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2012年

天数

1~10

11~20

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3)、各作业区施工工序安排:

测量放线刷坡修整坡面、坡率测放孔位搭设脚手架

吊装钻机就位钻孔投放钢筋(锚索)注浆绑扎格构梁钢筋笼

混凝土浇筑及保养坡面防护工程及截排水系统施作。

4)、实施方案:

从坡顶第三级边坡开始按照设计坡率刷坡,当具备锚孔钻造空间时开始脚手架平台的搭设,与此同时钢筋制作和锚索制作平行作业。

钻孔施作的同时,土方作业在预留安全距离的范围内继续拓展工作面。

与锚孔钻造间隔10m距离后开始格构框架钢筋笼的绑扎和混凝土的浇筑,护坡工程同时跟上。

依次类推完成第二级、第一级。

每个作业班组完成一个区的任务后随即转入下一个作业区开展工作,依次类推完成四个作业区的任务。

如图2所示

.。

图2作业程序布署图

作业指导思想和原则:

加固防护一级开挖一级,确保边坡的稳定和施工的安全。

2、主要项目的施工方案及作业指导书

2.1压力分散型锚索的施工方案及作业指导书

锚索工程是锚索框架提供抗滑力的主要构件,其施工质量是否达到设计要求,直接关系到整个治理工程的成败,必须采取科学的施工方案和有效的技术措施,确保锚索的质量。

锚索施工主要有两大环节,一是锚索孔成孔,二是锚索灌浆。

锚索孔成孔的技术关键是如何防止孔壁坍塌卡钻;

灌浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩渣和地下水排出孔外,保证灌浆饱满密实。

本项目采用压力分散型锚索,还存在一个正确分单元制作和合理安置的问题。

为此,我们拟采取以下方案和技术措施:

1)采用先进的大功率双管同步推进钻机钻造锚孔

由于该区域地层属于砂泥岩互层地质单元,砂岩较硬、泥岩相对较软,受当地地质区域构造的影响,岩层松散破碎,施钻过程中上侧孔壁破碎岩块在重力作用下受震动和钻具碰撞,易造成坍塌,若不采取措施,就会造成卡钻事故,影响工程进度。

锚孔钻成后,如没有套管保护,在下钢绞线的过程中可能会坍塌掉块,钢绞线下不到位,甚至使钻孔报废。

因此,根据施工具体情况,必要时采取套管跟进技术,确保钻孔顺利进行。

因为目前国内大多使用的风动水平钻机和液压水平钻机功率较小,而且不能双管同步推进,效率低,影响进度。

为此,我们拟采用先进的大功率双管同步推进的大功率钻机钻进锚索孔。

机型如下:

YQJ—100型水平钻机:

该钻机主机功率50kW,旋转头装双管,外管前端安装特制八棱合金钢钻头,内管前端安装潜孔锤或牙轮钻头一次成孔,效率高,安全性好,特别适合在破碎地层中钻进,已先后在航空航天部江油滑坡工点、成昆铁路莫洛、毛头马滑坡工点,川藏公路二郎山龙胆溪、深圳高速公路等滑坡工点使用,效果良好。

如遇较坚硬地层或岩块则使用瑞典或英格索兰制造的ODEX钻具,进一步提高成孔效率,加快施工进度。

MD-50型双管同步液压水平钻机:

该钻机是针对破碎松散地层,引进国外先进技术而研制成功的新型国产专用钻机。

采用高频轻型潜孔锤冲击、套管同步跟进钻进成孔,可保证钻孔顺直、锚索孔成孔质量和成孔速度。

经在西安临潼锚索拉拔试验、兰州东岗立交桥加固、内蒙边坡病害治理和青海龙穆尔沟边坡病害治理等工程中使用,效果良好。

2)高风压冲击和旋转相结合

在危险斜坡体上钻孔,不能注水钻进,以防循环水进入坡体,进一步加大坡体险情并影响锚固效果,所以采用干钻方式,以冲击为主,较软地层用牙轮钻头旋转钻进,高压风出渣。

因为锚索孔孔径大,上述钻机钻进效率高,单位时间内孔内锤击和切削出的岩渣多,只有将孔底岩渣及时排出,才能保证钻进速度,避免岩渣滞留孔内,致使扭矩增大,甚至包钻,造成事故,影响施工进度。

