第十五章 公路施工及边坡防护工程

第十五章公路施工及边坡防护工程15.1工程项目及特性本工程施工项目为进场公路的施工及厂区边坡处理工程。进场公路长500m，宽12m，砼路面，厚20cm。厂房后边坡，905～1210m高程的基岩边坡，整体稳定，但受裂隙切割，时常有掉块和小方量的坍塌发生。对905～1007m高程的覆盖层边坡，由崩坡积堆积的块碎石土组成。坡面植被繁茂，自然边坡整体稳定。但施工破坏了边坡稳定或施工中遭遇暴雨等工况条件下，局部容易产生土滑，做好边坡防护措施。15.2主要工程量本工程主要工程量见下表15-1：表15-1：序号项目单位工程量备注一、厂区高边坡坡处理工程程1石方明挖m381442喷砼m3700C25，厚度110~155cm3锚杆根2695Ф25mm，L==7m4挂网钢筋t30Ф6.5＠205锚索根1501000KN，L=40mm6C20砼m3135尾水洞下游侧边边坡护坡7钢筋制安t78浆砌卵石m3210M7.59草皮护坡m23000二、进厂公路边边坡处理工工程1石方明挖m3969892砂卵石填筑m375603C20砼m31800上游进厂交通洞洞左侧边坡坡护坡4C25砼m31200进厂公路路面，厚厚度20cm5钢筋制安t1306浆砌卵石m37516M7.57草皮护坡m23000015.3施工规划根据施工总进度的安排，进场后先进行进场公路的施工,石方开挖96989m3。根据本标路线布置情况，拟分施工段进行施工，计划工期两个月左右，工期较紧，施工配置一套推、挖、装、运设备，路基回填平行路基开挖施工，排水和防护工程滞后于开挖平行作业，路面砼根据现场实际情况安排，一般放在工程后期施工。15.4进场公路工程施工路基开挖路基开挖前做好施工测量工作，其内容包括导线、中线、水准点复测，横断面检查与补测，增设水准点等。首行进行表土清理。清理场地的废弃土等采用推土机推集，装载机装车，15t自卸汽车运至指定弃渣场。对于陡坡机械无法施工地段采用人工清理。石方开挖采用分段分层进行，随土方开挖同时施工，根据开挖高度或地形情况，采用阶梯法施工。边坡较高路段，按10～15m高差形成施工便道，然后从上到下分层开挖；开挖采用QJB-100B支架式潜孔钻结合TY-28手风钻造孔，毫秒梯段非电雷管起爆，硝铵炸药微差挤压爆破，周边预裂爆破，开挖弃碴采用D85推土机集碴，PC220反铲挖掘机结合ZL50装载机装碴，15t自卸汽车运输至碴场。每层开挖后及时对边坡进行安全支护。每一爆破段长度5～10m，自上而下分层台阶式开挖，分层厚3～4m。爆破参数根据进场实际地质条件试验确定。在路堤两侧护坡道外开挖纵向排水沟，在路基范围内开挖纵横向排水沟，排除积水。15.4.2砂卵石填筑卵石垫层铺筑分段分层铺筑，15t自卸汽车运料，D85推土机平整，BW202AD振动压路机分层压实，小范围内辅以蛙式打夯机等人工夯实。回填前，人工配合D85推土机将公路范围内耕植土、草皮、树根等清除干净。15.4.3M7.5浆砌石护坡15.4.3.1施工方法浆砌块石采用铺筑法自下而上分层、分段砌筑。砌筑前须先完成清基整平工作，然后铺筑砂浆后砌筑，石块分层卧砌，上、下错缝，内外搭接，砌立稳定，每层应大致找平，分段位置设在沉陷或伸缩缝处。砌体所用料石由5t自卸汽车运输至工作面附近，人工搬运至工作面。砂浆由混凝土罐车运送。砂浆采用移动式拌和机拌和。15.4.3.2质量控制（1）砌石材质应坚实新鲜，无风化剥落层可裂纹，石材表面无污垢、水锈等杂质，用于表面的石材，色泽均匀。石料的物理力学指标符合施工图纸的要求。（2）砂和砾石的质量应符合施工规范的有关规定。砂浆和小骨料混凝土采用的砂料，要求粒径为0.15～5mm，细度模数为2.5～3.0，砌筑毛石浆的砂，其最大粒径不大于5mm，砌筑料石砂浆的砂，最大粒径不大于2.5mm。