福安某大道高边坡工程专项施工方案.docx
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福安某大道高边坡工程专项施工方案
福安市环城路（富春大道）一期B标段项目
路基高边坡防护工程
专
项
施
工
方
案
中建七局第三建筑有限公司
2010年04月20日
路基高边坡防护工程专项施工方案报审表
工程名称
福安市环城路（富春大道）一期B标段工程
施工单位
中建七局第三建筑有限公司
编制单位
现上报福安市富春大道一期工程B标段工程路基高边坡防护工程专项施工方案，请予以审查。
主编
编制人
工程项目部/专业分包施工单位（盖章）
技术负责人
审核单位
总承包单位审核意见：
年月日
总承包单位（盖章）
审核人
审批人
审查单位
监理审查意见：
监理审查结论：
□同意实施□修改后报□重新编制
监理单位（盖章）
专业监理工程师
日期：
总监理工程师
日期：
路基高边坡防护工程专项施工方案审批表
工程名称
福安市环城路（富春大道）一期B标段工程
发放号
编制单位
中建七局第三建筑有限公司
项目负责人
编制人
编制日期
审核意见
分公司业务部门
公司业务部门
安
全
分
站
（签章）
年月日
安
全
环
境
部
（签章）
年月日
生
产
副
经
理
（签章）
年月日
审批意见
公
司
生
产
副
总
经
理
（签章）
年月日
路基高边坡防护工程专项施工方案
1.编制依据
⑴福安市环城路（富春大道）一期B标段施工图设计文件；
⑵福安市环城路（富春大道）一期B标段实施性施工组织设计；
⑶JTGF10—2006《公路路基施工技术规范》、（JTGF80/1-2004）《公路工程质量检验评定标准》、《岩土锚杆技术（索）技术规程》CECS22：
2005、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002、等国家规范及行业标准。
2.工程概况
本项目位于福建省福安市。
福安市城区环城路工程（富春大道）一期全长3.5公里，本道路北接坂中片区，东接福安老城区，西联溪北洋片区，建成后将成为福安城区连接各片区的主干道，同时又是环城公路。
本标段工程为富春大道一期的B标段工程，该工程起止桩号为K2+000～K3+500，要包含路面、路基、排水、管道、挡墙、涵洞、交通设施及路灯等，合同工程投资额约5317.2万元。
本标段共有四处高边坡防护工程。
2.1K2+378.000～K2+587.000段左侧边坡
该边坡最高约52.90米，上部为素填土和亚粘土，其下为残积砂质粘性土、强风化花岗岩和弱风化花岗岩；本边坡设计最高为五级，边坡设计坡率及防护加固工程措施为：
第一级K2+378.000～K2+587.000段为1:
0.5护面墙防护；
第二级K2+442.789～K2+570.958段为1:
0.5护面墙防护；
第三级K2+442.930～K2+555.949段为1:
1拱型骨架防护；
第四级K2+443.071～K2+547.588段为1:
1.25拱型骨架防护；
第五级K2+443.211～K2+532.272为1:
1.25网格骨架植草防护。
2.2K2+628.000～K2+729.000段左侧边坡
该边坡最高约37.80米，上部为亚粘土，其下为残积砂质粘性土和全风化花岗岩；本边坡设计最高为四级，边坡设计坡率及防护加固工程措施为：
第一级K2+628.000～K2+729.000段为1:
0.75护面墙防护；
第二级K2+648.316～K2+726.151段为1:
1护面墙防护；
第三级K2+662.000～K2+723.191段为1:
1拱型骨架防护；
第四级K2+678.739～K2+715.304段为1:
1.25网格骨架植草防护。
