建设工程—无排架梯段循环快速施工工法工艺.docx

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1、高边坡无排架梯段循环快速施工工法1.前言高边坡无排架梯段循环快速施工与传统高边坡搭设脚手架相比，在施工技术和经济效益等方面都具有优势，因此边坡快速施工技术在发展过程中越来越受到重视。随着国家工程机械设备性能的提升、施工材料性能的改善、以人为本建设理念的进步，通过小湾、龙滩、溪洛渡、锦屏、黄登、江坪河、白鹤滩、乌东德、两河口等大型及特大型水电枢纽等工程项目不断实践创新研究总结及应用推广，高边坡及特高边坡安全快速技术发展迅猛，逐渐向机械化、自动化、智能化、安全及标准化等方向发展。随国产土石方机械设备向着结构轻便、性能良好、品种齐全、多功能、操作自动化和产品系列化、智能化的方向发展，尤其随着多种型号

2、、规格、多用途的高支架土石方专用设备投入工程应用，对高边坡大规模、高强度、快速、无排挤施工提供了保障。我国基础建设发展速度快，边坡是工程建设中常见的工程形式，高边坡开挖支护作为工程建设的重要组成部分，如何提高边坡快速支护施工作业，同时减少成本投入、降低施工安全风险是高边坡施工过程中急需解决的问题之一。无排架梯段循环施工具有机械化程度高、施工速度快、安全风险小、成本投入低等优点，在高边坡的施工过程中具有极大的发展前景。2 .工法特点2. 0.1重庆乌江白马航电枢纽工程右岸导流明渠边坡288m,属于特高边坡,采用无排架梯段循环施工，既能保证高边坡的安全质量问题，又能减少施工材料的投入及加快施工速度

3、，施工成本降低，经济效益明显优于传统支护施工作业。3. 0.2无排架施工作业在高边坡施工领域中实属罕见，对后续高边坡施工关键技术研究有参考意义。施工过程中实现实现钻爆与支护的同步，大大缩短施工间隔时间，提高施工效率。4. 0.3高边坡施工开挖方量大、支护形式复杂及集中。为保证现场施工满足相关规范要求，必须进行“边开挖边支护”，传统搭设脚手架的施工工艺，施工速度慢，下一层钻爆施工等待时间长，无排架梯段循环施工可简化施工步骤，具有整体成本低、施工方便快速等一系列优点，对节约成本及加快工期等较为有利。5. 0.4无排架梯段循环施工关键技术的核心是提高机械化水平，重点是采取高支架钻孔、喷柱等设备，做到

4、组织开挖与支护的协同同步，目的是节约材料、改善作业环境，降低施工风险，提高施工效率，降低成本。6. 0.5利用高架钻机、高架湿喷台车、高架锚固钻机、混凝土天泵等适应机具，达到边坡支护不搭设脚手架排架，现场实施“同层隔断，上下错段”组织,实现钻爆与支护的同步。7. 0.6无排架梯段循环边坡支护依托专用设备，机械化程度高，设备转移灵活，便于现场生产调配及组织，施工效率高。8. 0.7开挖支护按照“同层隔断，上下错段”原则组织同步施作，下一梯段钻爆施工，上一梯段利用专用设备支护，边坡开挖支护工序衔接更紧密，降低了边坡交叉作业，利于现场管控。9. O.8无排架梯段循环施工避免了高排架搭设任务，降低了安

5、全风险源、施工安全风险小管控压力小且利于现场安全标准化创建，安全标准化程度高，作业区形象好。10. 0.9无排架梯段循环施工技术使用效果明显、经济实用、安全高效。边坡无规模性钢管排架搭设任务，节约脚手架钢管等材料，并降低脚手架特种作业人员配置，节约劳动力。11. 0.10无排架梯段循环边坡支护技术实现钻爆与支护的同步，高空作业少，避免了上下交叉作业，施工安全风险低，管控压力小。3 .适用范围本工法适用于适用于水利、水电、公路、铁路、建筑、航运、矿业开采等相关行业的高边坡作业过程中无排架梯段循环快速施工。4 .工艺原理无排架梯段循环施工关键技术的核心是提高机械化水平，重点是采取高支架钻孔、喷硅等

