液压分裂破碎现场施工方法.docx

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液压分裂破碎现场施工方法

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：

设立导标

反铲挖掘机强挖

石渣装驳

运输卸渣

水深自检

布缆定位下桩

下道工序

合格

不合格

另类办法施工

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：

设立导标

下锤凿岩

提升锤体

反复锤打

布缆定位

No

设立导标

下锤凿岩

提升锤体

反复锤打

布缆定位

布缆定位

液压分裂破碎

岩石碎裂检查