2.3K2+902.000～K3+100.000段左侧边坡
该边坡最高约47.30米，上部为坡积亚粘土、坡积含碎石亚粘土、残积砂质粘性土和全风化花岗岩，其下为砂土状强风化花岗岩和碎块状强风化花岗岩；本边坡设计最高为五级，边坡设计坡率及防护加固工程措施为：
第一级K2+902.000～K2+965.000及K3+053.000～K3+100.000段为1:
0.3护面墙防护；K2+965.000～K3+053.000段为1:
0.3锚索框架防护；
第二级K2+925.151～K2+973.000及K3+045.000～K3+089.356段为1:
0.5护面墙防护；K2+973.000～K3+045.000段为1:
0.5锚索框架防护；
第三级K2+948.053～K2+979.000及K3+035.000～K3+065.941段为1:
0.75拱型骨架防护；K2+979.000～K3+035.000段为1:
0.75锚索框架防护；
第四级K2+967.101～K3+043.512段为1:
1拱型骨架防护；
第五级K2+983.500～K3+028.838段为1:
1.25网格骨架植草防护。
2.4K3+340.000～K3+500.000段左侧边坡
该边坡最高约50.20米，上部为亚粘土和残积砂质粘性土，其下为全风化花岗岩和砂土状强风化花岗岩；本边坡设计最高为五级，边坡设计坡率及防护加固工程措施为：
第一级K3+340.000～K3+500.000段为1:
0.3护面墙防护；
第二级K3+350.593～K3+500.000段为1:
0.5护面墙防护；
第三级K3+388.335～K3+432.000段为1:
0.75护面墙防护；K2+432.000～K3+500.000段为锚杆框架防护；
第四级K3+410.451～K3+482.000段为1:
1拱型骨架防护；K2+482.000～K3+500.000段为锚杆框架防护；
第五级K3+454.227～K3+500.000段为1:
1.25网格骨架植草防护。
3.施工总体部署
3.1施工总体方案
按照从上至下的顺序逐级开挖，逐级防护和加固的原则，必须在上级边坡锚固和防护工程全部实施并产生加固作用后方可进行下级边坡的土石方开挖作业，锚固工程质量必须符合设计和规范要求。
在施工过程中如遇雨季，坡面应采取临时防排水措施，避免坡面冲刷和雨水沿坡体下渗。
具体施工工艺详见附图一：
《高边坡施工工艺流程图》。
3.2人员安排
《高边坡工程人员安排表》
人员及组别
工作内容
高边坡施工
队
各种设备司机
10
土石方开挖、回填、运输
爆破员
5
钻孔、装药、起爆
火工材料仓管员
2
火工材料保管、发放登记
火工材料运输员
1
火工材料领取、运输
爆破专门安全员
1
石方爆破安全管理
钢筋工
5
路基人工修补等
模板工
5
机械设备调度及协调
砼工
10
砼浇筑施工
普工
10
合计
54
3.3机械设备
《主要机械设备数量表》
序号
机具名称
型号规格
单位
数量
1
挖掘机
PC300-3
台
2
2
推土机
TY220
台
1
3
铲运机
CTY-Ⅱ
台
1
4
潜孔钻
KQ150
台
4
5
装载机
ZL40
台
2
6
自卸汽车
辆
10
7
空压机
4L-20/8
台
1
8
发电机
200KW
台
2
9
注浆机
液压
台
2
10
砂浆搅拌机
强制式
台
1
11
穿心式液压千斤顶
YCD-200
套
4
12
材料提升机
台
4.路基高边坡主要施工方法
4.1放线测量
边坡坡顶清理完成后，测量人员按照设计图纸的要求，放出边坡坡顶开挖线，并做好标志。
4.2排水工程施工
地表截、排水沟要求在路堑边坡土石方开挖施工前施做，并发挥作用，减少地表水、雨水对坡面冲刷和入渗坡体的作用和影响。
4.2.1施工要求