我们拟配备英格索兰VHP-750型空压机,输送压力为1.2kPa,风量为20m3/min。

施工程序:

①施工说明

(ⅰ)在预应力锚索施工前,向监理提交一份包括锚固张拉的机具设备和仪表配置以及锚固程序和方法等锚固工艺报告,报送监理审批。

(ⅱ)根据本项目的特点制定预应力锚索制作安装和施工的操作规程,并提交监理。

②材料

(ⅰ)锚索使用符合招标和设计文件的钢绞线。

(ⅱ)锚孔灌浆材料采用符合招标和设计的有关规定的水、水泥、砂和外加剂。

③锚索的钻孔

(ⅰ)锚索钻孔的位置、方向、孔径及孔深,按照相关规范进行。

钻孔的开孔偏差控制在10cm以内,端头锚固孔的孔斜误差小于孔深的2%,钻孔孔径不小于施工图纸和要求。

(ⅱ)钻孔机具经监理工程师批准,选用适合本工程的钻机,钻孔深度比下入孔内的锚索长度超钻1m(锚杆超钻0.4m),钻头选用硬质合金钢钻头或金刚石钻头。

(ⅲ)对于破碎带或渗水量较大的围岩,如难以成孔,则对锚孔进行灌浆处理后再进行钻孔。

(ⅳ)由专职人员记录每一钻孔的尺寸、岩芯特征、钻进速度、钻压等特征。

(ⅴ)钻孔完毕时,连续不断地用高压空气彻底清孔,钻孔吹干净后再安装锚索。

在安装锚索前,将钻孔孔口堵塞保护。

④锚索的制作与安装

(ⅰ)按施工图纸所示的尺寸下料,下料前检查钢绞线的表面是否有破损,没有损伤的钢绞线方可使用。

(ⅱ)锚索锚固段架线环与紧箍环每隔1m间隔设置,紧箍环系16号铅丝绕制,不少于两圈,自由段每隔2m设置一道架线环。

⑤灌浆

(ⅰ)钻孔工作结束后,用高压风清孔,将孔道内的钻孔岩屑和泥沙清干净。

(ⅱ)锚索采用水灰比0.4~0.5水泥浆进行灌注,浆液的配比还需在施工前经试验确定,其28天强度不低于30Mpa。

(ⅲ)锚索灌浆采用孔底返浆的方法,如果注浆过程中浆体有回落,则采用二次补浆。

⑥锚索张拉

(ⅰ)锚索张拉的设备和仪器均在张拉前由相关试验室进行标定。

(ⅱ)锚固段的砂浆达强度及锚索墩的混凝土强度达到设计强度80%后方可张拉。

(ⅲ)张拉力逐级增大,其最大值为锚索设计荷载的1.2倍,稳压10~20min后锁定。

(ⅳ)根据监理的指示进行试验锚索的张拉,试验锚索的数量和位置由监理确定。

在进行锚索试验时,记录压力传感器的读数、千斤顶的读数以及试验锚索在不同张拉吨位时的伸长值,记录成果应及时报送监理人。

每次进行试验锚索张拉,必须有监理在场进行。

⑦锚索封锚

(ⅰ)封锚前应由监理检查确认锚索拉力已达到稳定的设计值。

(ⅱ)封锚前,锚具外的钢绞险除留存15cm外,其余部分应切除。

(ⅲ)外锚具或钢绞束端头,应按施工图纸要求用混凝土封闭保护,混凝土保护层厚度不小于5cm。

⑧质量检查和验收

锚索施工过程中,进行以下项目的质量检查和检验:

(ⅰ)每批螺纹钢筋和钢绞线到货后的材质检验;

(ⅱ)锚索安装前,每个锚索孔钻孔规格的检测和清孔质量的检查;

(ⅲ)锚索安装入孔前,每根锚索制作质量的检查;

(ⅳ)灌浆过程中,抽样检验浆液试验成果和对现场灌浆工艺做逐项检查;

(ⅴ)锚索张拉工作结束后,对每根锚索的张拉应力和补偿张拉的效果进行检查。

上述的每项质量检验和检查经监理签认合格后,才能进行后续工序的施工。

技术要点及注意事项:

①在锚索张拉前对张拉设备进行标定,按照设计要求,锚索张拉进行分级张拉、锁定,张拉分五级加载,每级荷载分别为设计拉力的25%、50%、75%、100%和110%,除最后一级稳定10~20分钟外,其余每级均稳定5分钟,并分别记录每一级钢绞线的伸长量,且在每一级稳定时间内测读锚头位移量3次。

对压力分散型锚索的张拉有特殊要求,因每个单元组的长度是不相同的,因此在施加预应力是必须注意从最长一组开始进行荷载补偿,直到最后一组时再一起张拉到设计值后锁定。

②锚索材料采用高强度、低松弛φ15.24mm预应力钢绞线,强度1860MPa。

下料前检查钢绞线是否顺直、无损伤、无死弯。

③锚固段必须除锈、除油圬,按设计要求绑扎分线环;

自由段除锈后,涂抹黄油并立即外套波纹管,两头用铁丝扎紧,并用电工胶布缠封。

④锚索下料采用砂轮切割机切割,避免电焊切割。

考虑到锚索张拉工艺要求,实际锚索长度比设计长度多留2.0m,即锚索长度L锚=L锚固段+L自由段+2.0m(张拉段)。

⑤锚索孔位测放力求准确,偏差不得超过±

1cm,钻孔倾角允许误差±

考虑沉碴的影响,为确保锚索(杆)深度,实际钻孔深度要大于设计深度1.0m(0.4m)。

图3锚索及地梁施工工艺图

⑥锚索造孔禁止开水钻进,以确保锚索(杆)施工不致于恶化边坡岩体工程地质条件。

钻进过程中应对每孔地层变化(岩粉情况)、进尺速度(钻速、钻压等)、地下水情况以及一些特殊情况作现场记录。

若遇坍孔,应立即停钻,进行固壁处理后再行钻进。

⑦锚索终孔孔径为150mm,成孔后的孔径不得小于该值。

钻孔完成之后必须使用高压空气(风压0.2~0.4Mpa),将孔中岩粉或地下水全部清除孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。

⑧锚索孔内灌注水泥浆,水灰比0.4~0.5,水泥浆体强度不低于30Mpa。

采用从孔底到孔口返浆式注浆,注浆压力为不低于0.3Mpa。

如果锚固段遇风化严重,裂隙发育,岩层破碎地层时,采用二次高压劈裂注浆工艺进行注浆。

2.2锚索格构梁的施工方案及作业指导书

锚索格构框架以及锚墩混凝土施工中主要有以下三个环节:

钢筋加工与安装、模板安装与加固、混凝土浇筑,现就将这三个工作环节叙述如下:

施工方案:

①钢筋工程

(ⅰ)进料:

进场前根据业主及监理工程师的进料要求,严把质量关,杜绝不合格材料进入工地现场。

在库房里钢筋分类存放,在存放地点做不同的标志牌,以便区分,同时做好钢筋的防腐工作。

(ⅱ)备料:

根据设计图纸,按照图纸规格切断或焊接钢筋,并进行钢筋加工。

主筋的焊接按设计要求采用双面搭接焊,搭接长度5d,同时要求在同一截面接头数量不得超过主筋总数的50%。

成型后的钢筋应分类堆放整齐,并注明钢筋型号、位置。

所有钢筋的切割、焊接及弯钩等加工应在坡脚场地进行。

(ⅲ)绑扎:

钢筋笼绑扎过程中把预制的混凝土垫块用铁丝固定在钢筋笼上,保证钢筋四周的保护层厚度。

(ⅳ)钢筋骨架制作、安装后,必须由监理签证确认后,方可进行下道工序。

②混凝土工程

(ⅰ)进料准备:

凡进入现场的设备、材料必须按施工总平面图指定的位置堆放整齐,不得任意改变。

材料堆放场地做表面硬化处理,水泥、钢筋作简易仓库,砂石料隔离分类堆放。

(ⅱ)测量放线:

复核锚索或锚杆的孔位,并利用全站仪在坡面上按水平10m×

高程10m的网格放线打桩,然后再精确定位格构的竖肋和横梁的中心线或外锚墩的中心线,最后根据中心线精确定位格构或外锚墩的轮廓线并打桩拉好线绳。

(ⅲ)修整坡面:

在立模浇筑砼前,必须清除岩壁上的松土或松动块石,并涂抹砂浆调平层。

(ⅳ)立模加固:

本项目格构和外锚墩等砼全部采用钢质模板,立模时主要利用钢管脚手架进行固定,同时在内侧还需用小圆木或定长钢管支撑,预防浇筑砼时模板变形。

(ⅴ)砼搅拌运输:

严格按照砼配合比,精确称量砂石料,采用专用搅拌机进行均匀搅拌,使用卷扬机进行高空运输。

(ⅵ)浇筑:

搅拌的砼用料桶送到接料板上,沿套桶均匀倾倒入模板内。

同时采用振动棒振捣密实混凝土,浇筑应一次完成,

(ⅶ)拆模养生:

砼浇筑24后拆模,先修整后派专人铺设纤维袋浇水养生,养生时间不少于7天,每天根据天气情况养生2~4次。

图4混凝土框架、墩、地梁施工工艺流程图

①测量放线时采用先整体、后局部再整体复核的步骤进行,从而确保砼结构物的单元结构和整体外观。

②修整坡面时,确保坡面平整、夯实,无溜滑体、蠕滑体和松动岩块。

③立模加固前,用钢丝刷或砂轮将模板清理干净。

④立模加固过程中,水平方向框架梁间设置一道伸缩缝,伸缩缝宽20mm,缝内填塞沥青麻筋。

⑤立模加固完毕后,结合以前拉好的放线绳进行复核,确保模板表面平整度不大于5mm,模板纵向及横向线性误差均不超过10mm。

⑥混凝土开盘前,做好精心的组织准备,确保材料、工具等齐全、足够。

⑦混凝土浇注过程中,需要留置施工缝时,现场调节使施工缝留置在两相邻锚杆(管)作用的中心部位,并按《混凝土结构工程施工及验收规范》(GBJ50204-92)的有关规定进行处理。

⑧拆模后,对混凝土的局部漏浆蜂窝处进行处理,然后派专人负责铺上纤维袋浇水养生。

2.3排水工程包括坡面周边截水沟、仰斜排水孔。

M10浆砌石截排水沟

(ⅰ)按设计要求放线并按10m的间距打入木桩,木桩之间用线绳连接。

(ⅱ)按设计断面及坡率要求开挖,开挖轮廓各边必须扩挖5cm,并对基础进行夯实处理后夯填5cm粘土隔水层后,才能进行沟体砌筑。

(ⅲ)沟体浆砌石砌筑工艺同挡土墙砌体工艺。

(ⅳ)沿沟体纵向每隔5~8m设置一道伸缩缝,缝内填沥青麻筋或沥青木板。

(ⅴ)沟体浆砌体强大达到70%以上时,方可进行沟侧回填,回填工艺同挡土墙内侧回填。

图5浆砌片石截水沟施工流程图

技术要点及注意事项

①坡面周边截水沟和排水沟的过水断面不得小于设计断面,纵坡不小于1‰,而且不允许出现倒坡现象,确保水流通畅。

②当开挖土层位于填土或覆盖层上的冲沟时,应进行地基处理,尽量清除覆盖层至基岩或承载力大于400Kpa的老土,并采用M10浆砌石砌筑基础平台,浆砌石基底开挖基岩面应根据岩体质量和基岩面情况开挖成台阶状。

③坡面纵向排水沟沟底需用C30混凝土填筑,而且必须保证格构底部和坡面接触处无缝隙,水流不得渗入坡体或流向格构内侧。

④排水沟开挖出来的土石方应堆放整齐,然后溜滑至坡脚后再运至弃土场倾倒,防止产生二次病害或环境污染。

仰斜排水孔施工

1)施工中首先保证钻机平台的稳定性,并将钻机与平台固定连接,其次采用测角仪器精确确定钻孔仰角,钻进过程中钻具安装导向装置,保证钻孔顺直,倾角满足要求。

2)排水孔采用MD-50型水平钻机、高频轻型潜孔锤冲击钻进、套管同步跟进的成孔技术,以保证钻孔顺直和成孔速度。

3)在危险坡体上钻孔,严禁采用开水钻进,以防止循环水进入坡体进一步加大边坡变形。

因此采用无水干钻、高压风排渣的方法进行施工。

4)孔位放置及钻孔倾角须严格遵照设计要求。

5)严格按照设计要求安装软式排水管,安装完毕后用水泥砂浆封堵孔口周边。

3边坡稳定性及施工安全监控

大量工程实践证明,在高边坡治理防护工程中对边坡稳定性及施工安全的监控非常重要,通过监控不仅可以及时掌握边坡的动态变形状况,同时监测的结果还可以及时指导正确施工,避免边坡工程事故发生。

