资源描述
边坡支护施工方案隧道
东坑岭隧道改造(拆建)工程
高边坡支护专项施工方案
编制人:
审核人:
批准人:
中铁港航局集团有限公司
2014年9月
一、编制依据与原则
1、编制依据
1.1东坑隧道改造工程施工招标文件及招标文件补遗书;
1.2东坑隧道改造工程施工合同;
1.3东坑隧道改造工程施工图设计文件(厦门市市政工程设计院有限公司);
1.4东坑隧道改造工程工程地质勘察报告(福建省漳州市建筑设计院);
1.5建筑边坡工程技术规范( 50330-2002);
1.6锚杆喷射混凝土支护技术规范( 50086-2001);
1.7混凝土结构设计规范( 50010-2010);
1.8城镇道路工程施工与质量验收规范(1-2008);
1.9福建省建筑边坡与深基坑工程管理规定(闽建建[2010]41号);
1.10公路路基施工技术规范( F10-2006);
1.11现场踏勘调查、复测等资料;
1.12公司拥有的施工工艺、施工方法成果、机械设备、管理水平、技术装备及多年积累的类似工程施工经验。
2、编制原则
2.1严格遵守招标文件明确的设计规范,施工规范和质量评定验收标准。
2.2坚持技术先进性,科学合理性,经济适用性,安全可靠性与实事求是相结合。
2.3对施工现场坚持全员、全方位、全过程严密监控,动态控制,科学管理的原则。
二、工程概况
1、建设概况
1.1工程名称:东坑岭隧道改造(拆建)工程;
1.2建设单位:南平建设集团有限公司;
1.3设计单位:厦门市市政工程设计院有限公司;
1.4监理单位:重庆联盛建设项目管理有限公司。
1.5施工单位:中铁港航局集团有限公司
2、工程简介
1
该工程西于南平新大桥东引桥桥头,东至亿发商贸城附近与现状316国道顺接,包含与新城大道的交叉口,东坑隧道改造范围:0+4201+040,全长620米;新城大道改造范围:0+0000+209.8,全长204.98米。东坑隧道拆除、山体开挖后,在道路南、北侧形成路堑边坡,道路穿越316国道东坑岭隧道, 316国道改造道路标准横断面宽度36m, 新城大道道路标准横断面宽度19.5m.在K0+592.40~K0+852.40段均为高路堑边坡。最高处高差76.68m。道路东南侧为南平通达机电自动化研究所及数栋商住楼(4~9层),南面距离用地红线最小约8米将进行南平新城中心三期的商品房的建设施工。北面用地红线内分布有东坑油库;闽精神病院医院协作医院及部分民房等建筑物。
道路标准横断面
316国道改造道路标准横断面形式如下:
36m=2.0m(人行道)+2.0 m(非机动车道)+1.5 m(连续绿化带)+11.5m(机动车道)+2.0m(中分带)+11.5m(机动车道)+1.5 m(连续绿化带)+2.0 m(非机动车道)+2.0m(人行道)。
新城大道道路标准横断面形式如下:
19.5m=2.0m(人行道)+7.0m(机动车道)+1.5m(中分带)+7.0m(机动车道)+2.0m(人行道)。
3、地形地貌及水文气候
本工程拟建场地属构造剥蚀丘陵地貌单元。位于南平市区东面,多为丘陵及剥蚀台地,附近丘陵山顶最大高程约270m,台地高程一般68~90m,山体坡度一般20~30°,局部受人为切坡影响约40~55°,植被比较发育,表面未见明显分布的孤石、危岩以及地表裂缝分布,在自然条件下,边坡稳定性较好。沿线岩性上部主要为粘性土或碎石,下部为强分化、中分化粉砂岩风化带。地面起伏高低不平,地形大体呈南高北低。场地及附近无滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝等不良地质作用和地质灾害。
南平市属中亚热带湿润季风气候,多年平均气温19.3°C,最热月出现在7 月份,月平均气温为24.6-28.9°之间,最冷月出现在1 月,月平均气温5.3-9.3°C 之间,历年极端最高气温41°C,历年极端最仢气温-5.8°C。多年平均水量为1663.9,最多年降水量2066.4,历年月最多降水量653.1 毫米,多年平均风速为1.1m/ 秒,风向随季节变化在一年中变化十分明显,多年平均相对湿度79%,在一年中2-6 月期间温度较大,11 月温度最小。
4、岩层分布情况
该工程场区主要分布的岩土层相对较为简单:上覆土层主要有人工填土层;坡积含碎石粘性土;下伏基岩为二叠系下统文笔山组泥质粉砂岩(J3c)。
人工填土层(Q4),该层由①素填土组成:
①素填土(Q4):
零星分布于场地表层,仅在地势相对较低地段个别钻孔有揭露,位于地表,揭露最大厚度3.90m。褐黄、灰黄色、灰黑色为主,稍湿,回填时间较长,已完成自重固结,填料主要为粘性土,局部地段含少量碎、块石,硬杂质含量约10%,回填时未经分层压实处理,土质均匀性较差,工程性能较差。该层做标准贯入试验2次,杆长校正后锤击数平均值6.2击。根据《公路工程地质勘察规范》( C20-2011),土、石工程分级为Ⅰ级松土。