⑴水沟边坡必须平整、稳定，严禁贴坡。
纵坡应按图纸施工，沟底平整，排水畅通，无阻水现象。
并应按图纸所示将水引入排水系统。
⑵各种水沟浆砌片石工程应咬扣紧密，嵌缝饱满、密实，勾缝平顺无脱落，缝宽大体一致。
⑶各种水沟的位置、断面、尺寸、坡度、标高均应符合图纸要求。
⑷当排水沟、截水沟、边沟因纵坡过大致水流速度大于沟底、沟壁土的容许冲刷流速时，应采用边沟表面加固或表面嵌小石料以减缓流速。
4.2.2质量标准
⑴实测项目详见下表
浆砌排水沟实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
砂浆强度（Mpa）
在合格标准内
按《公路工程质量检验评定标准（JTJ070/1-2004）》附录F检查
2
轴线偏差（mm）
50
经纬仪：
每200m测5点
3
沟底高程（mm）
±50
水准仪：
每200m测5点
4
墙面直顺度（mm）或坡度
30或不陡于设计
20m拉线，坡度尺：
每200m查2点
5
断面尺寸（mm）
±30
尺量：
每200m查2点
6
铺砌厚度（mm）
不小于设计
尺量：
每200m查2点
7
基础垫层宽、厚（mm）
不小于设计
尺量：
每200m查2点
⑵外观鉴定
①砌体内侧及沟底应平顺。
②沟底不得有杂物。
4.3边坡开挖施工
石方的爆破施工工艺流程详见附图二：
《石方爆破施工工艺框图》。
为控制坡面平整度满足施工规范要求，对于硬质岩石方应采用光面、预裂爆破，已尽量减少或避免爆破施工对岩体结构的破坏作用和影响，对于石方边坡开挖，接近路堑边坡工程部位严禁采用大爆破，并且要求距设计坡面3～5m范围内一律采用光面控制爆破。
路堑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施工。
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。
为提高边坡稳定性和美观程度，在本合同段深挖路堑采用预留光爆层法进行光面爆破，边坡设计有台阶时分台阶进行光爆。
4.3.1爆破区域及施工工艺
K2+378.000～K2+587.000段左侧边坡1～4阶为弱风化花岗岩。
K2+628.000～K2+729.000段左侧边坡1～3阶主要为全风化花岗岩，1～2阶部分为弱风化花岗岩；K2+902.000～K3+100.000、K3+340.000～K3+500.000段左侧边坡1～4阶主要为全风化花岗岩和风化花岗岩，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。
警戒范围按爆破点的位置和安全距离设置。
爆破个别飞石安全距离应符合下表要求。
爆破飞石安全警戒距离
爆破类型
安全距离（m）
爆破方向正面
侧面
后方
深孔爆破
不小于200
150
120
浅眼台阶爆破
200
150
120
每次施爆前应发放放炮通知，警戒时应依次发出预告信号、起爆信号和解除警戒信号。
声响信号以口哨和警报器为主，视觉信号以红旗为主。
各警戒点联络采用对讲机。
警戒人员配带红袖章。
4.3.2爆破方案
采用孔径90mm（或120mm）的潜孔钻机根据不同的工程条件，以不同的爆破方式进行中小型爆破。
对于深挖路堑的爆破施工，在路堑中间以深孔拉槽控制爆破方式施工，临近最终边坡采用预裂爆破和光面爆破，以保护边坡的稳定和完整，最后在边坡开挖过程中再用炮孔法配合机械和人工对坡面进行整修。
利用微差爆破减少震动对路堑边坡的影响，预裂爆破一次最大起爆药量不超过160Kg，主体爆破一次最大起爆药量不超过500Kg，边坡坡面质点最大震动速度不超过22cm/s。
路床顶面使用钻机进行密集小型排炮施工，炮孔底部相对于设计标高的超钻长度为10～15cm，按松动药量计算，装药时炮孔底部留5～10cm空眼。
