坡面上。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位认可,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。1.4
12、.5.2 管架平台搭设及钻机就位 管架平台搭设搭设的管架平台稳定牢固,满足施工承载要求。脚手架以梯步方式搭设,每梯步垂直高度为5m,横排间距1.5m,纵排间距1.3m ,每排高度间距1.5m,并设剪刀撑、斜撑和连墙件主要保证脚手架整体刚度和稳定。 钻机就位为使锚孔在施工过程中及成孔后其轴线的倾角、方位角符合设计及规范要求,严格控制钻机就位的准确性、稳固性。锚孔钻进施工,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
13、误差2.0。1.4.5.3 锚孔造孔 根据设计图纸和施工规范,严格控制孔径、方位角、孔深。预应力锚索的锚固段应位于满足锚固设计要求的岩体中,若孔深已达到预定深度,而锚固段仍处于破碎带或断层等软弱岩层时,延长孔深,继续钻进,直至监理工程师认可为止。 钻进方法采用风动潜孔锤冲击回转钻进方法。 造孔设备、机具 设备:YGA-100型液压锚固钻机。 机具:采用ZD130冲击器配套140钎头。 钻进工艺参数 钻进压力:开孔时,使钎头紧贴岩面低压冲击,平稳缓缓推进即可;正常钻进时Pf=24KN。 转速:开孔转速n=0;正常钻进转速n90r.p.m。 风量:Q=1214m/min。1.4.5.4 造孔注意事
14、项 开孔前,清除孔口附近松动岩块,填筑混凝土等强后开孔。 开孔时,在设计孔位上,人工或用风钻凿出与孔径相匹配的10cm左右深的槽(孔),以利于钻具定位及导向。 每钻进1m,缓慢倒杆1m,往返不少于2次,直至孔口无岩粉返出,以利充分吹粉排渣,避免卡钻及重复破碎。 勤检查钻杆、钻具磨损情况,对磨损严重的钻杆、钻具予以更换,尽量避免孔内事故的发生。 在钻进过程中,不宜一个钎头打到底,否则终孔孔径与开孔孔径相差过大,使得下锚时困难。可备3个钎头,每个钎头打1015m左右,就轮换一个。 在孔口安装吸尘装置,避免钻进过程中尘土飞扬。 钻孔倾斜度允许偏差为3%,孔口位置允许偏差为50mm,孔深允许偏差为200mm。1.4.5.5 破碎地层段的钻进措施在钻遇破碎地带时,钻具会发生跳动,钻进负荷加大,甚至会发生坍孔、卡钻、埋钻事故,给正常钻进带来不利影响。为保证成孔质量及效率,可采用以下措施: 进行固结灌浆,待凝等强后继续