液压分裂破碎施工方案.docx
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液压分裂破碎施工方案
西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段
郁江大桥桥区段(牛皮滩)航道整治工程
施工方案
编制单位:
审核:
编制日期:
2008年5月4日
第一章、工程概况………………………………………………3
第二章、编制依据………………………………………………6
第三章、施工方案及施工机械…………………………………6
第四章、主要工序的施工方法及工艺…………………………11
第五章、安全保障措施…………………………………………14
第六章、质量控制体系及保障措施……………………………18
第七章、施工进度计划安排及工期控制………………………23
第八章、工、机、料计划与后勤保障…………………………26
第九章、环境保护措施…………………………………………28
第十章、文明施工措施…………………………………………29
第一章工程概况
一、工程概况
贵港至梧州航道整治工程是广西重点建设工程项目之一,其中贵港至桂平段航道工程位于广西的中南部,珠江水系西江航运干线郁江下段,是西江航运干线的重要河段。
牛皮滩位于贵港市区河段,上距贵港船闸3km,河床质为基岩,部分区域岩石直接出露,部分有砾砂或卵石覆盖。
贵港郁江大桥从滩中穿过,桥区段航道宽130m,航道设计通航孔为主桥第四、第五孔(左起),桥墩与爆破开挖区为零距离,爆破开挖施工涉及大桥的11#~13#共三个桥墩,对该桥的安全构成很大威胁。
郁江公路大桥(原名为贵县西江大桥)为钢筋砼箱型拱桥,于1980年建成。
主桥共6孔,单孔净跨65.0m。
桥梁的下构即桥墩为片石砼坞工结构,桥墩基础顶高程为27.0m(黄海基面,下同),往下呈阶梯状分级扩大,共三级,每级高1.0m,下一级比上一级每边扩大0.7m,墩基础底高程为24.0m,全部置于基岩上(施工时炸除表面风化层)。
11#墩基础平面尺度(长×宽)顶面为1656×556cm,底面为1656×836cm;12#、13#墩基础平面尺度(长×宽)顶面为1662×562cm,底面为1662×842cm。
考虑爆破施工对桥梁的影响,本方案特针对桥梁上游50m至桥梁下游50m(K3+700~K3+820)的航道施工提出具体施工组织方案,用于指导施工,工作内容包括:
液压分裂破碎水下礁石,水下清碴、挖卵石等。
该河段航道长度120m,炸礁工程量4563.5m3,挖卵石4500m3,岩层平均厚度约0.5m,砂层平均厚度约0.7m。
二、自然条件
1、工程地质条件:
根据地质勘察报告,该段航道为河流侵蚀堆积地貌,大部分暗礁沿岸边分布,局部延伸至主航道下,河床覆盖层主要为第四系河流冲积的园砾层,呈松散状,局部混淤泥.揭示层厚0.10~1.85m,疏浚岩土分级为11级;基岩为中风化灰岩和微风化灰岩。
两岸地层稳定,小规模爆破不会诱发地质灾害。
根据设计文件,桥墩上游65m(K3+690断面)至桥墩下游25m(K3+800断面)之间的河床岩层分布集中于距航道右边线40~55m的范围内,由右边线外向中线深槽倾斜延伸。
爆破挖深不大,平均挖深在0.0~1.5之间。
2、自然环境和重要保护设施
航道从桥梁11#、12#、13#桥墩之间的桥孔通过,施工中,确保桥梁、行人和车辆的安全是的保证施工安全的关键,桥墩则是直接受影响的因素。
3、交通条件:
陆上交通条件:
陆上交通便利,有公路通至河边码头。
水上交通条件:
施工河段河水落差较小,河宽300~500m,水流较为缓慢,水流对施工船舶影响较少。
4、气象特征
气温:
施工地理位置属南亚热带气候,高温多雨,历年极端最高气温40℃,极端最低气温-3.0℃,平均气温20.7℃,最冷月平均气温17.8℃(一月),最热月平均气温25.8℃(八月)。