A.测量放样：
根据设计要求用全站仪放出路基开挖边界线。
B.用挖掘机清除岩石表层覆盖土。
C.炮孔位置的选择
a.炮孔应避开大的裂隙；
b.避免在两种岩石硬度相差很大的交界处设置炮孔；
c.单炮和小规模施爆，炮孔应选在抵抗线小、临空面多的位置，并应为下次爆破创造更多的临空面；
d.爆破的炮孔位置，应沿开挖边界线方向，以适当间距布设，炮孔要在同一平面内，还应比主炮孔有一定的超深。
D.钻孔及爆破方法
a.采用自行履带式潜孔钻机钻孔，对于开挖大于5米的采用深孔爆破技术，开挖小于5米的采用浅孔爆破技术。
炮孔的位置呈梅花形布置，孔距根据孔深及装药量确定。
预先按设计爆破参数计算，测量放出孔位并编号标定，钻凿顺序由远及近，由内向外顺序进行。
爆破钻孔时必须严格控制成孔质量，对于预裂爆破和光面爆破，钻孔偏斜度应控制在1度以内。
b.为保证开挖边坡平整、光滑、稳定，在边坡处采用光面爆破或预裂爆破。
E.光面爆破施工
为减少爆破对成型边坡扰动，减少刷坡整形工作量，确保高边坡台阶爆破施工安全，确保永久边坡的稳定、平整，更为提高边坡稳定性和美观程度，
在本段深挖路堑采用预留光爆层法进行光面爆破，用预裂爆破方法，在主爆区爆
破时，预先炸开光面孔，形成预裂缝。
钻孔布置下图，图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级为开挖顺序。
光面爆破施工方法与普通的深（浅）孔爆破相似，只是在爆破参数、装药结构、爆破程序等方面不同。
边坡设计有台阶时分台阶进行光爆，设计无台阶时，从路堑顶沿坡面钻孔一次爆破到位。
根据本合同段的岩质情况，拟选择如下表《光面爆破参数表》。
施工过程中通过爆破效果检查，结合地质变化情况适当调整。
以求达到安全、经济的最佳爆破效果。
光面爆破参数表
围岩种类
周边眼间距W
周边眼最小抵抗线W（cm）
相对距E/W
周边眼装药参数（kg/m）
Ⅱ级围岩
45～55
60～80
0.8～1.0
0.25～0.3
4.3.2爆破参数选择
A.孔深：
根据现场实际地形和设计高程确定炮孔深度，为了减少根底，能达到设计的高程，炮孔超深0.6～1.0米。
B.孔距、排距：
对于深孔松动爆破，即深度超过5米以上的挖方爆破，孔距选择3～3.8米。
为降低大块率，选取炮孔排距2.8～3.5米。
炮孔呈梅花形布置。
C.炮孔堵塞长度：
根据类似工程经验，堵塞长度为30倍炮孔孔径，保
证爆破不会产生飞石，从而确保周围群众生命财产的安全。
4.3.3炸药用量计算
A.深孔爆破：
a.炮孔直径：
选用履带式潜孔钻，炮孔直径D=90mm
b.炮孔深度：
为使爆破后不留根底，炮孔深度应大于台阶高度，炮孔超深选择以下公式：
h=（0.15～0.35）W1
式中：
h—炮孔超深，m；W1—底盘抵抗线，m；本工程选取h=0.25W1
c.底盘抵抗线：
W1=-q1（k-p）+[q12（k-p）2+4q1mH2]1/2/2qmH
式中：
W1—底盘抵抗线，m；
q1-每米炮孔装药量，kg/m；
k-堵塞系数，k=l2/W1≥0.75；
p-超深系数，p=0.15～0.35；
m-炮孔邻近系数，m=a/W1≤1.3；
q-单位炸药消耗量，kg/m3；
H-台阶高度，m。
此次爆破选择D=90mm，装药密度Δ=0.94g/cm³，每米炮孔装药量q1=5.98kg/m，堵塞系数k=0.85，超深系数p=0.25，炮孔邻近系数m=1.1，单位炸药消耗量q=0.31kg/m，台阶高度H=8米，则，代入上面公式计算得：
W1=3.7m，取3.5m。
d.炮孔间距：
a=1.1W1=1.1×3.5m=3.85m，取3.8m
e.炮孔排距：
b=0.866a=3.29m，取3.3m
f.炮孔深度：
l=H+h=8+（0.25×3.5）=8.87m
