大坝边坡支护施工专项方案毕业设计方案.docx
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大坝边坡支护施工专项方案毕业设计方案
习水县铜灌口水库灌区工程大坝枢纽工程
大坝边坡支护专项施工方案
1边坡支护工程简介
本工程大坝为混凝土面板堆石坝，设计总坝高86m，坝顶高程756m，坝顶长度202m。
左坝肩边坡设计开挖最高为115m，右坝肩边坡开挖最高为102m，坝顶756m高程以上分别在810m高程、790m高程和770m高程处设三个马道，坝顶高程以下左岸在750m和730m高程设2个马道；右岸在750m高程、730m高程和710m高程处设3个马道，马道宽度为2m，马道之间高差为20m，边坡坡比为1:
0.2，趾板以上边坡设计采用锚杆+挂网喷砼进行支护。
2编制依据
a、大坝基础开挖设计图（1/8～8/8）
b、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001（2002年版）
c、建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-91
d、建筑施工安全检查标准JGJ59-99
e、钢管脚手架扣件GB15831－2006
f、建筑结构荷载规范GB50009-2001
g、简明施工计算手册（第三版）
3施工布置
3.1施工材料运输设备布置
坝区两岸为悬崖峭壁，修建施工便道特别困难，我单位进场后进行实地踏勘，两坝肩分别从下游各修一条人行便道至边坡开挖面，山路特别险峻，临时使用的材料和小件设备只能靠人抬肩挑上山。
为解决喷锚用材料和钢管扣件的运输问题，在左右坝肩各安装一台斜拉式卷扬机，从而解决材料的垂直运输问题。
具体安装位置：
左右岸起重卷扬机均安装在大坝左岸下游清理覆盖层形成的平台上，平台高程700m，左岸龙门架安装在灌浆平硐上方790平台上，右岸龙门架安装在下游面高边坡开挖线以外，安装高程810m。
卷扬机由22马力柴油机作为起吊动力，卷扬机钢丝绳由三根钢丝绳组成，主承重钢丝绳直径为Ø22，主要承受运输材料的重量，次承重钢丝绳直径为Ø18，主要承受从上到下的空载滑轮，另一根为Ø14钢丝绳，为循环运转钢丝绳，主要传递卷扬机的动力，将重物拉到龙门架处。
卷扬机经现场载荷实验其最大载重量为500kg，并对操作人员进行安全培训和安全教育，在使用过程中安排专人定期进行维护检修。
龙门架搭设如下图示。
龙门架搭设示意图
3.2风、水、电布置
3.2.1施工供风
在大坝左岸下游面布置20m3/min空压机2台形成大坝喷锚砼及锚杆造孔供风站，敷设φ100钢管接入喷混凝土工作面，再用高压橡胶管接到砼喷浆机或锚杆造孔处，形成两坝肩边坡喷锚砼及锚杆造孔供风系统。
3.2.2施工供水
在两坝肩适当位置用铁板焊制10m3的蓄水池，施工供水采用高压水泵直接从同民河里抽到两坝肩蓄水池里，再用胶管接至各用水施工作业面。
3.2.3施工供电
（1）线路架设
变压器配电柜至喷锚、钻孔渣等施工作业区采用绝缘橡胶铝线架空敷设，在作业区配置带有漏电保护器的配电箱，从配电箱接出采用绝缘橡胶电缆连接架空敷设。
（2）施工照明
施工作业点用“碘钨灯”照明，照明度满足现场施工的要求。
4锚杆、喷混凝土支护施工
4.1施工项目安排
为保证边坡稳定，边坡支护施工必须紧跟开挖作业面进行。
锚杆施工前，人工利用高压风或钢钎撬除开挖面上已张口、松动的岩块，按照设计图纸及监理工程师指示，红漆标识各锚杆孔位置，锚杆采用YT-28型手持式风钻造孔，采用先注浆后插杆法施工，其钻头直径应大于杆体直径15mm以上。
4.1.1施工项目
锚杆、挂网喷混凝土支护施工项目主要有：
（1）趾板上游开挖边坡挂φ6.5@200钢筋网、喷C20混凝土厚10cm及φ25@3000L=4.5m锚杆支护。
（2）趾板下游延伸段小料区建基面挂φ6.5@200钢筋网、喷C25厚15cm混凝土封闭。
（3）坝基开挖临时边坡影响施工安全及地质条件较差位置采取挂网喷锚支护处理，挂网钢筋为φ6.5@200钢筋网、喷C20混凝土厚10cm及φ25@3000L=3～4.5m锚杆支护。
（4）喷浆面设置梅花型排水孔，孔距4m，孔深3m，孔径Ø50mm，仰角5°。
4.1.2施工安排
趾板以上开挖边坡的挂网喷锚支护不得影响边坡开挖施工，这就要求开挖成型2个以上的边坡，在喷护上一个边坡时，其中间间隔一个边坡，再下一个边坡继续进行爆破施工。
趾板下游延伸段小料区建基面的挂网喷混凝土，考虑到与趾板混凝土接触面的衔接良好，初步安排在趾板混凝土浇筑后进行。
为防止喷射砼时堵塞排水孔，排水孔应在砼喷射完成，达到一定强度后直接在砼面上钻孔。
4.2钢管脚手架搭设
脚手架搭设前必须要有质量保证要求，技术措施和安全交底，并做好书面记录。
脚手架整体承受部应平整、夯实，有排水措施（横距宽度不小于2m），脚手架整体基础应采用垫块绑扎扫地杆，钢管脚手架立杆的底部应采用钢套管柱基，柱基应垂直稳放在混凝土垫块上，脚手架应设接地装置。
