高边坡施工方案.docx
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高边坡施工方案
高边坡施工专项方案
一、工程概况
K249+185～K249+418.049右侧深挖路堑设计土石比例为0.03:
0.97,最大边坡高度达60米。
本段挖方削坡坡体主要为中风化灰岩，该套岩层厚度较大，层位相对稳定，工程地质条件教好，近水平层理发育较好，教有利于边坡的稳定性。
但参考周边节理观测，该套岩层节理发育，一般发育有2组节理，纵向节理发育，且延伸较长，因此在该边坡开挖易沿节理产生脱落、掉块和坍塌等地质问题。
该段施工难度大，施工危险系数高，为明确高边坡深挖路堑施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范高边坡深挖路堑作业的施工，特制定本方案。
二、编制依据
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2004
《公路工程质量检验标准》JTGF80/1-2004
《爆破安全规程》GB6722-2003
《贵都高速公路工程设计文件及施工图》及现场踏勘
三、施工工艺及流程
3.1施工准备
1、技术准备：
组织全体施工人员复核施工图纸、对图纸的疑问及时向监理工程师提出，学习掌握施工技术规范、合同文件以及监理实施办法，并作好施工技术交底。
2、施工现场准备：
开工前选择、修建好进出场地的便道；场地的清理包括清除残渣、去除表土、去除和处理规定范围内的所有草木和石砾。
仔细查明地上、地下有无管线，对标段中的照明、输电线路，施工时查明其平面位置和高度，对施工有影响的，将其提前拆除。
3、测量准备：
根据已复核且经监理工程师批准的导线点、水准点进行加密以满足本段的施工，报监理工程师批准后作为施工用的控制点。
复测原地面数据、断面图资料报监理工程师审核。
开挖前进行测量放线，依据原地面高程及边坡率推算测出开挖边界。
4、设路线中桩，原地面高程及边坡率定出路堑堑顶边线、边沟位置桩。
在距路中心一定安全距离设置控制桩。
对于深挖地段，每挖深2～5m，复测中心桩一次，测定其标高及宽度，以控制边坡的大小。
5、开挖前，利用挖掘机或推土机清除地表不宜用作填方的植被，修筑截水沟，施工最好避开雨季，及时做好排水工作。
3.2施工方案
K249+185～K249+418段右侧高边坡深挖路堑，最大边坡高度达60米，本段施工技术要求高，施工环境复杂，施工难度大，必须做到精心组织，精心施工。
对于石质破碎和较软的地段采用挖掘机开挖；对于石质较硬的地段，采用风枪钻孔、控制松动爆破方法进行施工，靠近边坡及路基面采用光面爆破方法进行施工。
控制爆破施工采用多台阶、小孔距、浅孔松动控制爆破方案，其特点:
“眼较浅、密打眼、少药量、强覆盖、间隔微差”，在爆破中做到“松而不散，散而不滚、碎而不飞”。
用不同方向上的抵抗线差别和起爆顺序控制爆破时岩石移动方向。
运输则根据具体情况采用自卸运输车进行。
1、施工顺序
深挖路堑路段总体施工顺序见图3－1深挖路堑总体施工顺序图。
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（见图3－2“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。
图3－1深挖路堑总体施工顺序图
2、I部分岩体爆破
堑沟宽度（如图3－2“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。
图3－2“留靴”爆破最终效果图
3、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图3－3II部分岩体台阶爆破顺序图，由上到下依次为1-2-3，每一部分又分为压渣爆破和光面爆破。
图3－3II部分岩体台阶爆破顺序图
注意事项：
1、深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深挖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，经复核后沿坡口开挖出一条0.2m×0.2m的坡口沟（若岩石裸露则采用红油漆等标注），以防施工中边坡错位。
3、施工时及时做好排水工作，按设计要求开挖截水沟，尽量完成铺砌工作，拦截地面水。
对易滑坡、坍塌地段，加强观测并及时作好防护措施。
4、根据现场的地形，采用以下两种开挖方案：
（1）当深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分幅开挖，每层开挖深度控制在3～4m，每幅宽度控制在8～10m。
具体的开挖顺序见图3－4路堑开挖顺序图。
图3－4路堑开挖顺序图
（2）当深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，在坡口处设置明显标志，以防侵线。
边坡修整时预留0.3m用人工修整。
每降低两层重新测量放样。
在开挖过程发现土质变化较大时，应暂停施工，并及时报告监理工程师是否进行地质补勘或修改边坡坡率。
5、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。
6、当挖到边坡平台位置时，采用机械整平后，在施放的坡口桩位置往下继续开挖。
7、深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。
2、控制爆破施工方法
采用以下三种控爆方法单独或配合使用进行施工。
①静态破碎剂
对于该区段紧靠路的危石，采用静态破碎剂处理，孔距25～30cm，破碎剂用水稀释后灌注炮孔，离孔口20cm停止并堵塞，常温下24小时即可裂开。