第四系坡积层(Q4 ),场地内该层主要由②含碎石粘性土组成。
②含碎石粘性土(Q4):
分布于场地表层,大部分钻孔有揭示,揭露厚度0.50~9.50m。灰黄色、褐黄色,可塑,湿,坡积成因,主要以粘性土为主,含少量角砾、碎石,局部碎石含量较大,土样刀切面稍有光泽,干强度中等,韧性中等,无摇振反应。该层在土质较均匀地段做标准贯入试验80次,杆长校正后锤击数平均值17.50击,标准值16.50击。在含碎石角砾较多地段做重型动力触探试验36个孔,杆长校正后锤击数平均值6.06击,标准值5.84击。土质均匀性一般,工程地质性能较好。根据《公路工程地质勘察规范》( C20-2011),土、石工程分级为Ⅱ级普通土。该层做重型击实实验3组,最大干密度1.51~1.53g3,最优含水量18.9~19.5%。
③-1散体状强风化泥质粉砂岩(J3c):
该层顶板埋深0.00~5.60m,顶板标高113.71~177.35m,厚度1.40~5.50m。呈灰黄色,原岩组织结构已大部分破坏,原岩矿物显著变化,风化裂隙很发育,岩芯主要呈砂土状,手捏易碎,局部含少量的风化残块,手折可断。散体结构,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。岩石质量指标()为0%,属极差的。该层做标贯试验12次,实测标贯击数≧50击,压缩性低力学强度较高,但具有开挖暴露易风化崩解和浸水易软化使强度降低的特性。勘探过程,该层未发现有洞穴、破碎带、临空面和软弱夹层。根据《公路工程地质勘察规范》( C20-2011),土、石工程分级为Ⅲ硬土。
③-2碎裂状强风化泥质粉砂岩(J3c):
该层层位稳定,局部地段直接出露地表,顶板埋深0.00~11.00m,顶板标高86.93~172.85m,揭露厚度4.90~53.60m。呈浅灰、灰白、青灰色,原岩矿物大多数风化蚀变,风化裂隙发育,岩芯大多呈碎裂状,局部风化较彻底而呈散体状。根据野外钻探资料,大部分地段该层厚度较大,其下部处于碎裂状强风化岩与中风化岩的临界面,与下卧中风化岩呈渐变过渡关系,岩质较硬,工程性能接近于中风化岩,岩芯局部呈短柱状,但锤击易碎,因岩芯较破碎,故将其划分归并至碎裂状强风化岩层。0,为碎裂结构。该层做点荷载试验79组,换算后抗压强度范围值为2.65~6.93,平均值4.82 ,标准值4.61 ,属极软~软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层压缩性很低,力学强度高,但同样具有开挖暴露易风化崩解和浸水易软化使强度降低的特性。勘探过程,该层未发现有洞穴、破碎带、临空面和软弱夹层。根据《公路工程地质勘察规范》( C20-2011),土、石工程分级为Ⅳ软石。
③-3中风化泥质粉砂岩(J3c):
该层为拟建场地揭露的最底层,仅5号钻孔未揭露,其余各钻孔均有揭露,顶板埋深5.00~44.50m,顶板标高74.33~154.82m,受钻探深度所限,揭露厚度一般5.00~10.00m。位于东坑隧道两侧个别钻孔钻探深度应进入路基设计标高下3m,揭露的该层厚度较大,最大达36.00m。灰色、灰黑色,原岩结构部分破坏,岩芯呈短柱状,局部呈长柱或碎块状,节理裂隙较发育,岩芯较破碎,岩芯锤击声稍脆,不易碎,局部含有弱风化石英砂岩岩脉及方解石条带,岩体较破碎85%,35%。该层做岩石饱和单轴抗压强度试验67组,饱和单轴抗压强度范围值为21.20~39.60,平均值为31.33,标准值30.21 ,属较软~较硬岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层压缩性很低,力学强度高。勘探过程,该层未发现有洞穴、破碎带、临空面和软弱夹层。根据《公路工程地质勘察规范》( C20-2011),土、石工程分级为Ⅴ次坚石。
5、周边地物
场地西北侧为铁路棚户改造区,东南侧用地边线附近为南平市通达机电自动化研究所及数栋商住楼(4~9层),南面距离用地红线最小约8米将进行南平新城中心三期的商品房的建设施工,北面用地红线内分布有东坑油库、闽精神病医院协作医院以及部分民房等建筑物。在施工区域范围内的高压线路已进行迁移,施工时将进一步仔细排查地下管线等设施,并及时联系相关部门及时迁移,避免造成不必要的损失。
6、边坡防护设计概况