应根据开挖坡度搭设成与开挖坡度相平行的立杆，立杆间距1.5m，搭设二排，排距1.5m。
为确保脚手架抗滑稳定，在平台上打插筋，插筋长1m，植入岩体50cm，立柱脚杆插在伸出的插筋上。
脚手架边搭设边打部分锚杆，待锚杆安装固定好后，脚手架应与锚杆焊接牢固。
钢套、扣件、螺栓的质量应符合规范要求，钢管必须符合3号钢的技术条件，外径不得小于48mm，壁厚不得低于3.5mm。
从第二步小横杆上侧起．应按规程设置拉结和支撑,钢管脚手架宜用硬拉结，硬拉结与脚手架里立杆连接点不准采用电焊焊接。
脚手架的外侧必须设1m高的防护栏杆和40cm高的挡脚板或挡脚网，顶排的护手栏杆不得少于两道，高度分别为l.3m或0.9m。
施工操作层必须满铺竹笆，四角绑扎平整牢固，脚手架内立杆与边坡间每隔4步设置一道隔离笆。
竹笆铺设交接处要平整、牢固，不能有探头跳板。
钢管脚手架、剪刀撑的杆件搭接有效长度不得少于40cm，且不少于2只扣件紧固。
脚手架使用前必须经过验收（可分层、分段）合格后挂牌使用。
管架搭设如下图示。
脚手架搭设示意图
4.2.1脚手架施工要点
4.2.1.1根据本工程的设计特点和现场条件，外脚手架采用ф48钢管双排脚手架，立杆纵距1.5m，横距1.5m，内立杆距离边坡面0.30m。
4.2.1.2大横杆位于立杆内侧，其长度不小于3跨，外架内侧的大横杆的竖向间距为1.5m，外侧的大横杆的竖向间距为0.9m，即在外立杆内侧每步的中间高度处另加一根大横杆，以作防护栏杆。
4.2.1.3小横杆间距1.5m，紧靠在大横杆之下，靠边坡一侧直接靠在边坡上面。
4.2.1.4立杆的连接：
立杆均应采用对接扣件连接，接头应错开不在同步内，错开的距离不小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于600mm。
4.2.1.5大横杆的连接宜对接扣件连接，也可采用搭接，接头应错开在不同步、不同跨内，错开的距离不小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于500mm，搭接长度不小于1米，应等间距采用3个旋转扣件予以固定，扣件端部距连接杆端不小于100mm。
4.2.1.6立杆底部应设纵横向扫地杆，纵向扫地杆离地不大于200，纵向扫地杆紧贴在横向扫地杆之下。
4.2.1.7剪刀撑设置：
纵向剪刀撑应在外立面连续设置，每道剪刀撑宽度不小于4跨、不大于6跨，且与地面成45°～60°角，每个交叉点均应用旋转扣件将剪刀撑斜杆与立杆或小横杆伸出端固定，接头中心至主节点的距离不宜大于150mm，剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接连接，接头要求与立杆搭接接头要求相同，中间每6跨设一道横向剪刀撑，由底至顶在同一件间呈“之”字型连续布置，斜杆采用不少于2个旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端，各接头中心至主节点的距离不宜大于150mm。
4.2.1.8连边坡点设置：
从底层第一步大横杆处开始，脚手架的每步架均与边坡锚杆连接牢固。
4.2.1.9此外脚手架为附属满堂架，严禁承载施工荷载。
4.2.2.脚手架施工安全技术要求
4.2.2.1所用脚手架钢管与扣件均为自购，应有出厂合格证和质检报告，并经过严格筛选，确保材料上满足质量要求。
凡是有严重锈蚀、严重弯曲、变形、裂缝、钢管薄壁、扣件螺纹（螺丝）已损坏等外观缺陷的，均不得采用。
严禁将外径48mm的与其它不同直径的钢管混用。
4.2.2.2安全防护：
在工作面满铺竹芭作为隔离层，不得留有掉杂物的空档。
隔离层上在2根大横杆之间增设一根大横杆，架外侧围护采用密目安全网完全封闭。
4.2.2.3各杆的间距、接头位置偏差等均应符合规范要求。
立杆与大小横杆的接头要注意错开1.5米以上，且接头不得在同一步架内。
4.2.2.4扣件的紧固力距应达到40～60N.M，不得超过65N.M，并应定期检查紧固程度。
4.2.2.5高空作业人员及搭设高空作业安全设施的有关人员，必须经过技术培训及考试合格后持证上岗，并定期进行身体检查。
4.2.2.6高空作业必须有安全技术措施及交底，落实所用安全技术措施和人身防护用品。
4.2.2.7遇到雨天、雾天、六级以上大风时应停止高空作业，雨天后进行高空作业时，必须采取可靠的防滑措施，凡水、雾均应及时清除，遇到暴雨，过后对高空作业设施进行全面检查、修复和完善。
4.2.2.8高处操作人员使用的工具、零配件等，应放在随身佩带的工具袋内，不可随意向下丢掷。
传递物件时禁止抛掷。
4.2.2.9对收工前未搭设完的脚手架及所准备用的材料，均应放置平稳，不得妨碍通行和其它作业，且收工时以及支架与模板安装后，均应认真检查连接与固定质量，确保其处于安全状态，只有确定安全可靠后，才能进行下道工序。
