某铁路站前工程土石方路堑开挖施工方案secret.docx
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某铁路站前工程土石方路堑开挖施工方案secret
某铁路站前工程土石方路堑开挖施工方案
1.工程概况
1.1工程特点
新建某铁路站前工程XX标DK137+835~DK153+547段土石方路堑开挖主要集中在DK146+047~DK146+400段内,其中DK146+047~DK146+130主要为路堑土方开挖,土方约1万立方;深路堑土、石方开挖主要集中在DK146+130~DK146+400段,土方约7万立方,石方约59.7万立方。
该段内土石方工程数量多,深路堑最多有五级边坡,最大挖深46米,客运专线施工质量标准要求很高,而深路堑开挖施工受限制条件多,如何统筹兼顾施工与土石方调配,将成为本段施工的重点。
1.2水文地质特征
1.2.1周边环境特征
DK146+047~DK146+400爆破区位于XX村至XX村之间,距XX村约700米,距G223国道约800米,线路左侧平缓地段村庄较密集,乡村便道四通八达,附近村民生产、生活活动频繁,石方爆破施工时对附近村民生产生活带来一定影响。
为确保作业人员及村民的人身安全,在爆破点设置警戒范围。
1.2.2岩石及地质水文特征
该深路堑段属波状地貌,地形起伏不大,地表覆土厚度不一,偶见基岩出露。
大部分地段为菠萝地,局部有果林及少量灌木丛。
丘坡间沟槽内地形平坦,水塘、水田密布,地表水系较发育。
本段出露地层较复杂,上覆第四系全新统,坡洪积软粉质黏土、松软土、及角砾土;坡残积层粉质黏土、角砾土;下伏基岩为二叠系~三叠系下统花岗岩,志留系板岩、砂岩。
其中板岩、砂岩岩性:
砂岩,灰色、青灰色,细粒结构,块状构造,以钙质胶结为主,局部为泥质胶结,节理裂隙较发育,
风化差异大。
(7-W4)层为全风化层,灰黄色、黄褐色,风化呈硬上状,(7-W3)层为强风化层,灰色、浅灰色,岩石呈碎块状及饼状,厚0~40m不等,属Ⅳ级软石;(7-W2)层为弱风化层,岩质硬,节理较发育,岩石呈短柱状及块状,局部夹全、强风化层。
属Ⅳ级软石;
该段地表水主要为附近水库及水田、水塘内积水。
由于段内丘间槽地地形平坦,地表排水不畅,水塘、水田内积水较丰富,其主要受大气降水补给,水量随季节变化大。
2.施工总平面布置及临时设施情况
2.1施工总平面布置
在确保安全、环保的情况下,采用经济、实用的原则布置深路堑施工平面布置图,如图1。
2.2施工便道
在进行路堑开挖施工前,需先拉通施工便道、修建弃土场,以既有公路及新建干线做为汽车运输主干道,施工便道由既有公路引入,新建或对既有乡村道路拓宽修建、加固,分别接引至主要结构物,主要结构物之间新建贯通便道,跨越沟渠地段埋设过水涵管。
施工便道技术标准为:
路面宽度4.5m,0.5m厚山土垫层,山土路基经碾压后路面再铺0.2m厚泥结碎石,道路两侧设简易排水沟,形成防排体系,由于海南属于多台风、多雨季地区,及时作好路基防护和临时排水工作。
深路堑开挖施工可由2条既有乡村道路经G106国道引入,为充分利用既有道路,对乡村道路进行拓宽修整,急转弯地段进行拉直。
弃土场至深路堑开挖施工点(山顶)需新修筑一条临时运输便道。
新修筑时由于山头较高,坡度较陡,为确保运输安全,边坡坡率不大于1:
0.8,最大纵坡度不大于
8%,便道采用盘山道路形式保证行车安全;施工前派专人对施工段进行障碍
物清查,对有地下管线做好防护,不得盲目开挖,确保地下管路安全。
本标段新建干线约0.6km,改扩建干线约1.2km。
2.3弃土场
2.3.1周边环境特征
弃土场位于线路DK146+450右侧300m旱地中,多为菠萝地,面积为65.1亩,弃土场总体座落在一个山谷中,周边为多个山峰,周边1公里范围内无村庄农户,环境不会受到太大影响。