南侧边坡为一级建筑边坡,该段地质由上往下由素填土、含碎石粘性土、散体状强风化泥质粉砂岩、碎裂状强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩组成。坡顶规划为新城用地,黄海高程150.0m,标高150.0m以上边坡为临时边坡,本段采用挂网喷射C20砼结构支护。边坡高度最大76.68m,每阶10米,第一级平台宽4米,以上平台宽均2米,第一级坡率0.50,第二、三级坡率取0.75,第四级取1.0,四级以上坡率取1:1.25,150.0m以上临时边坡分二级,坡率1:1.25,采用挂网喷射砼结构防护。北侧边坡地质由上往下由素填土、含碎石粘性土、散体状强风化泥质粉砂岩、碎裂状强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩组成,但边坡为临时边坡,,本段采用分级开挖,挂网喷护结构,边坡高度最大55m,每阶10米,平台宽均2米,第一级坡率0.50,第二、三级坡率取1.0,第四级以上坡率取1:1.5。
三、锚索框架梁施工方法
1、搭设施工操作平台
由于边坡施工原因造成支护施工面偏小或没有的情况,机械、人员无法进行施工作业,必须搭设临时脚手架作为施工平台,具体搭设方法为:采用壁厚3.5,外径Ф48的钢管扣件连接双排立杆,坡角第一根立杆顶入排水沟沟底,沿坡面的每根立杆及水平杆,都将其打入山坡土层或岩层内固定;立杆纵距1.00m,横距2.00m,最下一步步距1.80m,往上步距1.50m,里排立杆离坡面0.3m,脚手架立杆与坡面平行,各级边坡坡率为1:0.5~1:1.25,作业层应在主节点小横杆中间等间距加设两根横向水平杆,支承在大横杆上并与大横杆固定,上铺木脚手板作为作业层。
1.1脚手架搭设流程
放置纵向扫地杆→立柱→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→与坡面锚杆连接→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆→剪刀撑→铺脚手板→安挡脚板→安防护栏→挂密目式安全网。
1.2剪刀撑设置
① 脚手架外侧满设剪刀撑;
② 剪刀撑斜杆与地间夹角60°,每道剪刀撑宽度为4跨6m。
1.3与坡体拉结
① 脚手架与坡体采用拉顶结合的联结方法;
② 架体的小横杆顶紧坡面,并利用已注浆的锚杆头焊接ф6.5钢筋与架体拉紧,形成拉顶结合,每2层锚杆位置拉结一次,按水平不大于6m设置一道。
1.4架子的拆除
1.4.1拆除时间:架子随工序施工完时往下拆。
1.4.2拆除顺序:按搭设反顺序进行,即后搭先拆。
1.4.3方法:拆除架子按步进行,拆除钢管放于下步架上,堆好,并用人传递至斜道内,用人工传递运下。架子的斜撑斜道体系随外架拆架时一同拆除。
1.5脚手架计算书
1.5.1 脚手架计算参数
本脚手架最高16m,以1:1坡度计算。不考虑风荷载作用。
施工均布活荷载标准值:2.52;同时施工层数为1层。
每米立杆承受的结构自重标准值():0.1596;
脚手板自重标准值(2):0.35;栏杆挡脚板自重标准值():0.14;
安全设施与安全网():0.040;脚手板铺设层数:1;
脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值():0.038;
1.5.2 大横杆计算
本脚手架中大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的下面。活载及脚手板、小横杆的重量通过小横杆作为集中荷载作用于大横杆上。
1.5.3大横杆荷载计算
小横杆(计算长度为2.5m)的自重标准值1=0.038×2.5/2=0.0475 ;
脚手板的自重标准值2=0.35×2×1/6=0.117 ;
活荷载标准值: Q1=2.5×2×1/6=0.833;
静荷载的设计值1.2×0.0475+1.2×0.117=0.1974;
活荷载的设计值1.4×0.833=1.1662;
均布荷载设计值:大横杆自重1.2×0.038=0.0456
1.5.4 抗弯强度计算:
大横杆最大弯距为:
0.2440.2890.08q12
=0.244×0.1974×1+0.289×1.662×1+0.08×0.0456×12
=0.532
σ= 0.532×106/5080=104.722;
大横杆的最大弯曲应力为σ=104.722 小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205 2,满足要求。
1.5.5挠度计算:
最大挠度计算公式(其中F、Q、q均为标准值)如下:
ω=1.883×3/(100)+2.716×3/(100)+0.677×4/(100)
=(1.883×197.4×10003+2.716×833×10003+0.677×0.0456×10004)/(100×2.06×105×121900)
=1.06<10
满足要求。
1.5.6小横杆计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆下面作为小横杆的支撑。将小横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.5.7荷载值计算