②薄层剥离
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台阶工作面。
（如下）
③小台阶法
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），（如下图）。
（2）爆破参数的选择
根据以上三种施工方法，用于不同的位置及岩石岩性不同而选用不同的爆破参数，基本参数见下表“爆破参数表”（通过试验段试爆和现场实际情况作适当的调整）。
爆破参数表
序号
爆破方法
孔距
a（m）
排距b（m）
孔深l（m）
最小
抵抗线W（m）
单耗K
kg/m3
每孔药量计算Kg
炸药结构
起爆顺序
说明
1
静态破碎剂
0.25～0.3
0.3～0.35
1.0～1.4
0.35～0.4
10～20
距孔口20㎝以下装药
用水稀释
同时灌注
2
薄层剥离法
1.0
1.0
1.1～1.5
0.4～1.0
0.2
Q=kawl
分层隔离
由里向至外间隔50ms
2#岩石炸药
3
小台阶法
同台阶前排主炮孔
1.0
1.1
2.5
1.1
0.3～.035
Q=kawl
分层间隔中间填粘土
①同台阶预裂炮孔②同台阶前排炮孔③上层预裂孔与下层后排主炮孔④靠近线路的炮孔较同排其它炮孔迟50ms
2#岩石炸药
同台阶后排主炮孔
Q=kabl
最靠近线路的炮孔
0.25～0.3
Q=kawl
预裂炮孔
0.4
2.7
0.4～0.5
Q=kal
3、光面爆破施工方法
光面爆破的作用机理就是控制爆破作用的范围和方向，施工时沿开挖线轮廓布置间距较小的平行炮孔，在这些光面炮孔中进行药量减少的不耦合装药，然后同时起爆这些炮孔，爆破时沿这些炮孔的中心联结线破裂成平整的光面，
达到增加岩壁的稳固性，减少爆破的振动作用，进而达到控制岩体开挖轮廓的效果。
①炸药及装药结构的选择
炸药：
光面爆破选用低爆速，低猛度，低密度炸药，选用2＃岩石硝铵炸药。
装药结构：
炮眼装药结构采用小药卷，不耦合装药及空气间隔装药结构，孔口用炮泥封堵。
起爆采用导爆索加非电毫秒雷管起爆。
为克服炮眼底部岩石夹制力，在炮孔底装半卷φ32mm药卷做加强药包。
装药量：
光面爆破炮眼装药量应严格控制，以求达到光爆效果。
单孔光面爆破经验装药量计算式：
g=（E+W）×L×10
式中：
g----单孔装药量E----孔距
W----抵抗线Rb----岩石抗压强度Mpa
②光爆参数的修正
钻爆设计在实施过程中，应根据岩石的变化，光爆效果等对光爆参数进行修正。
③光面爆破的质量标准
光面爆破形成的坡面应比较平整。
光面爆破爆后形成的边坡面的不平整度不超过±150mm。
爆破后应在边坡壁面上留下一定的半边钻孔痕迹；并以半孔率对光面爆破效果进行评估，应达到以下标准：
坚硬整体性好的岩石半孔率大于85％，中等强度岩石大于70%，软岩及节理发育的岩石大于50%。
爆破后，在边坡岩体壁面和留下的半孔壁面上不出现爆破裂纹，大的危石、浮石较少。
④防护
由于爆破现场地质条件复杂，即使采用了控制网孔参数和爆破药量控制爆破的方法，但爆破时，仍可能产生飞石，所以必须采取有效的防护措施，确保爆破施工的安全。
一般可按图3－1深挖路堑总体施工顺序图、图3－2“留靴”爆破最终效果图的形式采用沿左侧边坡坡脚线处开挖土沟，围拦土坝的形式进行防护，防止飞石和滚石影响周边村民的生命和财产安全，破坏周边的农田和庄稼。
⑤爆破施工
根据不同地段爆体的不同位置，采用相应的爆破方法，选取对应的孔网参数进行施工。
布孔前应仔细检查待爆体的层理、裂隙、临空面、最小抵抗线等情况，并据此作适当调整。
布孔时应按调整后的参数准确画出位置，用红油漆标注，并进行编号。
钻孔时采用直径φ42cm的钻机钻孔，钻孔深度符合孔网设计要求。
钻孔完毕后，进行孔深测量，计算各孔药量，并分别称好摆放在各炮口，然后按设计的装药结构分层间隔装药。
当采取分层间隔装药时，底部药量加强（约为单孔药量的3/5），上层稍弱（为单孔药量的2/5），中间用泥填塞，长度不小于30cm，当上层药卷装完后，用粘土进行孔口堵塞，炮孔堵塞长度不小于30cm（如下图3-1-12）。
施工中采用纵向不耦合装药结构，不耦合系数K=（L/l0）1/2（L=孔深，l0=各层药卷长之和）。
装药结构见下图。
⑥爆破振动安全检算
由于爆破区周围环境复杂，设施多，爆破时的振动及冲击波可能对其产生损伤，为确保周围设施的安全，根据下列公式对爆破振动效应进行检算，以确定同一段别起爆的最大允许用药量。
Q=R3（V/K）3/a
式中:
Q—最大一段药量（Kg）K—地形、地质条件系数
R—爆源中心至设施的距离（m）衰减系数，取1.7
V—地震安全质点运动速度。
（cm/s）
（4）起爆网络和起爆顺序
使用导爆管非电起爆系统毫秒雷管微差爆破，同一级台阶的预裂炮孔最先起爆，同一级台阶的前排先爆，时差为50ms，上层预裂孔也可与下层后排主炮孔同段别起爆，辅助炮孔与对应的主炮孔同段起爆。
每个药包只装一个雷管，导爆管拉到孔外按组（不多于15根）连接成块，联结块内装有两个接力非电雷管作为传爆管，再由传爆雷管引爆孔内雷管（如下图起爆网络图）。
传爆选用非电毫秒雷管，每个孔内的各层药包采用同一段别的毫秒雷管。
在施工中，采用的孔内微差与孔外微差的原则是：
孔外高段位，孔内低段位。
连接好后，进行起爆网路检查，确认无误。
（5）起爆
在爆破前放出警戒，确认警戒区内安全后，立即进行放炮。
起爆网络图
（6）放炮后检查
放炮后20分钟，安全员立即进行检查，同时清除爆体附近的危石。
爆破员对爆体进行检查，确认是否有哑炮，
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