g.单孔装药量：
第一排：
Q=qW1aH，
Q-单孔装药量，kg；
q-单位炸药消耗量，kg/m3，取0.31kg/m³，经试爆后适当调整；
W1—底盘抵抗线，m；
a-炮孔间距，m；
H-台阶高度，m。
Q=qW1aH=32.98kg
二排后：
Q=qkabH
式中：
Q-单孔装药量，kg；
q-单位炸药消耗量，kg/m³；
k-系数，k=1.1；
a-炮孔间距，m；
b-炮孔排距；
H-台阶高度，m。
Q=qkabH=0.31×0.85×3.8×3.3×8=26.43kg
缓冲爆破：
药量比主孔少一半，即16.49kg
h.装药结构：
1）主爆孔：
每个炮孔设置一个由1枚非电毫秒延时雷管和450g管状硝铵炸药组成的起爆药包，置于装药顶端的第二药包位置，正向起爆，散装耦合装药结构，除装药外的炮孔部分，使用岩屑进行填塞，直至填平炮口。
2）缓冲孔：
采用管状硝铵不耦合装药结构，每个炮孔设置一个由1枚起爆药包1枚非电毫秒延时雷管和450g管状硝铵炸药），将其置于装药顶端的第二药包位置，正向起爆，余孔使用岩屑进行填塞，填塞长度同主炮孔。
i.装药工作规定：
1）装药前对炮孔进行清理和验收；
2）大爆破装药量应根据实测资料校核修正，经爆破工作领导人批准；
3）使用木质炮棍装药；
4）装起爆药包、起爆药柱和硝化甘油炸药时，严禁投掷或冲击；
5）深孔装药出现堵塞时，在未装入雷管、起爆药柱等敏感爆破器材前，应采取铜或木制长杆处理；
6）禁止烟火；
7）禁止用明火照明；
8）禁止使用冻结的或解冻不完全的硝化甘油炸药。
j．填塞工作必须遵守下列规定：
1）装药后必须保证填塞质量，深孔或浅眼爆破禁止使用无填塞爆破；
2）禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔；
3）填塞要十分小心，不得破坏起爆线路；
4）禁止捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包；
5）禁止在深孔装入起爆药包后直接用木楔填塞。
B.预裂爆破
a.炮孔直径：
D=90mm
b.炮孔深度：
l=H+h=8+0.87=8.87m，倾斜角α=53°时，l=8.87/sin53°=11.1m
c.炮孔间距：
a=（7～12）d，式中：
d-炮孔直径，m；
a=（7～2）d=（7~12）×0.09=0.63～1.08m，取0.8m
d.线装药密度：
选用武汉水利电力学院提出的公式：
Q线=0.127[σ压]0.5[a]0.84[d/2]0.24
式中：
Q线-线装药密度，kg/m；
σ压-岩石的极限抗压强度，Mpa；
a-炮孔间距，m；
d-炮孔直径，m。
通过计算Q线=0.316～0.387kg/m
e.装药结构：
采用不耦合装药，将炸药卷绑扎在竹片上，竹片置于炮孔的下侧基，切将炸药卷分散间隔布置。
同时，将药卷按照一定距离绑扎在导爆索上，间隔控制在20～30cm。
炮孔底部0.6米为加强装药段，装药量为正常药量的3倍，即线装药密度为0.948~1.161kg/m；中部为正常装药量段，顶部1米为减弱装药段，装药量为正常装药量的0.5倍。
炮口堵塞长度为1.5m。
预裂爆破设计参数表
钻孔直径
孔间距
超钻
堵塞长度
孔底加强装药段长
线装药密度
φ（mm）
a（m）
h（m）
L1（m）
L2（m）
Q（kg/m）
90
0.8
0.87
1.5
0.6
0.316-0.387
C.浅孔爆破：
a.炮孔直径：
D=38mm
b.台阶高度：
H=3m
c.最小抵抗线：
W=1.4m
d.炮孔间距：
a=1.1W=1.54m，取a=1.6m
e.炮孔排距：
b=0.866a=1.39m，取b=1.47m
f.炮孔深度：
l=H+h=3+0.75=3.75m，