小横杆的自重标准值:q1= 0.038;
脚手板的自重标准值:q2=0.35×1/3=0.117 ;
活荷载标准值:q3=2.5×1/3 =0.833;
均布荷截设计值:1.2×(0.038+0.117)+1.4×0.833=1.352;
1.5.8抗弯强度计算:
均布荷载产生的最大弯矩为:2/8
=1.352×22/8=0.676
σ0.676×106/5080=133.072<2052
满足要求。
最大挠度公式为:ω=54/(384)
其中q为标准值,即0.038+0.117+0.833=0.988,代入公式得
ω=5×0.988×20004/(384×2.06×105×121900)
=8.2<10
满足要求。
1.5.9扣件抗滑力的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40。
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 ≤
其中 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 ;
R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
大横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1=0.038 ;
小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×2.5×3/2=0.1425 ;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.35×2×1/2=0.35 ;
活荷载标准值: Q = 2.5×2×1/2 =2.5 ;
荷载的设计值: 1.2×(0.038+0.1425+0.35)+1.4×2.5=4.1366 ;
R < 6.40 ,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
1.5.10立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载,立杆的稳定性计算公式为:
其中1.2(12K)+1.4,在本脚手架工程中,每米立杆承受的结构自重标准值为0.1596,则10.1596×16×21/2+2.5×0.038×16/1.5=4.624
2K为构配件自重标准值产生的重力,主要包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等产生的重力,具体为:
20.35×1×(2+0.3)/2+0.14×1/2+0.04×16×21/2
=1.3725
2.5×1×2/2=2.5
1.2(4.624+1.3725)+1.4×2.5=10.696
由于本工程脚手架为1:1倾斜式脚手架,以上构件及活载产生的作用力可分解为立杆的轴向力及水平方向作用力。
其中轴向力为N轴21/2=10.696/1.414=7.564
立杆的截面回转半径 :1.58 ;
计算长度附加系数1.155 ;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ=1.8;
计算长度 ,由公式 L0 = k×μ×h 确定 :L0 = 3.1185m;
长细比 L0 =197;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 L0 的计算结果查表得到:φ= 0.186;
立杆净截面面积 : A = 4.89 2;
立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 2;
σ=7564/(0.186×489)=83.162;
立杆稳定性计算σ=83.162小于立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 2,满足要求。
2、基本试验
2.1试验目的:大规模施工前,按照施工图设计规定进行锚索基本试验,即抗拔拉破坏试验,以验证锚索的性质和性能、施工工艺、设计工艺、设计合理性、安全储备、锚索的抗拔拉承载能力、荷载、变形、松弛和蠕变等问题,以及有关搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。如发现问题,应及时采取变更和完善等应对措施,以便调整和修正设计参数和施工工艺。
2.2试验孔的位置和试验方案的确定:布置在有代表性岩土的坡面上,本工程试验孔拟设在南侧护坡K0+600-650段第四级边坡位置,基本试验每种类型锚索数量不少于3 根,试验时最大的试验荷载不宜超过锚筋承载力标准值的0.9 倍,待锚固体强度大于设计强度的80%时,方可进行试验。