降雨:
年平均降雨量1315~1470mm,最大年降雨量2050mm,最小年降雨量785.5mm。
由于流域受季风控制,降雨季节分布不均匀,多雨季节集中在5~8月份,10月至次年1月降雨较少,是施工的主要季节。
5、工期及质量要求
工期要求:
2008年06月01日至2008年12月10日。
质量要求:
满足设计文件要求,确保工程按《航道整治工程质量检验评定标准》(JTJ314-2004)和《疏浚工程质量检验评定标准》(JTJ324-96)进行检评,施工质量达到优良等级。
第二章施工组织管理及施工平面布置
2.1组织机构
组织机构详见图2.1-1:
疏浚施工组
2.1-1组织机构图
2.2组织关系
项目部根据工程特点,对管理职能进行分析,按加强协作和赋以处理权限的原则,设置项目经理部岗位,建立和健全岗位责任制。
项目经理是驻工地的全权代表,代表法人行使对本工程的工程业务和技术组织管理权,同时接受甲方和监理工程师的依约监督。
2.3项目成员
项目部配备足够的施工技术管理人员和熟练的技术工人,在施工中按设计和“技术规格书”要求精心施工,按《航道整治工程质量检验评定标准》(JTJ314-2004)和《疏浚工程质量检验评定标准》(JTJ324-96)进行检评,进行检验,严把工序质量关。
2.4施工管理
按照和执行国家及相关部委或地方的有关规范、要求严格执行文件规定,按程序实施过程质量控制和施工管理。
同时,遵循业主代表和监理工程师对施工过程管理、施工节点控制和施工质量控制的有关要求和指令。
2.5施工平面布置
2.5.1临时设施的布置
依据本工程规模及性质,由于工程为航道整治工程,主要在河中进行疏浚、分裂破碎岩石、清碴等作业,主要施工机具为挖泥船、分裂岩石施工作业船等,施工人员住宿以配备的住宿船为主,不再专门进行施工场地布置和修建临时设施。
鉴于项目管理实际情况,项目部设在桂平市郁江桥头,业主(建设办)办公楼大院内,设有项目部办公区和生活区等。
2.5.2施工基线布置
根据业主提供的各滩段施工测量控制点,在施工区域内布置并测设施工基线网。
第三章施工部署及施工工艺特点
3.1施工工期安排
工期总体安排:
2008年06月01日至2008年12月10日。
3.2施工通航安排
封闭右航道施工,利用左航道保持正常通航。
3.3施工工艺特点
根据本单位的现有水下施工设备和长期从事水下施工的经验,结合本工程的施工环境和施工条件,考虑施工作业对周边环境尤其是郁江大桥的影响,侧重从安全、兼顾工期、成本等方面进行比较制定本方案。
本工程水下岩石为坚硬的中风化灰岩和微风化灰岩,近距离的郁江大桥是重点保护建筑物,在近桥墩一定距离内使用炸药爆破施工有重大的安全隐患,为减小周围不良影响,安全施工是整个工程的重点和难点,为了确保安全,在距桥墩50m范围内不使用炸药爆破,而采用液压分裂破碎工艺施工。
液压分裂破碎的原理和优点:
岩石的特点是拉应力远远小于抗压应力,只有其抗压应力的10%左右,如果从外部把岩石打碎,由于岩石的抗压应力大,工效低,耗能大,难以实施,而且在水下能见度差的情况下,效率更低。
任何物体都有其自身的特点,岩石具有极高的外部抗压强度,而从内部向外的抗拉强度却很小,针对这种特点,我们采取了新式机械液压分裂破碎技术,侧由岩石内部向外,破坏岩石内部结构。
液压分裂机由高压液压泵站、系列控制阀、油缸、楔形块组及高压配管组成。
其工作原理为:
利用钻机在坚硬岩石上钻孔,然后插入分裂机的楔形块组件,当启动液压泵站,液压泵站工作产生高压,驱动分裂机楔形块组的中间楔块向前运动,将反向楔块两边撑开,产生巨大分裂力(可达500~600吨),岩石在此分裂力作用下,沿设定的位置根据人们的需要分裂开来。
原理图如下:
爆破工程量大,工期紧,爆破药量大小和工程进度是一对矛盾,在药量严重受控制的情况下,进度慢,放炮和清碴交叉施工干扰较大,而且不确定因素多,危险性大。