g.单孔装药量：
Q=qabH=0.31×1.6×1.47×3=2.19kg。
爆破参数计算见下表5—5。
表5—5深孔、浅眼爆破参数表
爆破参数名称
单位
深孔爆破
浅眼爆破
孔径
mm
90
38
台阶高度
m
8
3
孔间距
m
3.8
1.6
排间距
m
3.3
1.47
孔深
m
8.87
3.75
底盘抵抗线
m
3.5
1.54
炮孔超深
m
0.87
0.75
炮孔倾角
度
90
90
炸药单耗
kg/m³
0.31
0.31
单孔药量
kg
32.98
2.19
每米药量
kg/m
5.98
1.0
装药长度
m
5.5
2.19
填塞长度
m
3.37
>1.0
D.二次破碎浅孔爆破
因为二次解体破碎、刷坡、清底进行浅孔爆破时，大部分为单孔爆破，只需要计算单孔装药量即可。
Q=qv式中：
Q-单孔装药量，g；q-单位炸药消耗量，g/m；v-岩块体积，m³以上公式计算出的为只有一个自由面的单孔装药量，当岩块具有两个以上自由面时，每增加一个自由面，单孔装药量应减少15%。
4.3.4效果监测及爆破设计优化
A.爆破效果检查
每次爆破后，对爆破效果进行仔细检查、分析爆破参数的合理性，以确定出适合本岩层最佳爆破参数。
B.爆破设计优化
a.根据每次爆破后检查情况，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。
b.根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距、装药量。
4.4锚固工程施工
4.4.1主要设计参数
K2+965.000～K3+053.000段第一级边坡、K2+973.000～K3+045.000段第二级边坡、K2+979.000～K3+035.000段第三级边坡为为预应力锚索框架，钢质承载板采用45号钢材加工制作，其厚度不小于2cm，锚索为6根Φj15.24mm，标准抗拔强度为1860MPa的高强度、低松弛的无粘结预应力钢绞线编制。
设计长度荷载720KN，锚索长20-22m,坡面反向下倾与水平面呈25°，锚索锚固段长10m，分三个相同的锚固单元，格梁方形布置。
K3+432.000～K3+500.000段第三级边坡段及K3+482.000～K3+500.000第四级边坡段为锚杆框架,采用高强精轧螺纹钢（Φ20），锚杆长18-20米，锚固段长5米，设计荷载350KN/孔。
4.4.2施工工艺流程
详见附图三：
《锚杆（索）施工工艺流程图》
4.4.3预应力锚杆（索）拉拔试验
为了确定锚索的极限承载力，验证锚杆（索）设计参数和施工工艺的合理性以及锚杆（索）的工程质量，在预应力锚杆（索）施工前，必须进行锚杆（索）拉拔试验。
⑴拉拔试验应在本工点进行，至少要做3孔，试验孔的选择要有一定的代表性，其位置不得影响后续锚索的正常施工，试验锚杆（索）的间距应大于4.0m。
⑵试验必须在与安设锚杆（索）工程相同的地层中进行。
⑶锚杆（索）拉拔试验加荷装置的定额压力必须大于试验拉力。
⑷锚杆（索）拉拔试验的检测装置必须满足设计精度要求。
⑸试验时最大加荷不应超过钢绞线标准强度的0.8倍。
⑹进行拉拔试验时应分级施加荷载，每级荷载的大小为钢绞线标准强度的0.1倍，每级加荷等级应每隔5分钟观测一次，当相邻两次观测的锚头位移量小于0.1mm或2小时小于2mm，方可施加下一级荷载。
⑺本试验为破坏性试验，达到下列情况之一者即可终止试验：
①加荷量已超过设计拉力值的3倍；
②后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生的位移增量的2倍；
③锚
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