6、设备，减少常规边坡支护排架搭设工序，提高开挖及支护工序衔接，做到组织开挖与支护的协同同步，目的是节约材料、改善作业环境，降低施工风险，提高施工效率，降低成本。重庆乌江白马航电枢纽工程右岸导流明渠边坡采用无排架施工具有很好的施工效果，为高边坡快速施工提供了很好的保证。下一梯段钻爆施工，上一台阶同时利用高机械化支护施工，使整个边坡施工作业处于一个良性的循环过程，实现“钻爆支护同时进行”的工作场景。5 .施工工艺流程及操作要点5.1 施工流程结合工程特点，本着相对独立、互不干扰的原则合理分区、分段，结合边坡设计、施工方法、设备性能、道路布置、地质结构等合理分层，提高机械化作业水平，依托高支架钻孔、喷

7、碎等土石方专用设备，实施“同层隔断，上下错段”组织，减少边坡支护常规排架搭设工序，提高开挖及支护工序衔接，组织边坡开挖与支护的协同同步施工。无排架梯段循环施工工艺流程：施工准备f测量放线f边坡开挖f坡面验收一边坡支护一自上而下依次循环一依此类推完成整个边坡。典型施工工艺参见图1、图2所示。图1无排架梯段循环施工工艺示意图图2无排架梯段循环施工三维示意5.2 操作要点5 .2.1施工原则高边坡施工技术关键在于开挖支护按照“自上而下、分区、分段、分层”的顺序，实施“同层隔断，上下错段”原则组织，控制预裂孔钻孔质量，采取宽孔比的孔网参数及排间、实施数码电子雷管单孔微差精准延期的爆破，强化超前服务意识

8、，过程中动态优化，达到钻爆与支护的协同同步，是边坡安全、高质量、快速施工及避免边坡岩体变形失稳最有效的途径；同时选择合适的施工机具、材料，适宜的爆破方法、采取及时、有效、合理的边坡综合防护治理措施、布设自动智能化的安全监控预警体系已成为实现高边坡安全及快速施工的主要有效方法3；另外供电、供水、供风、施工道路等临时辅助设施的合理规划布置及标准化建设，日常规范化的运维管控，提高边坡施工机械化作业占比、树立“要想开挖做的好，全靠道路来做保”的管控思维，做实爆破抑尘是实现边坡快速绿色实施的保障。6 .2.2施工操作要点（1）严格遵守设t若坡开挖与支护关系，一般情况下应做到浅层支护较开挖爆破作业面滞后1

9、个梯段，深层支护较爆破作业面滞后2级马道控制。（2）边坡开挖支护施工遵从“自上而下、分区、分段、分层”的顺序，现场“同层隔断，上下错段”的原则组织。（3）选择利用高架钻机、高架湿喷台车、高架锚固钻机、混凝土天泵等适应的土石方设备，提高现场土石方施工机械化占比及水平，达到边坡浅层支护不搭设脚手架排架，减少常规边坡支护排架搭设工序，提高开挖及支护工序衔接，实现开挖与支护的协同同步。（4）预应力锚索等深层支护紧随开挖面机械化钻孔、穿索及注浆，并及时设置独立的悬空作业平台，利用搭设的锚索作业平台实施张拉等剩余工序作业,降低深层支护高空作业任务，缩短高空作业历时同时降低高空作业安全风险，提升锚索等深层支

10、护施工效率。锚索作业支架示意图（5）本着相对独立、互不干扰的原则合理分区、分段，结合边坡设计、施工方法、设备性能、道路布置、地质结构等合理分层，合理组织，尽可能提高机械化作业水平。（6）应强化日常专用设备操作人员教育及培训及设备检修维护，重视临时辅助设施的日常规范化的运维管控，做实爆破抑尘等环保水保工作。5.2.3施工准备(1)机械材料准备按照施工进度及设计支护形式准备所需的施工材料，结合边坡马道高度、施工强度等选择利用高架钻机、高架湿喷台车、高架锚固钻机、混凝土天泵等适应的土石方设备，提高现场土石方施工机械化占比及水平。本工程边坡支护形式主要有：I型支护区为：顶层两排锁扣锚杆+系统锚杆+混凝

11、土板面+坡面排水孔，锁扣锚杆L=9m,28mm,2.0m2.0m；系统锚杆L=6h,25mm,2.0m2.0m；C25混凝土板面厚40cm；排水孔56mm,4mX4moII型支护区：顶层两排锁扣锚杆+系统锚杆+混凝土板面+坡面排水孔，锁扣锚杆L=12m,32un,系统锚杆L=6m,25un,2.0m2.0m；C25混凝土板面厚40cm；排水孔456mm,4mX4moIII型支护区：顶层两排锁扣锚杆+系统锚杆+挂网喷混凝土+坡面排水孔，锁扣锚杆L=9m,28mm,2.0m2.0m；系统锚杆L=6m,25mm,2.0m2.0m；挂网钢筋，6mm,20cm20cm,喷C20混凝土厚12cm；排水孔0