弃土场边界线局部位于山坡顶,局部位于低谷处,边界线上最高点标高与最底点标高相差较大,设计范围内有胡椒地、槟榔树,橡胶树,连同临时民房1栋,坟墓3座,弃土场设计范围内有一个CPⅡ190控制点,有条山村道路从弃土场范围中穿过。
弃土前对以上障碍物及时改迁、赔偿,挡土墙施工前先弃一层土使整个弃土场初步平整,再进行挡土墙设计施工,为满足设计的总弃方量23.5万立方,约65亩的弃土场挡土墙高度需砌筑4米高;
2.3.2挡土墙施工
挡土墙技术标准采用M7.5浆砌片石砌筑,挡土墙基础深不小于1m,挡土墙基础容许承载力必须满足设计要求,砌筑完后及时回填夯实,顶面作成向外不小于4%的排水坡度。
弃土至弃土场后,用推土机推平后,大致碾压平整,使之整齐、美观、
稳定,周围砌筑防护设施,四周修建排水沟确保弃土堆周围及其上排水畅通,排水方向根据地形设计成与铁路方向一致。
见图2弃土场平面示意图。
3.总体施工安排
3.1总体施工方案
本段深路堑段长350米,石方数量多,山体高大,深路堑最高位于
DK146+285处,路堑最多有五级边坡,最大挖深46米。
该深路堑体型基本上
是以2个山峰连在一起,总体横断面大致成一梯形,根据设计断面及现场观察实际地形确定,采用“横向分层、纵向分段”的方式自上而下主导施工。
3.2深路堑开挖施工顺序
深路堑施工限制条件较多,施工必须合理安排施工顺序,确保施工工期。
施工运输便道已由弃土场及公路引入至路堑左侧最高开口线处,以该位置为施工起点,先沿垂直铁路方向自左至右分层横向开挖,待挖到一定高度之后,纵坡度不能满足运输车爬行时再沿铁路方向纵向拉槽开挖施工。
见图3深路堑开挖施工顺序图。
具体步骤如下:
3.2.1在左侧最高开口线处以施工起点为起点平行沿地面横向开挖,待最大挖掘高度达到约10m左右时,如图3中施工步骤
(1)、
(2),再以该点为起点重复以上开挖循环,直到开挖成一个大平台,如图3中施工步骤(3)。
3.2.2在形成一个大平台之后,考虑到运输车最大爬坡率不大于10%,施工时,以1:
10的坡度对该平台分左右两侧进行开挖,如图3中施工步骤(4)。
3.2.3深路堑开挖至图3中步骤(4)时已有运输便道基本上已经废弃,
因此下一步开挖采用沿铁路方向纵向分层拉槽施工,运输车道沿线路引出至
弃土场或各工点,如图3中施工步骤(5)。
3.2.4同样待最大挖掘高度达到约10m左右时,再沿两侧横向进行开挖,如图3中施工步骤(6)-(10)。
在施工过程中,为减少爆破对成型边坡的扰动,降低刷坡整形的工作量,确保高边坡台阶爆破施工安全,确保永久边坡的稳定、平整,更为提高边坡的美观程度,对深路堑边坡台阶采用预留光爆层进行光面爆破。
该段边坡平台较多,测量先放出开口边界及台阶位置,每开挖到一个台阶位置标高处时,
根据边坡坡率在开挖到离边坡不小于2m厚时采用光面爆破开挖施工,如图3中施工步骤①-⑨。
光面爆破之后及时进行边坡附属工程及平台施工。
4.施工方法
4.1土质路堑开挖
开挖前,首先测量放线,依据设计挖深及边坡坡率推算测出开挖边界,并及早完成堑顶截水沟的修建。
由高到低,从上而下,由外向里逐层开挖,最后刷坡至边坡线,严禁掏底开挖。
土质路堑开挖方法根据路堑深度和纵向长度,开挖选择横纵混合开挖法,结合土方调配,土方路堑采用挖掘机、自卸汽车挖运至填土施工点或弃土场。
4.2石方深路堑开挖
4.2.1石方钻爆施工
石方深路堑施工采用钻爆法施工,对深路堑采取深孔爆破和浅孔分台阶爆破相结合的方法,浅路堑采取浅孔爆破。
深路堑地段,石方面积较大,挖方较深且数量集中,主要采用潜孔钻机钻孔,实施台阶式深孔微差松动控制爆破。
对于其余地段挖深较浅和方量不大的边坡、路基面修整采用风动凿岩机钻眼,浅孔微差松动控制爆破。
为保证爆破效应,均采用大孔距,小排距,梅花形布孔,并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。
对深路堑边坡台阶采用预留光爆层进行光面爆破。
深孔爆破技术参数标准:
