高速路基工程高边坡施工与安全专项施工方案

高速公路高边坡施工与安全专项施工方案桃巴高速公路LJ7合同段主讲人：陈洁成都华川公路建设集团有限公司高边坡是指土方开挖高度≥20m的边坡,其中路堑高边坡受到各种不稳定因素的影响,成为滑坡、崩塌等地质灾害和工程事故的多发地段,现已引起土木、地质和公路建设等相关领域设计和施工人员的广泛关注。在岩土边坡的分类中通常把坡高为10～15m的土质边坡称为高边坡,把坡度为30°～60°的边坡称为陡坡,把60°～90°的边坡称为急坡。一、高边坡概述：路堑高边坡的施工是一个破坏山体原有力学平衡又用支挡加固工程重新建立力学平衡的过程,而所设工程措施往往都是在边坡开挖后才能实施。在边坡加固和防护措施未实施之前,边坡土体会产生应力松弛,强度衰减,从而影响边坡稳定。因此,设计上针对不同地质条件的边坡,采用相应的工程措施,对边坡土体及时加固,防止土体应力松弛和强度衰减,保证边坡施工期间和竣工后的稳定。经验证明,许多路堑高边坡虽设计合理,但由于施工方法及工艺不当或工程措施未能及时实施,导致施工过程中边坡失稳破坏,造成重大损失,有的则留下隐患,影响后期车辆行驶安全。二路堑高边坡的施工原理：三、边坡开挖前的准备工作•1、测量放样•路堑开挖前应严格按照图纸放出边坡顶边线及截水沟，然后在进行开挖一级，二级，三级边坡。•2、边坡开挖前的边沟排水和坡面及坡顶排水的处理。在边坡开挖前原始路边的排水沟保持沟排水畅通。•3、坡顶在没作好坡顶截水沟前须先挖一条临时截水沟，防暴雨冲走挖松的泥土流失。可在坡顶设计永久性截水沟位置设置。并首先作好坡顶永久性排水沟。•4、在开挖的松土堆放区，两侧应设与堆土区隔离的排水沟，一般在平设计平台上的挡水埝设置。•5、边坡开挖前制定相应的安全措施及文明施工措施。•6、在开挖前，位于边坡开挖路段要设置隔离防护，悬挂明显的安全标志牌，与危险源辨识牌，即“前方施工”“道路施工”“车辆慢行”“限速标志”“边坡施工危险”等安全标志。•7、在施工中要有专职安全员指挥、输导、提示。危险区要有专人警戒。•8、施工区的车辆进出口在现场合理位置选择，临时车道施工车辆通行，不少于8米宽，并在前50米处挂标志牌“前施工区车辆出入口，车辆慢行”，等交通安全标示牌。四、边坡开挖施工工艺1、路堑土方施工中，当运距短时及在绕行段结束地段，路堤需要填筑时，可采用推土机推运，将土料推至路堤经改良后做路堤填料。当运距较远，超出推土机经济运距时，采用挖掘机、装载机配自卸汽车进行土方挖装运卸施工。边坡采用人工配合机械施工，进行刷坡，修整边坡，达到设计边坡率和保持坡面平顺完整，有利边坡挡护施工和降低成本，并保证外观质量，如下图。2、边坡开挖施工顺序：开挖时由上而下，先开挖远离营业线侧，纵向拉槽，横向分区、分层开挖。每次分层厚度为2～3m。施工顺序为：1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12，靠近便道施工区采取预留隔离墙法施工，如下图所示。①②③④⑤⑧⑦⑥⑨⑩1112既有线新建线防护排架四、边坡开挖施工工艺推土机、装载机纵向台阶开挖土方10-30°松土堆3～4m挖掘机、自卸车纵向台阶开挖土方四、边坡开挖施工工艺路堑施工中，首先自上而下，水平分层开挖。利用上述施工方法和施工机械先施工上层坡段范围内的路堑横断面土方，再进行下层坡段范围内路堑土方施工。最后修整路床，整个路堑土方施工即完成。路堑土方开挖，采用挖掘机进行开挖施工，严格杜绝人工掏洞掏底法施工。浅挖路段施工方式：路堑浅挖路段挖土方式，采用综合式开挖。具体做法是：从上而下分层开挖，横挖法、分层纵挖法、分段纵挖法，根据具体情况灵活变动使用。1横挖法：按挖方地段的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖。2分层纵挖法：按横断面全宽纵向分层开挖。2分段纵挖法：将挖方每个工点分成几段再分层纵向开挖。（见下图）I34567纵剖面四、边坡开挖施工工艺无论在任何情况下，都不乱挖或超挖，更不采用深孔爆破法或挖“神仙土”方法开挖路基土方。挖、装、运、卸的基本作业密切配合，挖掘机的挖土作业以侧向开挖为主，运土车辆运行路线位于挖掘机开挖路线的侧面（见下图）。四、边坡开挖施工工艺较深路基挖土，当分层开挖过高时，采用搭设平台漏斗或装土。