(专业施工组织设计)第7章后.doc
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1、第七章 支护工程7.1概况本标段支护工程包括右岸坝肩边坡开挖后的锚固支护、坝基岸坡开挖后的锚固支护以及趾板延伸板的锚固支护,施工范围约160m长,最大高差约160m,支护面积约25600m2。岩层倾向岸外,为顺向边坡,不利于边坡稳定,支护工作量大。 本标段边坡支护型式以锚杆(锁口锚杆和系统锚杆)、喷射混凝土(包括喷射素混凝土、钢筋网喷射混凝土)支护为主,局部辅以随机锚杆、锚(筋)桩、预应力锚杆、预应力锚索和SNS柔性防护网。主要工程量见表7-1。表7-1 主要工程量 序 号项目名称单位工程量1砼面板堆石坝坝基1-1锚杆28,L=4.5m,入岩4.4m根24281-2锚杆28,L=7m,入岩6.
2、9m根1951-3锚杆28,L=7m,入岩5.4m根33541-4锚筋桩332,入岩15m根5781-5预应力锚索1000kN,L=25mkN.m30500001-6预应力锚索1000kN,L=30mkN.m36600001-7预应力锚索1000kN,L=35mkN.m42700001-8预应力锚索1000kN,L=40mkN.m48800001-9边坡喷混凝土C20,厚10cmm32915.51-10成品钢筋网片t151.62右坝肩边坡处理工程2-1锚杆28,L=6m,入岩5.9m根57212-2锚杆28,L=9m,入岩8.9m根10592-3锚杆28,L=4.5m,入岩4.4m根2002-
3、4预应力锚杆32,L=9m,入岩8.9m根1002-5预应力锚杆32,L=12m,入岩11.9m根1002-6锚筋桩332,入岩15m根8582-7预应力锚索1000kN,L=25mkNm71500002-8预应力锚索1000kN,L=30mkNm85800002-9预应力锚索1000kN,L=35mkNm100100002-10预应力锚索1000kN,L=40mkNm114400002-11边坡喷混凝土C20,厚10cmm32330.72-12成品钢筋网片t121.22-13SNS柔性钢丝网防护m2100003趾板延伸板3-1锚杆(L=5m,28,入岩4.9m)根2603-2锚杆(L=7m,
4、28,入岩6.9m)根653-3边坡喷混凝土C20,厚10cmm31303-4成品钢筋网片t13本标段支护工程具有工程量大、施工环境复杂、与爆破开挖存在紧密衔接又相互干扰的特点。7.2施工方案及工艺流程根据本标段边坡开挖工程的特点和设计文件的技术要求,边坡支护工程按照自上而下,随开挖分区分段进行全断面支护的原则施工。见图册垂直方向边坡开挖与支护施工关系图(JSX5-TB-7-1)。图7-1 边坡锚杆钻孔示意图7.2.1 边坡喷锚支护7.2.1.1施工方案边坡锚杆支护紧随边坡开挖进行,其分层以边坡开挖梯段分两层,但滞后边坡下挖梯段一层。边坡支护在下层边坡钻孔、出渣施工过程中,充分利用开挖爆破后形
5、成的石渣堆积体和开挖结构平台用液压钻及时进行系统锚杆、锁口锚杆的钻孔工作,在边坡高度方向上做到分层开挖分层支护。边坡喷混凝土支护在边坡水平方向上做到分段施工,分段长度与边坡开挖相一致,形成平行流水作业。边坡喷混凝土在每层马道形成后及时进行,主要采用人工搭设双层脚手架喷混凝土。由于本标支护范围大,孔深,并且锚杆长度多为9m、6m、4.5m,为避免因支护工程影响开挖施工进度,造锚杆孔时,拟采用履带式全液压露天钻机古河HCR12、阿特拉斯ROC742进行造孔,局部设备无法到达时采用YT-28手风钻进行造孔。采用“先注浆后安装锚杆”的施工方法。边坡成品钢筋网片采用人工由工地加工厂运送至现场,坡面搭架人
6、工绑扎。喷混凝土采用“干喷法”施工。7.2.1.2工艺流程砂浆锚杆施工工艺流程见图7-1。喷混凝土施工工艺流程见图7-2。施工准备钻孔清孔孔内注浆安装锚杆拉拔试验砂浆制备锚杆加工、运输验收钻孔验收图7-1 砂浆锚杆施工工艺流程图混合料拌和碎石砂适量加水水泥自卸车运料输料管养护喷头受喷面速凝剂空压机混凝土喷射机供 风图7-2 喷混凝土施工工艺流程图速凝剂 7.2.2 预应力锚索和锚桩7.2.2.1施工方案预应力锚索在1902m和1842m两层马道上分别布设了2排25m、30m、35m、40m长度的四种预应力锚索,其数量和长度根据岩石和裂隙发育情况进行调整。锚筋桩随右岸边坡及坝基开挖岩石出露情况,