2.3锚索的长期观测
选择10%(且不少于3根)的锚索安装锚索弦式测力计,对锚索的预应力进行长期观测。
3、钻孔
3.1锚孔测放
本项目在南坡的锚孔测放从130米高程,路面向上第4级开始测放,总体的边坡施工原则采用边挖边加固,即开挖一级,防护一级,不得一次开挖到底。根据各段位工程立面图、断面图按设计要求,将锚孔位置准确测放在坡面上,每一个孔位用小木桩作上标记,误差不得超过±30。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
3.2钻孔设备
钻孔机具的选择,根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用潜孔冲击成孔;在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
3.3钻机就位
锚孔钻进施工,应搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,根据坡面测放孔位准确安装固定钻机,并严格认真进行机位调整,确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50,高程误差不得超±100 ,钻孔倾角和方向应符合设计要求,倾角允许误差为±1.0°,方位允许误差±2.0°,钻孔均为斜孔(下倾角20°)。
3.4钻进方式
锚孔钻进应采用无水干钻,禁止开水钻进,以确保锚固工程施工不致于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度应根据使用钻机性能和锚固地层严格控制,防止钻孔扭曲和变径,造成下锚困难或其它意外事故。
3.5钻进过程
钻进过程中应对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时,应立即停钻,及时进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.1~0.2),待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进。
3.6成孔检查
钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径,要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度,要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m。
3.7锚孔清理
钻进达到设计深度之后,不能立即停钻,要求稳钻1~2 分钟,防止孔底尖灭,达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,原则要求使用高压空气(风压0.2~0.4)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整的岩体锚固外,不宜采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出,待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆,必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体,一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。
3.8锚孔检验
锚孔成造结束后,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存明显飞贱尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻造检验合格。
3.9两种特殊情况的处理
本工程属山体边坡支护项目,根据现场山地土质的现实情况分析,钻孔时发生孔内渗水的可能性极少,但局部段发生塌孔,卡钻的可能性很大,为了在施工中有所准备,本方案就上述二个现象进行超前预测,同时作出相对的特殊情况的处理方法。
①渗水的处理:在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时,从孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘,说明孔内有渗水,岩粉多贴附于孔壁,这时,若孔深已够,则注入清水,以高压风吹净,直至吹出清水;若孔深不够,虽冲击器工作,仍有进尺,也必须立即停钻,拔出钻具,洗孔后再继续钻进,如此循环,直至结束。有时孔内渗水量大,有积水,吹出的是泥浆和碎石,这种情况岩粉不会糊住孔壁,只要冲击器工作,就可继续钻。如果渗水量太大,以至淹没了冲击器,冲击器会自动停止工作,应拔出钻具进行压力注浆后再进行钻孔。