12、56nlm,4mX4moIV型支护区：顶层两排锁扣锚杆+系统锚杆+格构护坡，锁扣锚杆L=9m,28mm,2.0m2.0m；系统锚杆L=6m,25mm,2.0,m2.OmoV型支护区：素喷6cm厚C20混凝土。(2)技术准备编写专项施工方案、进行爆破设计及开孔参数的确定等技术资料准备，做好设备报验、人员教育、培训等工作。(3)现场施工准备现场交通导行措施已经得到实施；高边坡周围截排水沟已经修好，并能够正常使用；现场已做好相关安全防护及安全警示工作等。5. 2.4测量放线及定位测量技术人员根据爆破设计方案对炮孔开口孔位放线，采取全站仪进行测控并用红油漆对每个孔位进行标识，同时提供各相应孔位的地面高

13、程，形成记录。根据设计图纸中相关的孔位参数放样锚杆、锚索孔的位置等测量工作。6. 2.4边坡梯段开挖施工土质边坡采用以机械开挖为主的施工方法，施工前根据测量放线用白色石灰标记开挖线，现场开挖过程中经常性复测边坡坡度等设计参数，保证开挖质量满足设计及规范相关要求。石质边坡采用“钻爆法”施工，爆破使用数码电子雷管，采取深孔梯段微差控制爆破技术、宽孔比的孔网参数。白马航电枢纽右岸船闸特高边坡施工钻孔以履带式液压钻机钻孔为主，挖装以3m3斗容液压反铲为主，25-32t自卸汽车进行渣料拉运。边坡按照“自上而下分层、左右方向分区、上下游方向分段的顺序，以“同层隔断，上下错段”的方式组织，力求开挖与支护的同

14、步。考虑作业面及出渣强度、施工效率问题，爆破梯段高度IOnl控制。爆破工作面未到达永久开挖面，采用履带式钻机作施工预裂孔。在爆破分区部位采用施工预裂的方法进行施工，避免相邻爆破区域爆破拉裂，影响下一爆破区域的造孔施工和成孔率，大面开挖、预裂按马道高程一次到位。(1)施工准备作业面上钻前爆破设计应编制、审查、批准完成，并分级做好安全技术交底，并认真开展班前5分钟活动，巡视检查供水、供风、供电、通风、排水等施工设施、设备运行状况。(2)岩面清理作业大面清理浮渣、松动体至完整稳固岩体以确保开孔位置岩体稳固，重点是预裂孔周边2m范围内应清理至完整稳固岩体，以确保预裂放点及后续钻孔质量控制。(3)测量放

15、线施工前作业队伍邀请测量人员按爆破设计进行测量放样。预裂孔逐孔放样，主爆孔及缓冲孔设置排间设置控制点测量放样，红漆标识，控制点应位于稳固岩体。预裂孔孔位偏差不大于ICn1,其余孔不大于5cm控制。(4)钻孔、清孔、验孔开孔采用“小冲击、缓转速、勤校钻”的方法，钻孔严格控制钻孔角度、方位及孔深，采取100型潜孔钻孔预裂孔应采用钻架，且保障钻架稳固。开孔后Im加强钻机钻孔角度检查，发现问题及时纠偏。预裂孔100%进行检查，检查不符合要求时必须封孔重钻；缓冲及主爆孔按照不少于50%进行抽检。预裂孔结合开挖揭示抽取10%进行孔内摄像，主爆孔及缓冲孔结合现场需求进行孔内摄像。梯段开挖爆破孔采用山河智能SWD11102S全液压露天钻车、JK型及ZG型潜孔钻机钻孔，炮孔直径为90mm,间排距为4.0mX3.0m。爆破钻孔机械化(5)装药联网、验收主爆孔及缓冲孔采用70mm乳化药卷连续装药。单位耗药量取值0.33kgm30.40kg113,工业数码电子雷管引爆，单孔药量不大于50kg；最大单响起爆药量不大于50kg。缓冲孔孔底连续装药，预留空孔，药量为相邻孔的1/2,孔间距分别取值2.0m,与预裂孔方向距离取值1.8112.0m,与爆破孔排距取值2.5m,单发数码电子雷管引爆，缓冲区最大单响起爆药量按不大于30kg控制。预裂孔全部采用1/232mm乳化药卷间隔装药，线装药取值250g