7、在岩石破碎、裂隙发育部位现场确定设置。预应力锚索和15m锚筋桩的制作在前方工地加工厂,人工抬运至工作面,现场随开挖分区分段施工,采用搭设双排脚手架形成作业平台,进行造孔、安装、注浆、张拉等作业,造孔均采用QZJ-100B。7.2.2.2工艺流程锚筋桩施工工艺流程见图7-3。施工准备钻孔清孔安装锚筋桩孔内灌浆拉拔试验锚筋桩制作、运输砂浆拌制验收钻孔验收图7-3 锚筋桩工艺流程图岩石预应力锚索工艺流程见图6-4。浆材制作图6-4 岩石预应力锚索工艺流程图自由段灌浆外锚头防护附件加工内锚段灌浆钢绞线检查下料锚索制作钢铰线运输钻机就位固定钻 孔孔道验收施 工 准 备锚索安装垫座混凝土浇筑混凝土拌制张拉
8、锚固 岩石预应力锚索工艺流程见图7-4。粘结式无粘结浆材制作全孔段灌浆张拉锚固施 工 准 备垫座混凝土浇筑钻机就位固定钢绞线检查下料附件加工孔道验收钻 孔钢铰线运输锚索制作锚索安装混凝土拌制无粘结垫座混凝土浇筑全孔段灌浆浆材制作张拉锚固外锚头防护图7-4岩石预应力锚索工艺流程图7.2.3预应力锚杆7.2.3.1施工方案 预应力锚杆布设在右岸边坡岩石破碎、裂隙发育部位,用于对可能失稳岩体施压加固。预应力锚杆采用32精轧螺纹钢,锚固段灌浆采用树脂卷锚固剂,进回浆管采用15塑料管,钢垫板尺寸150mm150mm25mm,高强螺栓锁定。结构如图7-5。 图7-5预应力锚杆施工结构图 (尺寸单位:cm)
9、7.2.3.2工艺流程 预应力锚杆主要施工程序如下:施工准备钻孔清孔内锚段速凝型锚固药卷灌注杆体安装封口孔口垫座安装张拉自由段注浆外露锚杆杆体保护7.2.4SNS柔性防护网 SNS柔性防护网主要使用在右岸开挖边坡的防护及右岸开挖范围外需防护的边坡或危石上。采用布鲁克公司产品,它是由钢丝绳网或环形网(需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅)、固定系统(锚杆、拦锚绳、基座和支撑绳)、减压环和钢柱四个主要部分构成。首先在坡面确定SNS柔性系统基座构件的钻孔位置,同时确定侧拉锚杆孔位;待基座及各锚孔准确定位并成孔后,进行锚杆的安装及锚固灌浆,养护24小时后,即可进行钢柱、侧拉锚绳、支撑绳的安装;其后进行防护
10、网的安装;防护网安装完毕后,再进行格栅网的安装。7.2.5施工风、水、电7.2.5.1 根据工程支护要求和现场具体情况,在木场村堆渣平台设置的开挖用空压机站增设2台60m3/min 和1台20m3/min的电动空压机,主要满足边坡预应力锚索造孔、锚桩造孔和喷混凝土用风;采用DN200mm钢管接入主工作面,然后用胶管分配到各施工面。7.2.5.2 根据本标具体情况,采用开挖洒水降尘所设置的两个贮水池,通过DN100mm钢管将水接入主工作面,采用然后用1吋胶管向工作面提供喷射、养护用水。7.2.5.3施工用电随开挖同步使用,由现场的配电箱接引至工作面提供施工照明、坡面喷护等用电。7.3 施工方法7
11、.3.1原材料检(试)验支护工程使用的原材料主要包括:钢筋网、锚杆、锚索、锚墩所使用钢材;注浆、喷射混凝土、锚墩所使用的砂石骨料及水泥、外加剂等原材料。材料进场前有生产厂家质量证明、出厂检验合格证,对用于工程实体的原材料实验室严格按相关规范的要求进行抽样检、试验,未经检(试)验或检(试)验不合格的原材料不使用。 (1)锚杆和锚桩:锚杆、预应力锚杆和锚桩的材料按施工图纸的要求,选用级或级高强度的螺纹钢筋或变形钢筋; (2)水泥:选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。注浆锚杆、锚桩和喷混凝土的水泥砂浆采用强度等级不低于P.O32.5的普通硅酸盐水泥; (3)砂:采用细度模数不大于2.5的中细砂; (4