孔间距a=4m,排间距b=4m,孔深H=9~10m,炸药单耗K=0.5kg/m3。
根据施工场地的大小来确定布眼排行,平均每次布眼按3排5行设计(共布15个眼孔),每次爆破方量V=3a×5b×H=12×20×9.5=2280m3。
每次炸药用量M=VK=2280×0.5=1140kg,单孔装药量Q=M/15=76kg。
浅孔爆破技术参数标准:
孔间距a=1m,排间距b=1m,孔深H=2~4m,炸药
单耗K=0.4kg/m3。
同样由施工场地的大小来确定布眼排行,平均每次布眼按9排12行设计(共布15个眼孔),每次爆破方量V=3a×5b×H=9×12×3=324m3。
每次炸药用量M=VK=324×0.4=130kg,单孔装药量Q=130/15=8.7kg。
光面爆破用预裂爆破方法,在边坡台阶爆破施工时,预先炸开光面孔,形成预裂缝,预裂缝的爆破参数如下:
a、孔径:
Φ=76mm;b、孔距:
0.8~1.2m,设单排孔。
c、炮孔倾角:
沿设计边坡面布孔,炮孔倾角与设计坡面保持一致。
d、炮孔超深:
超过设计底板1.2m;e、线装药密度:
0.4-0.5kg/m。
f、孔口回填长度:
1.5米。
该钻爆施工详见石方钻爆施工方案(方案另附)。
4.2.2施工组织安排
深路堑开挖施工是个多个作业工序循环的过程,合理安排施工顺序、工序进度和关键工序的作业循环,避免施工相互干扰,做到测量、钻爆、挖、
装、运、卸、检等工序紧密衔接连续作业。
结合13个月的目标工期,每天必须完成爆破量1692立方的目标,工期每次钻爆及装运是一个作业循环中的2个关键工序,钻眼、装药、爆破施工根据石方爆破方案以6-7个小时计,每天1692m3土石方由15m3自卸汽车装运,根据设计土石方图表运距平均约10km,装碴采用1辆装载机及1辆挖掘机分别按5分钟一汽车计,15m3自卸汽车计划投入16台,需要3-4个小时才能将碴全部弃完,每个循环大约需要10-12个小时,平均每一个工作日只能施工作业一个循环。
测量:
路堑边坡按设计坡率开挖,施工前准确放设边桩、撒石灰连线,测出开挖边界,开挖过程中经常放线检查宽度、坡度,及时纠正偏差,避免超欠挖,保持坡面平顺,路堑存在平台时按设计放出平台位置。
每深挖5米,复测中心桩一次,测定其标高及宽度,以控制边坡的坡率。
②钻爆:
根据岩性情况及掘进尺度,布眼合理,石方开挖时对石方面积较大、挖方较深且数量集中地段采用深孔微差松动控制爆破,硬质岩石边坡较陡时爆破采用光面爆破,软岩和中硬岩采用预裂爆破;对挖深较浅和方量不大的陡峭边坡采用浅孔微差松动控制爆破。
为减少爆破对成型边坡扰动,减少刷坡整形工作量,在靠近边坡附近也采用光面爆破施工。
③挖、装:
采用挖掘机或装载机将土石方装进运输车中,路堑开挖中性能符合要求的弃碴可移挖作填作为填方填料,性能好的片石可以用于浆砌圬工施工段或弃至弃土场,根据运距来确定运输车的数量,保证不因运输问题导致窝工。
④运、卸:
运输过程中保证石碴不因汽车颠簸而掉在公路上及其公路边。
⑤检:
石碴清完后,作业班组立即检查坡面岩石是否有松动的岩石,排
除安全隐患后安排专业测量人员对断面进行复测,并测出下次开挖边界。
进
行下一个循环施工。
4.2.3施工工艺
深路堑开挖施工工艺流程图见图4。
图4路堑开挖施工工艺流程图
5.土石方调配
根据设计土石方调配计划,结合现场深路堑施工进度,充分利用路基施工的最佳季节,结合路基工程特点、工期要求,路堑施工应与填方施工相结合,各区段先行安排高填路堤及基底地质较差地段(主要是CFG桩)、涵洞、路基防护、排水等附属工程施工,组织施工力量,统筹安排土石方调配。
Ⅳ类石方主要用于各工点路基底层填料及运往其他标段,在不影响自身工期的情况下,密切关注各工点施工进度,合理调配土石方,避免重复施工,增加成本,但同时不能让其它工点拖住后腿,影响整个深路堑开挖施工工期。
为充分利用该料源,结合全段土石方调配图,按设计调配要求,采取合