所以为确保大桥安全,全部用机械破碎的办法,彻底解决这一难题。
本机械破碎与爆破施工进行对比,具有以下优点:
1、安全性
液压分裂机是在静态液压环境下可控性的工作。
因此,不会像爆破和其他冲击性拆除、凿岩设备那样,产生一些危险隐患,无需采取复杂的安全措施。
与反铲挖泥船可以24小时不间断的联合施工,不需要躲避飞石,无施工干扰。
不需要进行爆破安全计算,经过层层严格审批,不需要办理爆破手续,可以随时快速开工。
炸药是重大危险源,不用炸药,就彻底避免了丢失、误爆等重大安全事故。
减少了管理成本。
2、精确性,近距离施工对桥墩无影响
与大多数传统的拆除方法和设备不同,液压分裂可以预先精确的确定分裂方向,分裂形状以及要取出部分的尺寸,分裂、拆除精度高,对岩石的表面平整光滑,远远超过光面爆破。
3、快速性
液压分裂数秒钟就可以完成分裂过程并且可以连续无间断地工作,;其运行可靠;无需像爆破作业那样采取隔离或其它耗时和昂贵的安全措施。
4、环保性
液压分裂工作时,不会产生震动、冲击、噪音、粉尘飞屑等,周围环境不会受到影响。
即使在人口稠密地区或室内,以及精密设备旁,都可以无干扰地进行施工工作。
5、适应性强
设备完全能在水下施工,不受水下压力的影响。
主要施工工序为,首先,清除表面覆盖层和松动岩石。
然后,在距桥梁上下游1~50m范围内(根据设计文件距桥墩1.0m范围内的岩石不开挖)局部强挖不动的礁石用液压分裂方法分裂岩石,再由大功率反铲挖掘机进行挖掘清碴。
距桥墩50m范围外的岩石用水下控制爆破的方式进行爆破(施工方案另定),确保桥梁的安全。
3.4液压分裂破碎岩石施工
液压分裂破碎岩石施工采用潜水作业,用全液压钻机钻孔,然后用液压分裂破碎方法碎裂岩石。
由专业潜水员进行水下作业,钻孔参数为0.5×0.5m,孔底标高低于航道设计标高0.4m。
图片1液压分裂破碎施工示意图
第四章主要工序的施工方法及工艺
4.1大功率挖掘机强挖施工方法
1、施工定位
大功率反铲挖泥船定位采用“四缆法”定位,用锚缆法或带岸缆方法实施。
定位时采用一根主缆,左右各一根横缆,必要时不靠泥驳的一侧可增加一根尾边缆以稳定船尾。
定位准确时即下沉左右两根定位桩,接着进行下一道工序强挖。
挖除表层松动岩石。
2、施工工艺
大功率反铲挖泥船定位方式为锚缆式,其施工工艺包括施工展布、定位、下桩、反铲挖掘机强挖、装驳、卸渣等工序,对于挖不动的则用液压分裂使岩石破碎或开裂,然后再强挖。
如下图所示:
为控制施工质量,大功率反铲挖泥船强挖采用分条开挖的施工方法。
分条宽度根据挖掘机实际挖宽能力确定。
施工中,根据每个开挖区域的实际范围划定条数,每两条之间保证有一定的重叠部分,斗与斗之间亦要重叠,以避免漏挖。
挖掘机挖深由斗臂上画的刻度控制。
平面位置由施工区的纵横导标或全站仪控制。
分条开挖如下图所示:
4.2液压分裂破碎施工方法
1、施工定位
液压设备及动力站装在小型工作船上,定位采用“三缆法”定位,用锚缆法或带岸缆方法实施。
定位时采用一根主缆,左右各一根横缆。
2、施工水尺的测设与观测
设计高程利用即时水位高程控制,施工过程中设立施工水尺,水位高程由该断面上的水尺确定,由此控制确定钻孔作业的钻深。
在施工过程中,钻机船的每次移船定位都要观测水位情况,确保钻深的准确。
水尺的零点高程应经常检查,以防爆破冲击波或船舶航行波浪等原因使之变动。
3、监理复核
施工放样控制点和放样图必须经过监理工程师现场复核无误后,方可进行下一道工序的施工;如不符合要求,则须重新放样。
4、施工工艺
(1)、先用钻机在岩石上钻孔;
(2)、插入液压分裂头到孔中;
(3)、打开液压分裂机液压开关,把岩石分裂成小块;
(4)、破碎后用反铲挖泥船清碴。
流程如下图所示:
为控制施工质量,采用钻孔孔距定为0.5m×0.5m。
施工中,潜水员仔细检查避免漏钻。
开挖深度用花杆探水控制,平面位置由施工区的纵横导标或全站仪控制。
实际施工中,若岩层开挖厚度较大,