4.2.2.10按工程进展实际情况及时做好划分和调整安全区域的工作，区域的安全性质用安全标志牌说明，施工安全区分三类：
A、人行安全区域：
除环境本身较安全外，应设有足够的防护设施，一般人员的正常活动不会发生危险。
B、作业区域：
有正常的防护设施，作业人员应各自带好安全防护用品，作业时可以保证安全。
C、警戒区域：
监护区域存在较多不安全因素，作业人员在监护下工作，非工作人员不得进入该区域。
在脚手架的吊运、安装及拆除时，应设置警戒区，悬挂明显的警示标志，地面操作人员，应尽量避免在高空作业面的正下方停留或通过，也不得在吊运设备的下方或正在安装的构件下停留或通过。
同时派专人监护，严禁同时上下施工。
4.2.2.11外架按后安先拆的顺序进行，拆前应将隔离层和安全网上的杂物清理干净，拆一步清一步。
材料用人力传送到地面并分类别堆放整齐，传递时双方要互相配合，协调一致，互为关照，确保脚手架拆除的顺利和安全。
拆除的模板、木方、脚手架等材料，临时堆放处距离平台边缘不小于1米，堆放高度不得超过0.5米。
4.2.2.12木方、脚手架钢管等材料的垂直运输，必须按类别、长度成捆吊运，一般吊索成三角式，两点起吊。
对零星物件及小物件必须装箱或装袋吊运，防止散落。
4.2.2.13各种电线不得直接在钢管上缠绕，必须接触时，应增加绝缘措施。
4.2.2.14架子须与运输机械脱开。
4.2.2.15坚持执行安全技术交底制度、架子的管理与验收程序，脚手架搭设完并经验收合格后，方允许使用。
4.2.2.16钢管脚手架在使用过程中仍需定期检查，尤其是在砼浇注期间，更应派足够的专人看护脚手架，一旦发现脚手架出现松动、响声等异常情况，应立即停止脚手架的使用，待查明原因、并经妥善处理后，方可继续施工。
4.2.3脚手架使用过程中的安全监控及修整措施
4.2.3.1脚手架在使用过程中应化分好安全监控责任区，并派专职人员对外架进行监控，发现安全隐患，应及时上报。
4.2.3.2项目部指定应急预案，指导外架发生的安全事故时的应急处理。
4.2.3.3项目部成立的安全文明施工检查小组，定期对外架进行安全大检查，如发现安全隐患，及时进行处理解决。
4.2.3.4脚手架监控责任人应同时承担对脚手架的维修责任，发现脚手架的横立杆及钢丝绳等出现问题，应及时进行修整，并将修整结果上报项目部。
4.2.3.5脚手架监控责任人，应担任脚手架上安全施工的责任，对不按要求在脚手架上野蛮作业的行为，要严格制止，同时还要制止在施工班组在脚手架上乱堆乱放，及倒运材料的不安全行为。
4.2.4脚手架安全校验计算：
一、参数信息：
1、脚手架参数
双排脚手架搭设最高度为27m；
纵距为1.5m；
横距为1.5m；
内排架距离边坡距离为0.3～2m；
钢管Φ48X3.5mm；
钢管I：
11.36cm4
钢管W：
4.73cm3
连接边坡锚杆连接方式为双扣件连接，扣件抗滑承载力系数为0.8；
2、荷载参数
施工均布活荷载标准值:
3kN/m2；
本工程地处习水县境内同民河中段，基本风压为0.35kN/m2；
风荷载高度变化系数μz为1.82；
风荷载体型系数μs为0.58；
每米立杆承受的结构自重标准值:
0.1248kN/m2；
脚手板自重标准值:
0.3kN/m2；
栏杆挡脚板自重标准值:
0.15kN/m2
安全设施与安全网:
0.005kN/m2；
每米脚手架钢管自重标准值:
0.038kN/m；
二、纵向杆的计算:
1、均布荷载值计算
纵向杆的自重标准值:
P1=0.038kN/m；
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1.5/3=0.15kN/m；
活荷载标准值:
Q=3×0.85/3=0.85kN/m；
静荷载的设计值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.15=0.23kN/m；
活荷载的设计值:
q2=1.4×1.5=2.1kN/m；
设计值：
q=q1+q2=0.23+2.1=2.33kN/m；
2、强度验算
Mmax=0.1×q×l2
Mmax=0.1×2.33×1.52=0.52kN.m；
σ=Mmax/W=0.52×106/（4.73×103）=109.9N/mm2；
[f]=205N/mm2；
"满足要求"
3、挠度验算:
计算公式如下：
v=0.677q1l4/100EI<[v]
静荷载标准值:
q1=0.038+0.09=0.12kN/m；
活荷载标准值:
q2=0.85kN/m；
标准值：
q=q1+q2=0.12+0.85=0.97kN/m；
最大挠度计算值为：
V=0.677×0.97×15004/（100×210000×113600）=1.39mm；
[v]=1500.00/150=10.00mm
"满足要求！
"
三、横向杆的计算:
1、荷载值计算
纵向杆跨中的自重标准值:
p1=0.038×1.5=0.06kN；
横向杆跨中的自重标准值:
p2=0.038×1.5/3=0.02kN；