理的运输方法,做到平衡、经济、合理。
料源调配主要有以下几种方式:
各工区A、B组填料及C组填料的填筑、运往拌和站改良、其它标段以及弃土场。
见图5土石方调配图。
6.工程进度总体规划
6.1施工工期安排
新建海南某高速铁路是铁道部和海南省共同投资建设的重点项目,它对海南省的经济、社会发展具有重要作用。
由于DK146+047~DK146+400为本标段主要取土源,故该段路堑施工进度的快慢将直接影响整个标段的总工期,如何合理调配该段土源是本工程重点,调配以路基填筑地段需要利用优先利用,并按照“不同填料不得在同一层混填”的规定来进行,未能及时利用的先存放在弃土场,能不占或少占弃土场为原则。
该段路堑施工计划于2007年11月28日开工,2008年12月25日完工。
整个工期为387日历天,除天气影响、临时设施建设等,实际有效施工时间不到13个月。
6.2施工进度安排
该段路堑施工石方数量多,需采取钻爆施工方法开挖,安全压力大,施工技术标准高,故应在保证质量和安全的前提下,采取相应措施,确保施工进度。
6.2.1先行施工便道,深路堑(DK146+047~DK146+400)段便道由G223国道引入,利用既有山村道路修整,计划2007年11月10日开始施工,已2007年11月13日修整成型。
6.2.2弃土场及其运输便道施工,弃土场挡土墙按设计要求进行施工,运输便道采用移挖作填,尽量沿用既有道路,以少挖少填、经济合理为原则,在确保运输安全的情况下,合理规划,组织施工。
计划2007年11月22日
开始施工,2007年11月28日修筑完成。
6.2.3便道拉通之后路堑开挖先设1个施工点平行流水作业。
深路堑(DK146+047~DK146+400)段采用“横向分层、纵向分段,阶梯掘进”的方式施工,从上到下分层依次进行;待深路堑段施工面足够开设2个施工点时,增设一个施工点,以满足土石方调配需要及保证工期。
计划2007年12月1日开始施工,2008年12月25日完成开挖施工。
路基防护、排水等附属工程与路基成型协调进行,深挖路堑开挖一阶、防护一阶,与路基成型平行流水作业,并紧随路基完成施工。
6.3施工进度计划
根据计划每天平均开挖出的土石方数量,结合土石方调配图及整个标段的总工期,制定(DK146+047~DK146+400)段路堑工程进度计划(表1)。
表1工程进度计划
时间
挖土方(万方)
挖石方(万方)
总计(万方)
2007年
四季度
3.8
2.3
6.1
2008年
一季度
1.2
13.9
15.1
二季度
1.1
15.4
16.5
三季度
1.1
15.1
16.2
2008年
(四季度)
0.8
13
13.8
合计
8
59.7
67.7
6.4工期保证措施
6.4.1制定科学的组织管理制度,努力提高管理水平,以总工期为前提安排月、旬作业计划和分项工程施工计划。
严格按总体计划进度的要求来安排材料、人员和机械设备的进场施工,同时进一步优化完善“工程进度计划”,
充分利用有效资源。
6.4.2努力提高机械设备的完好率,并且加强机械设备的维修、检修和保养工作,保证机械设备的完好率,确保每天完成计划完成量。
6.4.3每天将工程量汇总,并与总体计划进度进行比较,发现问题及时采取相应措施,确保工期的提前完成。
7.机械设备配备及劳动力投入
7.1机械设备配备
本段路堑开挖工程配备挖掘机、装载机、推土机、自卸汽车、空压机、凿岩机、潜孔钻机、气腿式凿岩机等主要机械设备。
主要机械设备配备见表2。
表2主要施工机械设备配备表
时间
机械设备名称(台)
推土机
挖掘机
装载机
空压机
潜孔钻机
自卸汽车
发电机
气腿式凿岩机
2007年
四季度
2
2
2
1
4
16
1
8
2008年
一季度
2
3
2
2
6
18
2
8
二季度
2
4
2
2
6
18
2
8
三季度
2
4
2
2
8
18
2
8
四季度
2
2
2
1
6
18
1
8
7.2劳动力配置计划