正铲挖掘机侧向开挖。3.2.4、较深开挖路段施工方式线路有大量路段开挖深度在3-6m之间，此时路段开挖以土方为主，需采用爆破法进行施工。爆破前将表面土方采用挖掘机挖除干净，再进行钻孔爆破，具体施工方法见路堑石方施工。3.2.5、半填半挖路段施工方式：线路土方断面有部分属半填半挖断面，挖土面小、挖土深度小，多数属山坡路段，采用挖掘机挖土有困难时，需采用人工和推土机同时配合施工，进行分台阶开挖，用装载机装车，自卸汽车运卸。四、边坡开挖施工工艺四、边坡开挖施工工艺•石方爆破开挖•a、施工方法：石方开挖采用中深孔台阶爆破和浅孔爆破，挖掘机挖装，自卸车运输的方法，中深孔台阶爆破仅用于石方量大且相对集中的地段，凿岩钻机选用Φ80～140mm孔径的潜孔钻机，台阶高度控制在6～10m之间，其余地段的石方开挖选择手风钻钻爆开挖的方法。•b、边坡开挖：石质地段边坡开挖，采用控制爆破的方法，即以光面爆破而实现对边坡的保护。光面爆破孔的孔径为￠40mm，孔距控制在1.0～1.2m，最小抵抗线控制在0.8～1.0m，光面爆破在主爆区爆破之后进行，周边条件允许的情况下，最好在採空后施爆，以保证其效果。主爆区和光爆区之间的关系及爆破示意图如下:四、边坡开挖施工工艺四、边坡开挖施工工艺爆破参数的选取a、起爆系统：采用毫秒微差非电起爆系统，起爆雷管为塑料导爆管雷管。b、中深孔台阶爆破，及手风钻浅孔爆破参数的选取如下表：爆破类型孔径（mm）孔距（m）排距（m）孔深（m）单耗（kg/m3）堵塞高度(m)备注中深孔8023.54～80.4～0.53～4孔口处堵塞100345～100.4～0.54～5孔口处堵塞140456～120.4～0.54.5～5.0孔口处堵塞浅孔401.20.81.2～3.00.4～0.450.6~1.2四、边坡开挖施工工艺装药结构使用Φ32mm的乳胶炸药（或2#岩石硝铵炸药），采用连续装药或分层间隔装药；若采用分层装药，其上下层药量之比为6∶4，堵塞长度一般为0.6～0.8m，中间间隔一般为0.3～0.4m，如下图所示。连续装药结构示意图四、边坡开挖施工工艺四、边坡开挖施工工艺起爆及联结光爆孔同时起爆，起爆顺序以主爆孔先爆，光爆层孔后爆，最后光爆孔同时同段起爆。如光爆孔使用导爆索起爆时效果更好，联结方法也是采用簇联（一把抓）。爆破安全为了保证爆破安全，在爆破作业时要加强爆破作业的组织管理，严格执行《爆破安全规程》的所有规定，强化安全警戒环节，切实解决爆破飞石、震动、毒气的有害效应，认真执行有关爆破施工的报批程序，专人专职，恪尽职守，确保万无一失。四、边坡开挖施工工艺边坡整修、加固、排水施工工艺：一般路堑边坡整修分粗整修和整修两次进行，粗整修是机械施工期间配备一定人工，随机进行，把机械挖松而未铲完残留在边坡上的松土和机械挖不到的土石粗略按坡率整修，将余土石方运走。粗略整修除了做出路基边坡的轮廓线外，及时将余土石方运走，避免剩余大量土石方增加运输困难。边坡最后整修一般都是分段进行。人工整修，当路基挖完一段后紧接进行整修。为下一工序排水、防护项目施工做好准备，边坡整修前先按设计做好坡度尺，准备垂球和棉线，每隔10—15M挂线挖一条槽做坡度样板，然后再从上而下整修边坡，经常使用坡度尺校正。操作人员腰系安全带，安全带挂在坡顶安全处。同时用钉钉在边坡上搭设简易木夹板踩脚。四、边坡开挖施工工艺深挖路堑地段的边坡整修，采用分段整修分级处理。首先根据该路段的挖土情况，按挖土石方—整修—加固三个工序流水循环作业，以设计的横断面每级平台为分界，纵向划分流水段，进行流水施工。第一台阶土石方开挖完成后，挖土作业人员转入第二个纵向流水段施工土方，这是，第一平台边坡整修作业人员开始整修该部分边坡。第二个纵向流水段挖土方完成后，挖土石作业人员转入第三个纵向流水段施工土石方，这时，第一台阶边坡整修作业人员转入第二平台边坡作业，边坡加固作业人员开始第一台阶边坡加固施工，完成后转入第二平台施工。这时，挖方作业人员可继续投入第一流水段第二个平台土方施工，依次循环直到全部路基土方施工完成。四、边坡开挖施工工艺五、边坡锚杆框架梁施工工艺•1、锚杆框架施工•⑴锚杆框架施工工艺流程•确定孔位→钻机就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚杆→注浆→制作框架梁。