利用边坡施工开始前期监测成果来指导后继工程施工的方法,已逐渐发展成一种新的信息化的施工技术,也越来越多的受到行内人士普遍的认同和采用。

对边坡地表、地下位移监测,地下水动态监测,岩土土压力变化的测试,锚固工程施工质量的检测、锚索预应力变化的测试等等,可以及时发现施工中存在的不足,以便采取正确地措施给予纠正。

通过现场的试验检测和长期的动态变形监控可以对边坡的稳定性进行科学的评价,用数据鉴证和检验边坡的治理效果。

鉴于本项目加固边坡的结构特点以及重要性,我们拟采取一定的监控措施和质检措施对边坡的总体治理效果进行跟踪观测,所有布控设施在工程竣工后可以移交给建设方继续服务。

1)、拟定开展正常和专项监测与检测的项目

依据本项目边坡的地质环境和结构特点,以及今后可能对厂区建筑物构成的潜在威胁,拟定开展以下部分工作内容:

(1)施工期间边坡的地表变形监测和日常的巡查、裂缝的观测;

(2)锚索预应力的监测;

(3)锚索(杆)的施工质量(包括深度和锚固力)的检测;

(4)边坡地下位移的监测;

(5)地下水动态变化监测。

2)、监测与检测的方法

(1)、地表变形监测

拟采用高精度全站仪、GPS定位或其他新技术方法。

观测桩及工作基点要求严格按照相关技术规范要求布控,采取强制对中桩,减少测量误差。

观测桩的布置原则上要求覆盖整个变形范围,真正达到监控边坡整体变形状态的目的,及时掌握施工过程中的安全和工后稳定状态。

观测网的控制等级应不低于国家三等水准网观测标准。

观测点的布置:

拟在每60m间距一个纵向观测断面,每个断面的每级平台上布置地表观测桩,对边坡施工期间乃至工程竣工后的变形状况进行长期跟踪观测,以掌握边坡的稳定状况和工程治理效果。

(2)、地中位移监测

边坡深部位移的监测,一般在能够代表边坡主体滑动部位的适当位置布置观测孔,采用固定式测斜仪或活动式测斜仪定期对边坡深层的变形情况进行跟踪观测,及时了解和掌握边坡在施工过程中或治理过程完成后,深层滑动面的活动情况,为动态设计和信息化施工提供详实的资料,也为边坡后期的稳定性评价提供科学依据。

拟在一区和三区分别选择两个和三个观测断面,在每个断面的一级平台和坡顶各设置一个深部位移观测孔,孔深20~25m,埋设测斜管,采用活动式钻孔测斜仪对边坡深层岩土体的变位情况进行跟踪观测,掌握边坡在加固工程治理期间边坡的动态变形状况和工程竣工后长期的稳定状况。

(3)、地下水变化特征监测

现治理边坡乃至厂区其他部位尚未治理的顺层高边坡,今后的稳定程度都与厂区以后地下水的活动密切相关,所以长期掌握地下水的活动规律对及时了解边坡的稳定状况与地下水活动的规律的关系非常重要。