脚手板跨中的自重标准值：
p3=0.3×1.5×1.5/3=0.23kN；
跨中活荷载标准值:
p4=3×0.3×1.5/3=0.45kN；
跨中集中荷载的设计值:
P1=1.2×（0.06+0.23+0.02）+1.4×0.45=1.00kN；
横向杆悬臂的自重标准值:
p5=0.038×2/2=0.04kN；
脚手板悬臂的自重标准值：
p6=0.3×2×1.5/2=0.45kN；
悬臂活荷载标准值:
p7=3×0.3×1.5/2=0.68kN；
悬臂集中荷载的设计值:
P2=1.2×（0.06+0.02）+1.4×0.68=1.05kN；
2、强度验算
跨中最大弯矩计算:
M1=P1B/3-P2a/3
M=1×1.5/3-1.05×0.3/3=0.4kN.m；
支座最大弯矩计算:
M2=P2a/2=1.05×2/2=1.05kN.m；
最大应力计算值σ=0.4×106/（4.73×103）=85.57N/mm2；
[f]=205N/mm2；
"满足要求"
3、挠度验算
横向杆跨中荷载标准值:
P1=0.06+0.68+1=1.74kN
支座最大弯矩计算:
M2=1.05kN.m
跨中最大挠度计算:
V=23P1B3/648EI-M2B2/16EI
=23×1740×15003/（648×210000×113600）-160000×15002/（16×210000×113600）=7.79mm
[v]=1500/150=10mm
"满足要求！
"
四、扣件抗滑力的计算:
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:
R≤Rc
其中：
Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
纵向杆的自重标准值:
P1=0.038×1.5×4/2=0.11kN；
横向杆的自重标准值:
P2=0.038×（1.5/2+0.3）=0.04kN；
脚手板的自重标准值:
P3=0.3×1.5×（1.5/2+0.3）=0.47kN；
活荷载标准值:
Q=3×1.5×（1.5/2+0.3）=4.73kN；
荷载的设计值:
R=1.2×（0.11+0.04+0.47）+1.4×4.73=7.37kN；
"双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求"
五、脚手架立杆荷载的计算:
1、静荷载计算
（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN）
NG1=0.1248×27=3.37kN；
（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）;
NG2=0.3×2×1.5×（0.85+0.3）/2=0.52kN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；
NG3=0.15×2×1.5/2=0.22kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；
NG4=0.005×1.5×27=0.20kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=3.37+0.52+0.22+0.20=4.31kN；
2、活荷载计算
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值
NQ=3×（0.85+0.3）×1.5×2/2=5.18kN；
3、风荷载计算
风荷载标准值按照以下公式计算
其中：
Wo--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
Wo=0.35kN/m2；
Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
Uz=1.82；
Us--风荷载体型系数：
取值为0.58；
经计算得到，风荷载标准值
Wk=0.7×0.35×1.82×0.58=0.26kN/m2；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.31+1.4×5.18=12.42kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.31+0.85×1.4×5.18=11.33kN；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw为
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.26×1.5×1.82/10=0.15kN.m；
六、立杆的稳定性计算:
1、不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：