12、)砂浆:砂浆标号满足施工图纸的要求,注浆锚杆和锚桩水泥砂浆的强度等级不低于20MPa; (5)外加剂:按施工图纸要求,在注浆锚杆和锚桩水泥砂浆中掺入水泥重量的0.005%的商品级铝粉,以保证水泥浆液具有膨胀性。添加速凝剂和其它外加剂时,其品质不含有对锚杆和锚桩产生腐蚀作用的成分,并征得监理工程师同意,速凝剂的质量符合施工图纸要求并有生产厂的质量证明书,初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min; (6)树脂:用于注浆和非注浆锚杆端头快速锚固的树脂,按施工图纸的要求,选购合格厂家生产的产品。树脂与填料的比例,通过现场试验确定。 (7)锚固剂:锚杆注浆使用锚固剂时,选购合格厂家生产的锚固剂。
13、 (8)粗骨料:粗骨料采用耐久的卵石或碎石,粒径不大于15mm,喷射混凝土中不使用含有活性二氧化硅的骨料,其骨料级配满足表7-2的规定; 表7-2 喷射混凝土用骨料级配项目通过各种筛径的累计重量百分数(%)06mm1.2mm2.5mm5mm10mm15mm优17222331354350607382100良13311841265440706290100(9)水: 1)凡适宜饮用的水均可使用。2)拌和用水的PH值、不溶物、可溶物、氯化物、磷酸盐、硫化物的含量应符合表7-3的规定。表7-3 物质含量极限项 目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土PH值444不溶物(mg/L)200020005000可溶物(
14、mg/L)2000500010000氯化物(以Cl-计)(mg/L)50012003500硫酸盐(以SO42-计)(mg/L)60027002700硫化物(以S2-计)(mg/L)100- 注:使用钢丝或经热处理的钢筋的预应力混凝土氯化物含量不得超过350mg/L。 (10)钢筋网:采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋网。 (11)预应力锚束:预应力钢绞线和钢丝应符合GB5223-85、GB5224-85的规定。每批预应力钢绞线和钢丝均有材质成份的质量证明书,并按监理工程师的指示和GB5223-85、GB5224-85的规定,对预应力钢绞线和钢丝抽样进行力学性能试验,将试验成果报送监理工程
15、师审批。7.3.2锚杆施工7.3.2.1 造孔、清孔 人工利用高压风枪或钢钎撬除开挖坡面上松动的浮石,按照设计图纸或监理工程师指示,使用全站仪测放孔位并用红漆标识,孔位偏差不大于5cm。孔深大于6m的采用履带式全液压露天钻机古河HCR12、阿特拉斯ROC742进行造孔,孔深小于6m的采用YT-28手风钻进行造孔。手风钻钻孔根据边坡开挖后地形条件,尽量堆渣作业,不行时再人工搭建操作平台,钻孔倾角垂直岩面或按设计要求进行,造孔深度偏差不大于5cm。造孔完成后随即采用高压风水枪将孔内岩屑冲洗干净,然后将孔口封堵密实,防止在施工过程中石硝等杂物落入孔中。7.3.2.2锚杆制作锚杆在钢筋加工场加工制作成
16、型,并按不同直径、不同长度分类编号、堆放,施工时采用5t载重汽车拉运至现场。7.3.2.3锚杆安装锚杆施工采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工,注浆采用UBJ-1.8G型注浆机灌注。 注浆所用砂浆在现场拌制,其配合比控制在水泥:砂=1:11:2,水泥:水=1:0.381:0.45范围内,通过试验选定,拌制时严格按确定的配合比执行。7.3.2.4质量检查(1)、在锚杆施工过程中,按监理工程师指示的抽检范围和数量,对锚杆孔的钻孔规格(孔径,深度和斜度)进行抽查并作好记录。(2)、注浆密实度试验选取与现场锚杆直径和长度、锚孔孔径及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比拌制的砂浆,并按
17、现场施工相同的注浆工艺进行注浆,养护7天后剖管检查其密实度,其密实度必须满足设计和规范的要求。试验计划和成果均报监理工程师审批。(3)、注浆密实度和锚杆长度检测采用武汉创新工程地球物理高科技发展有限公司生产的LX-10E锚杆锚固质量检测仪按设计要求的频率进行注浆密实度和锚杆长度检测。7.3.3喷混凝土施工7.3.3.1 施工准备喷射混凝土施工前,向监理工程师递交喷射混凝土施工的材料试验报告、配合比试验报告、施工设备类型、施工实施质量措施计划等。并采用拟用的外加剂制作2-3块试验板,试验板测定的喷射混凝土质量和抗压强度达到设计要求并经监理工程师批准后才能进行混凝土喷射施工。主要采用钢管搭设双排脚