劳动力配备计划见劳动力计划表表3。
表3劳动力计划表
工种
2007
2008年
4季度
1季度
2季度
3季度
4季度
机械司机
7
8
9
9
7
自卸汽车司机
16
18
18
18
18
其它汽车司机
2
2
2
2
2
发电机司机
1
2
2
2
1
测量工
3
5
5
5
3
爆破工
8
9
9
9
8
机修工
2
2
2
2
2
电工
2
2
2
2
2
普工
25
30
30
30
30
合计
66
78
79
79
73
8.路堑开挖施工作业要点
8.1开挖过程中经常放线检查路堑的宽度、边坡坡度,在机械开挖时坡面预留30cm采用人工刷坡,刷坡工作紧跟,开挖坡面严禁超挖,保持坡面平顺。
8.2开挖出的土石运到弃土场堆放。
耕植土储存于指定地点用于复耕或植被护坡。
弃土场在施工完成后,及时进行地表种植土的覆盖和植被防护。
8.3路堑开挖机械作业时,均须严格控制路基设计标高,严禁超挖。
为保证路基基底处理的质量,机械开挖应预留80~150cm或按地基设计处理有关规定执行,在地基施工完毕后,采用人工开挖至设计标高。
这是确保后续地基处理质量的关键。
8.4对坡面中可能出现的坑穴、凹槽杂物进行清理,用护坡的同标号浆砌片石或混凝土嵌补整平。
9.施工时应注意事项
9.1施工中严禁乱挖,扰动边坡,必要时对高边坡进行变形观测,以便采取应急措施。
9.2土质路堑坡顶至相当于边坡高度再加5m距离内的地面坑洼进行填平,以确保路堑边坡的稳定。
9.3开挖过程中经常检查边坡位置,防止边坡部位超挖和欠挖;施工中及时测量,开挖至边坡平台时,预留不小于20cm保护土层,待人工施做平台及其上截水沟时开挖,表面做成向外侧4%的排水坡。
10.路堑施工安全技术措施
10.1路堑开挖时,经常注意坡面的稳定,及时发现处理裂缝或危石、危土。
10.2路堑开挖自上而下分层进行,严禁掏底开挖。
按设计坡度开挖坡面,及时消除坡面上的松动块石。
10.3各种机具设备和劳动保护用品定期进行检查和必要的试验,保证其处于良好状态。
10.4施工中时常掌握气温、台风、暴雨、水文等预报,作好防范工作。
10.5施工现场设有安全标志。
危险地区悬挂“危险”等警告标志。
10.6在开挖过程中,密切注视局部崩塌落石、岩堆、小型滑坡现象,加强防范断裂带附近因岩体破碎,强富水引发路基边坡失稳,如发现山体有滑动、崩坍迹象且危及施工时,暂停开挖,所有人员和机具撤至安全地点。
10.7在高坡清理危石时,设专人进行防护,作业人员绑系安全带,戴安全帽。
开挖工作面与装运工作相互错开,严禁上、下双层作业。
滚石危及范围内的道路,设警告标志,作业时坡下严禁通行。
坡面上的操作人员对松动的土、石块及时清除,严禁在危石下方作业、休息和存放机具。
在清理边坡危石和设置拦截设施后再进行施工。
11.安全保障措施
11.1建立健全的安全保证体系,制定完善的安全管理制度,工区设专职安全监督员。
11.2坚持全员安全教育制度,提高施工人员的安全自保意识,同时将具体的安全生产责任落实到各作业班组直至具体人,作到责任落实。
11.3本工程作业工种、作业机械种类多,要坚持各作业工种经培训考核合格后持证上岗,各工种施工时,使用、操作各种机械(机具)时,严格执行本工种、本机械的安全操作规程。
11.4各工种作业时,必须有专人负责、统一指挥、相互配合。
所有进入施工现场作业人员,都按规定佩戴个人劳动防护用品,劳动保护用品需佩带正确。
11.5工区设专职用电管理安全员,作业队设兼职安全员,建立健全的保证体系,完善安全管理制度,加强临时用电安全防护管理。
用电人员必须戴绝缘手套,穿绝缘鞋。
11.6组织施工人员认真学习安全生产操作规程,提高安全意识,狠抓违章操作,做到每道工序都有安全技术交底。
11.7施工前派专人对施工段进行障碍物清查,对有地下管线做好防护,不得盲目开挖,确保地下管路安全。
11.8火工品单独存放,远离火源,防止发生火灾,灭火器材定期检定,保证灵敏有效。