•⑵锚杆框架施工方法•①锚杆孔测量放线•按设计立面图要求，在锚杆施工范围内，先从坡面向两侧放样确定锚杆位置，使框架梁横平竖直，并且上下坡对齐，保证坡面美观，并应保证在施工阶段不得损坏。其它孔位以固定桩为准钢尺丈量，全段统一放样，孔位误差不得超过±50mm。测定的孔位点，埋设半永久性标志，严禁边施工边放样。•竖梁的具体长度可根据实际边坡高度确定，但锚杆的位置须按等分坡面的长度进行放样，其间距可适当调整。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。•本边坡锚杆孔位设计间距尺寸：横向每距3米，纵向以每级边坡高X坡系数=X米坡斜面分距。中间距1与3米，其余上下均分。每级锚杆为两横排。即纵横向=3米X1米+3米X3米间距分格。五、边坡锚杆框架梁施工工艺•②钻孔设备•钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚杆孔径、锚杆深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用MG-50锚杆钻机钻孔成孔；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钻机就位•利用φ50mm脚手架杆搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上。锚杆孔钻进施工，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，确保锚杆孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。锚杆与水平面的交角z30°。钻机安装要求水平、稳固，施钻过程中应随时检查。五、边坡锚杆框架梁施工工艺•④钻进方式•钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆施工不至于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度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。•⑤钻进过程•钻进过程中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，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。五、边坡锚杆框架梁施工工艺•⑥孔径孔深•钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，孔口偏差≤±50mm，孔深允许偏差为+200mm。为确保锚杆孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚杆孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。•⑦锚杆孔清理•钻进达到设计深度后，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，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）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。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。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。五、边坡锚杆框架梁施工工艺•⑧锚杆孔检验•锚杆孔钻孔结束后，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杆孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。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。•⑨锚杆体