故此,可借助深部位移观测孔利用地下水水位测定仪对其活动规律进行跟踪观测。

(4)、锚索预应力监测

锚索作为一种主动防护工程措施,其最大的优点就在于能够事先借助钢筋混凝土反力结构给不稳定体施加预应力,以起到预加固的效果。

因此,锚索预应力的变化特征往往能够真实地反映边坡的变形特征,当预应力增加时,表明结构物受挤压,进而说明边坡有失稳产生变形的迹象。

而当预应力产生突变时(从增加忽然减小),说明边坡产生的下滑力很大,依然造成锚固工程的破坏,边坡随时有产生滑动破坏的可能。

故此,针对厂区顺层边坡易产生破坏的特点,拟在有锚索防护区段的边坡(一区和三区)选择3~4各观测断面,安装锚索测力计对锚索预应力进行长期跟踪观测。

(5)、锚索(杆)施工质量的检测

锚索加固工程是本项目成功的关键,对锚索施工的深度(锚索长度)、锚固力的抽样检测可以在很大程度上提高整体施工质量。

锚索深度和抗拔力的检测依照相关规范要求采取现场抽样检测的原则进行,抽样的比例按照规范要求应不低于总工程数量的5%,一般要求在5%~10%之间,也可依据实际施工情况和要求适当强化比例。

在此方面,我单位已有多项专利产品和检测成果,成果也已成果转化为生产应用,取得了良好地社会效应和经济效益,为委托方解决了诸多难题。

3)、监测的周期及频率

监控网布置完成后,即可开展相应的观测工作,并针对施工和天气状况及时适当的加以调整,以确保边坡施工安全和工后的稳定为最终目标。

建议的周期和频率如表3所示:

表3监控、检测频率表

阶段安排

地表位移

深部位移

预应力监测

锚索长度检测

锚固力检测

正常情况

施工期间

每日

10~15天一个周期

总数量的5~10%

工后一年内

每月一次

每月~每季度一次

特殊情况(雨季或暴雨)

每周一次

每7~10天一次

备注

建议观测1~2个水文年

预应力损失过大或出现突变需考虑二次补偿张拉

可依据实际情况

适当调整

4)、动态监控的基本标准

边坡施工安全及工后稳定性评价主要依据以下几点综合评判:

(1)、地表位移施工期间日最大位移不大于5mm/d;

工后固结期间最大速率不大于2mm/d,当月累计量不大于30mm;

趋稳后的月累计位移量不大于5mm。

(2)、施工期间:

边坡地中位移(滑动带部位的变形),按10天一个观测周期考虑,次间隔位移增量不大于5mm/次,月累计位移量不大于10mm,工后应低于此标准或更低。

(3)、治理工程竣工后,边坡无宏观变形现象,地表、深部位移变化趋势应趋缓或停止。

(4)、锚索施工质量应符合设计要求,满足公路工程质量验收规程要求。

深度不小于设计要求、锚固力需大于设计值。

(5)、锚索锁定预应力应符合设计要求,损失量符合规范要求,锁定值应不低于设计值的90%。

考虑地层徐变等因素,锚索在工作的初期会产生预应力损失的现象,但损失期过后总体应趋于平稳,若出现突变情况,应就此提出相应的建议和补偿措施。

5)、技术成果资料

(1)观测资料的检验和处理

1)检验所有考证资料、过程线、关系曲线、文字说明等有无漏洞。

2)检验校核各种曲线图,并互相对照进行合理性的检查。

3)检验平时资料整理分析时绘制的过程线。

对有误差和不妥处进行修正补充。

4)对观测数据的各种误差进行处理。

过失误差直接剔除。

偶然误差采用常规误差分析理论进行分析处理。

对于系统误差进行校正仪器进行误差改正。

(2)观测资料的整理与分析

观测资料整理分析与反馈包括四部分内容:

观测资料搜集和表示、观测资料检验和处理、观测资料初步分析、观测资料反馈。

观测资料的主要内容是初步分析,重点判识有无异常观测值。

采用的分析方法是定性的常规分析法。

常规分析法又分为比较法、作图法、特征值统计法和测值因素分析法等四类。

1)比较法:

通过对比分析检验监测物理量量值的大小及其变化规律是否合理,或建筑物和构造物所处的状态是否稳定。

采用监测物理量的互相对比;

监测成果与理论的或试验的成果相对照

2)作图法:

根据分析的要求,画出相应的过程线图、相关图、分布图以及综合过程线图。

由图了解和分析观测值的变化大小和其规律,影响观测值的荷载因素和其对观测值的影响程度,观测值有无异常。

3)特征值统计法:

借助对特征值的统计与比较辩识监测物理量的变化规律是否合理并得出结论。

4)测值影响因素分析法:

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