立杆的轴向压力设计值：
N=12.42kN；
i---计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.59cm
A---立杆净截面面积（cm2）；A=4.5cm2
φ---轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；
σ---钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；
[f]---钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
l0---计算长度（m）；
如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》由公式
（1）计算
（1）l0=k1uh
K1---计算长度附加系数，取值为K1=1.16；
u---计算长度系数，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3，u=1.50；
公式
（1）的计算结果：
l0=1.16×1.50×1.8=3.13m；
l0/i=196；
φ=0.188；
σ=12420.00/（0.188×450.00）=146.81N/mm2；
"满足要求!
"
2、考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值：
N=11.33kN；
i---计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.59cm
W---立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=4.73cm3
A---立杆净截面面积（cm2）；A=4.5cm2
φ---轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；
σ---钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；
[f]---钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
l0---计算长度（m）；
如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》由公式
（1）计算
（1）l0=k1uh
K1---计算长度附加系数，取值为K1=1.16；
u---计算长度系数，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3，u=1.50；
公式
（1）的计算结果：
l0=1.16×1.50×1.8=3.13m；
l0/i=196；
φ=0.188；
σ=11330.00/（0.188×450.00）+150000.00/4730.00=165.64N/mm2；
"满足要求!
"
4.3锚杆施工
4.3.1钻孔施工
钻孔时，高边坡采用在作业面搭建钢管脚手架形成工作平台，脚手架必须整体用锚筋与坡面岩体连接牢固。
锚杆施工前，人工利用高压风或钢钎撬除开挖面上已张口、松动的岩块，按照设计图纸及监理工程师指示，红漆标识各锚杆孔位置。
钻孔机具根据钻孔深度选用：
本工程边坡锚杆长度为4.5m，锚杆采用YT-28型手持式风钻造孔，其钻头直径应大于杆体直径15mm以上。
4.3.2锚杆制作
根据设计图锚杆采用ф25mm直径的螺纹钢，长度4.5m，因锚杆不长，采用整体统长锚杆。
锚杆制作在钢筋厂统一加工、处理、保管，运至安装工作面直接安装。
4.3.3锚杆安装
造孔完成后，用高压风将孔内岩屑吹扫干净，经监理工程师验收合格后，进行锚杆安装，本工程大坝边坡锚杆锚固深度为4.4m，采用“先注浆后安装锚杆”的施工方法进行施工，其施工工艺流程见工艺流程框图。
先注浆后安装锚杆施工工艺流程框图
4.3.4施工要求
（1）在施工操作过程中，必须保证孔眼清洗干净、锚杆制作安装以及注浆的施工质量。
注浆采用专用注浆器。
（2）水泥选用425号普通硅酸盐水泥，粒径小于2.5mm的中细砂,水灰比1:
0.35～1:
0.40，外加剂选用及掺量现场试验后确定。
（3）钻孔直径：
手持式风钻施工孔径45mm；
4.3.5锚杆安装质量检查
①锚杆材料试验
每批锚杆材料均要求附有生产厂家质量说明书，并按施工图纸规定的材质标准进行采购，根据相关规程规范要求抽检锚杆材质性能。
②注浆密实度试验
选取与现场锚杆直径和长度、锚杆孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管，采用与现场注浆相同的材料和配合比拌制
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