②塌孔、卡钻的处理:当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时,往往发生塌孔。塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉,夹杂一些原状的(非钻头碎的、非新鲜的、无光泽的)石块或土质,这时,不管钻进深度如何,都要立即停止钻进,拔出钻具,进行固壁注浆,注浆压力采用0.4 ,浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液,24小时后重新钻孔。雨季,常常顺岩体破碎带向孔内渗流泥浆,固壁注浆前,必须用水和风把泥浆洗出(塌入钻孔的石块不必清除),否则,不仅固壁注浆效果差,还容易造成假象。
4、锚索制作与安装
制作锚索前,准确计算钢绞线的每根长度,下料应整齐准确,误差不大于±50,采用切割机切割,严禁电焊烧割,长度一次性截取,考虑锚索张拉工艺要求,锚索实际长度比设计长度多留1.5m。锚索的制作应搭建高于地面50以上与锚筋设计长度相适应的的制作台及简易防晒防雨棚,受地形限制,需在边坡平台上进行锚筋制作的,也应搭架制作,同时应做好防晒防雨措施。压力分散型锚索因各单元锚索长度不同,因此应对各单元锚索进行标记。编号可采用两重编号的原则,避免因施工中因锚索拖动将标记磨损,一是对钢绞线外露段(剥皮后)用不同颜色胶带标记;二是对外露段外套管分别采取切除不同长度的方式。以上两种方式同时使用,特别要注意,锚索张拉时外露钢绞线套管要全部剥离,一定要采取可靠的方法。
挤压头的组装,挤压套、挤压簧安装准确,挤压顶推进应均匀充分,施工中应严格控制钢绞线挤压套挤压工艺,并抽样3%进行检测,确保单根挤压强度不低于200。组装承载体时应定位准确,挤压套通过螺栓在承载体和限位片之间栓接牢固。架线环间距为1.0~1.5M,应准确定位、绑接牢固,锚孔孔口位置必须设置一个架线环。注浆管穿索安装准确定位,高压注浆管从钢质承载体中间通过并按要求预留花管孔眼,普通注浆管可绑缚于承载体边上,绑扎结实牢固,应深入导向帽5~10。导向帽可点焊固定于最前端承载板上,并应留有溢浆孔,保证孔底返浆。所有的钢质部分均应均匀涂刷防腐油漆。
安装锚索体前再次认真核对锚孔编号,确认无误后再用高压风吹孔,即可着手安装锚索,人工缓缓将锚索体放入孔内,用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度,计算孔内锚索长度(误差控制在50范围内),确保锚固长度。
5、锚固注浆
预应力锚索灌浆设计采用二次注浆法,一次注浆采用M30水泥浆,水灰比为0.5,水泥采用普通硅酸盐水泥.42.5水泥,外加剂采用3早强减水剂,根据试验室配合比掺量为2.0%,浆液灌注必须饱满密实,严格按照施工配合比搅拌均匀,随伴随用。注浆压力一般为0.6~0.8,根据具体工程条件(如空压机与注浆坡面的垂直高度不同,注浆压力也不同)注浆压力适当调整,实际注浆量一般要大于理论的注浆量,或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降,要补充注浆,直至注满为止。注浆结束后,将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净,同时做好注浆记录。
根据设计要求,为提高锚固段的抗拔能力,宜采用二次高压注浆,二次注浆应在一次浆体强度达到5后进行,二次高压注浆采用水灰比0.5 的纯水泥浆。注浆压力不宜低于2.5。注浆数量和注浆时间可根据锚固体的体积及锚固地层情况确定,并分段依次由下至上进行。
6、钢筋砼框架梁施工
6.1测量放样
各开挖后断面的复测工作已经完成,开挖坡体在人工修整其坡比等达到要求,然后测放出框架纵梁、横梁位置及施作起始范围。
6.2基础开挖
尽量修整好边坡,凸出地方要削平,按后按框架竖梁、横梁尺寸及模板厚度精确挖出单根梁肋轮廓。其中边坡平台网格坡脚基础,测量放线后经监理验收后方可开挖。
6.3钢筋绑扎
在进行钢筋安装时,有一个重要工序,那就是锚斜托的准确安装,按要求制作专用的锚板使锚斜托突出框架梁的表面,与锚索方向垂直。
①在施工安置框架钢筋之前,先清除框架基础底浮碴,保证基础密实,并在底部铺一层1:3 水泥砂浆垫层。
②在坡面上打短钢筋锚钉,准备好与砼保护层厚度一致的砂浆垫块。
③绑扎钢筋,用砂浆垫块垫起,与坡面保持一定的距离,并和短钢筋锚钉连接牢固。
6.4立模板
模板采用木板或桥梁板按设计尺寸进行拼装。模板线型在曲线段时每5m放一控制点挂线施工,保证线形顺畅,符合施工要求,模板表面刷脱模剂,模板接装要平整、严实、净空尺寸准确,设合设计要求并美观。
6.5浇筑砼