18、手架进行喷砼施工。搭设脚手架应充分利用锚杆外露部分进行脚手架加固,将木板(5cm厚)铺设并固定于脚手架上形成作业平台。接通风、水、电路,喷射机、材料、人员就位。7.3.3.2工作面清理喷射施工前清除开挖面的浮石、石渣和堆积物;处理好光滑岩面;采用高压风清扫岩面;埋设控制喷层厚度的标志;对受喷面渗水部位,采用埋设导管、盲管或截水圈作排水处理。7.3.3.3挂钢筋网挂网喷混凝土地段,在锚杆施工前先喷35cm厚混凝土。挂网钢筋根据开挖边坡地质情况,由设计、监理现场确定挂网钢筋覆盖位置。挂网钢筋为成品钢筋网片,采用人工现场安装,与第一层喷混凝土面紧贴,并与开挖面锚杆焊接,网片之间采用搭接方式连接,搭接
19、长度为10cm,并相互绑扎牢固。钢筋网与岩石面的距离为3cm,钢筋网最小保护层2cm。7.3.3.4 喷射混凝土施工 (1)混凝土喷射采用干喷法,选用PZ-5B型混凝土喷射机施工。混凝土在拌和站干拌均匀,其配合比以试验室提供的配料单为准,运输采用KLD85Z装载机由钻爆设备使用的道路转运至各施工点。混凝土干料运至工作面后,人工上料至喷射机筛网内。喷射混凝土采取分段分片分层由下至上进行,喷射时,喷头要与坡面垂直,距离不大于1.0m,呈“S”形运动;先找平受喷面的凹处,再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约30cm,使喷出的混凝土层面平顺光滑。为了减少回弹量,不断调整气压与水压,
20、确保喷射混凝土与岩面紧贴。混凝土必须填满钢筋网与岩面之间的空隙,并确保钢筋网表面混凝土覆厚度不小于5cm。根据喷射混凝土的厚度,分层进行喷射,每层控制厚度不大于5cm。后一层在前一层混凝土终凝后立即进行,若终凝1h后再行喷射,须把喷层表面的乳膜,浮尘等杂物用高压风水冲洗干净,再二次喷射,以确保混凝土质量。喷射作业应紧跟开挖工作面,混凝土终凝至下一循环放炮时间不少于3h。 (2)喷射完毕后,清除掉粘附在喷射表面上的喷射溅落物,混凝土终凝2h后开始喷雾化水养护,养护时间不小于7昼夜。气温低于5时,不喷水养护。喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85时,准予自然养护。所有为量测喷射混凝土厚度而预埋的检
21、验钢筋条,在喷射混凝土工程检验后必须割除露出喷射混凝土表面的残余段。残余钢筋条的切割面保持与混凝土表面平整,且不得损伤混凝土表面。 7.3.3.5 质量控制喷射混凝土的配合比设计通过室内和现场试验确定,并符合施工图纸要求。在保证喷层性能指标的前提下,尽量减少水的用量,速凝剂的掺量通过现场试验确定,喷射混凝土初、终凝时间满足现场喷射工艺要求,喷射混凝土厚度及强度符合设计要求,喷射混凝土与岩石间的粘结力以及喷层之间的粘结力,按监理工程师指示钻取直径100mm的芯样作抗拉试验,试验成果资料报送监理工程师,若检查发现喷射混凝土中有鼓皮、剥落、强度偏低或其它缺陷的部位,则及时予以清理和修补,以满足设计和
22、规范要求。喷射时连续向喷射机供料,保持喷射机工作风压稳定,混合料随拌随用,因故中断作业时,应将喷射机及料管内的积料清理干净。 冬季施工:喷射作业区的气温不低于5;混合料进入喷射机的温度不低于5。特殊情况下,挂保温被或EPE卷材保温。 高温季节:当气温高于35时,不进行喷混凝土作业。7.3.4 锚筋桩施工锚筋桩为三根32的级钢筋焊接而成,单根长为15m。采用先安装锚筋桩后灌浆的施工方法。7.3.4.1 钻孔锚桩孔位根据现场地质情况,经设计、监理确定后布置。边坡上造孔采用QJZ100B型潜孔钻机按设计间排距造孔,孔径105mm。钻孔方向、倾角应满足设计要求,孔深大于设计孔深20cm,孔深误差10c
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