在混凝土灌注前,必须将锚具中的螺旋钢筋、波纹管和锚垫板按设计要求固定在横梁与竖肋交点处的钢筋上,方向与锚孔方向一致,摆放要平整。框架梁采用C30泵送商品砼整体浇筑,浇筑框架砼必须连续作业,边浇筑边振捣。若因故中断浇筑,其接缝按通常施工缝方式处理。砼浇注,尤其在锚孔周围,钢筋较密集,一定要仔细振捣,保证质量。
6.6作业区域划分
第一作业区域:南坡第4级以下由亿发向大桥方向坡面格构梁、排水沟、急流槽。
第二作业区域:北坡第4级以下由亿发向大桥方向坡面格构梁、排水沟、急流槽、
为缩短工期,第一作业区域及第二作业区域可以视现场情况进行交叉流水作业。
7、张拉及锁定
本工程锚索均为压力分散型锚索;当锚索锚固体和锚斜托基座砼达到设计强度的80%以上后,方可进行预应力锚索的张拉,如为选定验收试验的锚孔,应在达到设计强度的条件下,待验收试验结束并经验收合格后再进行。
锚斜托台座的承压面应平整,并与锚索的轴线方向垂直,锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中,千斤顶轴线与锚孔及锚体同轴一线,确保承载力均匀,锚索的张拉必须采用专用设备,设备在张拉作业前应进行标定,锚具、夹片等检验合格后方可使用。
7.1张拉程序
①预张拉:
在正式张拉前,先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉,整体张拉1~2次,使锚索拉直,然后松开。
②差异分步补偿张拉:
第一步:先按照差异荷载△P1张拉第一单元(最长一组锚索),并采用△L1-2进行控制,张拉到位后锁定工作锚和工具锚;在千斤顶行程内可不回油,压力表不归零,继续进行第二步张拉。
第二步:再按照差异荷载△P2同时张位第一单元(最长一组锚索)和第二单元(次长一组锚索),并用△L2-3进行控制,张拉到位后锁定工作锚和工具锚;在千斤顶行程内不回油,压力表不归零,继续进行整体同步张拉。
③分级补偿,分级整体张拉:
按照上述,每级荷载张拉前先进行第一、二步分单元补偿张拉后,再将三组锚索(即一、二、三单元)整体张拉,按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿,分级整体张拉,在张拉最后一级荷载时,应持荷稳定10~15后卸荷锁定。锚索锁定后48小时内,若发现明显的预应力损失现象,则应及时进行补偿张拉。
7.2张拉荷载和伸长量的计算
①差异伸长量:
,
,,
公式中(L1、L2、L3)长度计算时,锚索有效张拉长度=锚固段+自由段+锚墩轴心厚度+锚具厚度+千斤顶的工作长度。
②差异荷载增量:
其中:分别为第一、二、三单元锚索的长度,且;
各单元锚索在给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下的伸长量;
各单元锚索在给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下的差异伸长量;
给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下钢绞线束应力;
给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下单根钢绞线束荷载;
单根钢绞线束的截面面积;
钢绞线的弹性模量;
分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。
7.3张拉过程控制
①张拉前将锚垫板管内的混凝土清理干净、消除钢绞线上的锈蚀、泥浆。锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中,千斤顶轴线与锚孔及锚索轴线在一条直线上,不得压弯或偏折锚头,确保承载均匀同轴,必要时用钢质垫片调整以满足要求。
②套上工作锚板,根据气候干燥程度在锚板锥孔内抹上一层薄薄的黄油。
③加载速率要平缓,速率宜控制在设计预应力值的0.1左右。
④在张拉过程中,当荷载每增加一级,均应稳定5,并记录位移读数。最后一级张拉荷载应维持10~20。在每级加荷等级的观测时间内,测读锚头位移不应少于3次。
⑤在每级加荷等级观测时间内,锚头移量不大于1.0时,可施加下一级荷载;否则需延长观测时间,直至锚头位移增量2h小于2.0时,方可施加下一级荷载。
⑥锚索张拉过程中出现下列情况之一时可视为破坏,应终止加载:Ⅰ、锚头位移长时间不稳定,或者不收敛;Ⅱ、后一级荷载产生的锚头位移量是前一级荷载位移量的2倍,即拉拔力~位移曲线图出现明显的拐点。
四、锚杆框架梁施工方法
锚杆钻孔直径为Φ110(Φ90),钻孔均为斜孔(下倾角15°),钻孔施工方法参照锚索框架梁施工方法,框架梁的施工工艺参照锚索施工方法中的钢筋砼框架梁施工。
1、锚杆制作
锚杆采用Ⅲ级钢(400钢筋 3602) 直径28、直径25的螺纹钢,钢材均应符合50204-2002要求,不得采用改制材。锚杆杆体钢筋要求平直、无锈迹,采用单面焊搭接时,搭接长度不小于10d,钢筋长度须符合设计要求,其误差不超过±200,且应超出坡面不少于30d。
2、锚杆杆体的组装与安放
2.1按设计要求制作锚杆,为使锚杆处于钻孔中心,应按设计要求在锚杆杆件上安设定中架或隔离架(粗钢筋杆体沿轴线方向每隔2.0m设置一个定中架)。
2.2锚杆钢筋或钢丝平直、顺直、除油除绣。
2.3安放锚杆杆体时,应防止杆体扭曲、压弯,注浆管宜随锚杆一同放入孔内,管端距孔底为100mm,杆体放入角度与钻孔倾角保持一致,安好后使杆体始终处于钻孔中心。
2.4若发现孔壁坍塌,应重新透孔、清孔,直至能顺利送入锚杆为止。
3、锚杆注浆
3.1本工程压力注浆锚杆为全粘结非预应力钢筋锚杆,采用一次注浆,注浆管随锚杆一同放入锚孔,其头部距孔底10,一次注浆压力须达0.6以上。若注浆压力无法达到,则每米两次累计注浆量超过50即可停止。锚杆灌浆完毕后应进行保护,防止摇动。
3.2锚杆注浆材料一次注浆采用M30水泥砂浆,其水灰比视设备和现场试验确定,水泥采用硅酸盐膨胀水泥,注浆采用孔底注浆法,一次注浆压力0.6~0.8,砂浆灌注必须饱满密实,注浆完毕,水泥砂浆凝固收缩后,孔口应进行补充注浆。
4、锚杆验收
验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求,它是针对所有工程锚杆进行的;需由业主委托具有相关检测资质的单位或部门进行验收试验,其试验数量为设计总数的3%且不少于3根。
5、外露锚杆部分的处理
永久性锚杆采用外露头时,必须涂以沥青等防腐材料,再采用混凝土密封,本项目锚杆的外露部份在纵横格梁的钢筋制安完成后,将预留的钢筋折90度与格构梁钢筋点焊连接进行锚固。
五、格宾网植草灌护坡施工方法
1、喷混植生护坡使用于稳定性良好的石质边坡或土石混合边坡,与框架梁结合进行边坡防护,具体施工步骤如下:
2、先按设计坡率平整坡面,然后洒水浇湿,再在整个坡面上培土10厚。
3、根据工程所在地区的具体特点进行绿化基材试验,选定配合比,确定绿化基材混合物植被种子的物质组成;
4、修整坡面,在坡面上打直径16锚杆,后将镀锌钢丝包塑格宾网,网格5×5,邻网搭接宽>15,绑扎于锚筋及锚杆弯起端上,锚杆采用直径16的三级钢,间距2.0×2.0形式布置,长度为100。
5、采用液压喷播绿化技术,其原理及操作方法是应用机械动力,液压传送,将附有促种子萌发小苗木生长的种子附着剂、纸纤维、复合肥、保湿剂、草灌种子和一定量的清水,溶于喷播机内经过机械充分搅拌,形成均匀的混合液,而通过高压泵的作用,将混合液高速均匀喷射到已处理好的坡面上,附着在地表与土壤种子形成一个有机整体。根据边坡的自然条件、立地条件、土壤类型等客观因素科学地进行草种配比,使其能在边坡坡面上良好生长,形成“自然、优美”的景观。使用的具体品种及用量视现场而定。
6、根据施工期间气候情况及边坡的坡度,来确定在喷播表面层盖单层或多层无纺布,以减少因强降水量造成对种子的冲刷,同时也减少边坡表面水分的蒸发,从而进一步改善种子的发芽、生长环境。
7、主要设备
主要设备一览表
设备名称
规格
数量
备注
破碎机
15
1套
破碎回填土
搅拌机
15
1套
搅拌回填土
液压喷播机
200
1套
喷播草灌籽
柴油发电机
30
1套
提供施工用电
六、挂网喷射砼施工方法
1、在机械开挖后,应辅以人工修整坡面,坡面平整度的允许偏差值为±20。在钢筋
网架设前,应清除坡面虚土,包括坡面上松动的石块及浮土,坡面应平整。
2、钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设,钢筋网的钢筋使用前应清除污锈,须调直钢筋;钢筋网网间搭接采用焊接或绑扎固定,搭接长度不小于300;钢筋连接采用搭接焊,焊缝长度不应小于钢筋直径的10倍;钢筋网距坡面不小于30,紧压在锁紧装置(锚杆或锚筋)下面,并与锁紧钢筋焊接成一体,固定在坡面上,喷射混凝土时不得晃动;钢筋网延伸至坡顶外边不少于100。钢筋网间距允许偏差为±30。
3、喷射细石砼强度等级C20,28天龄期无侧限抗压强度不小于20。配合比为:水泥与砂、细石的重量比为1:2:2,水泥采用普通硅酸盐.42.5水泥,水灰比为0.40~0.45;不得使用污水。细骨料选用中粗砂,含泥量应小于3%,粒径小于2;粗骨料选用粒径小于20的级配砾石。使用速凝剂等外掺剂时,应做外加剂与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结试验,并应通过试验确定外掺剂掺量及掺入方法。
4、喷射作业应分段依次进行,同
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