（3）采用的水泥品种和标号应符合技术条款的规定，到货的水泥应按品种、标号、出厂日期分别堆存，受潮湿结块的水泥，禁止使用。（4）胶凝材料的配合比必须满足施工图纸规定的强度和施工和易性要求，配合比通过试验确定。（5）砌石体应采用铺浆法砌筑，砂浆稠度应为30～50mm，当气温变化时，做适当调整。（6）采用浆砌法砌筑的砌石体转角处和交接处应同时砌筑，对不能同时砌筑的面，必须留置临时间断处，并应砌成斜槎。（7）砌筑毛石基础的第一皮石块应座浆，且将大同向下。毛石基础扩大部分，若做成阶梯形，上级阶梯的石块应至少压砌下级阶梯的1/2，相邻阶梯的毛石应相应错缝搭接。（8）砌体的灰疑缝厚度应为20～30mm，砂浆应饱满，石块间较大的空隙应先填塞砂浆，后用碎块或片石嵌实，不得先摆碎石块后填砂浆或干填碎石块的施工方法，石块间相互接触。（9）勾缝砂浆单独拌制，并不得与砌体砂浆混用。（10）砌筑挡土墙应按监理工程师要求收坡或收台，并设置伸缩缝和排水孔。C25路面砼施工基层验收合格后，进行砼路面施工，公路路面砼浇筑时以公路中线将路面分成两幅、分段进行施工。施工采用分段、跳仓、错块作业。砼采用拌和站集中拌制，5T自卸车运至作业面卸料，插入式振动棒震实后用平板振动器交错振捣，人工收面，人工洒水养护，压纹器压纹、切缝机按设计要求切缝。15.5边坡防护工程本工程边坡工程防护主要采取两种方式进行：=1\*GB3①坡体基本稳定、坡面岩石破碎的边坡，采取喷锚支护的护坡；=2\*GB3②对于稳定性较差的边坡，采用1000KN锚索稳固边坡。15.5.1锚杆施工15.5.1.1施工程序根据招标文件技术条款及规范要求，结合我局多年锚杆施工经验，拟按以下程序进行：采用“先安装后注浆”的方法，施工程序为：布孔—→钻机就位—→造孔—→清孔—→锚杆安装、固定—→注浆—→孔口固定。15.5.1.2布孔根据设计图纸及周围岩石情况决定孔位，做出孔位标记并编号，其左右孔位偏差不大于±100mm。15.5.1.3造孔根据招标文件，边坡锚杆为Φ25，L＝7m，采用YG-40型导轨钻机钻设。岩石破碎带造孔为防止卡钻和塌孔，采用水泥浆固壁→待凝→扫孔，再继续钻进的方式。锚杆孔孔轴方向满足施工图纸要求，孔深偏差值不大于50mm，并做好锚杆钻孔记录。15.5.1.4清孔清孔采用风水联合冲洗孔内岩粉和积水，直至干净，对于破碎带或其它不良地质带则采用高压风吹洗干净，孔口采取保护措施，防止孔内掉碴、堵塞孔口。15.1.1.5锚杆制作安装锚杆材料按施工图纸要求制作。钻孔完成，清孔后立即下入锚杆体，同时下入注浆管至孔底，以保证注浆密实。锚杆安装采用人工完成安装，做好锚杆安装记录。15.1.1.6锚杆注浆注浆采用MZ-30锚杆注浆机边拌合边注浆，注浆水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，砂采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。水泥砂浆配合比为水泥：砂=1:1～1:2（重量比），水泥：水＝1:0.38～1:0.45，其强度等级不低于20MPa。15.5.2挂网喷锚支护按施工图纸要求和监理工程师的指示，在喷砼前局部布设钢筋网，钢筋网的间距为200mm，钢筋采用直径为φ6.5mm的光圆钢筋，钢筋保护层厚度不小于50mm。人工进行绑扎焊接，为保证支护质量，钢筋网绑扎固定在锚杆外露端头上。15.5.3喷砼施工岩石边坡锚杆支护及挂网完成厚进行喷砼施工，喷砼厚10～15cm，工程量约700m3。为确保边坡稳定安全，防止雨水、积水对坡体的冲刷及开挖出露的破碎岩体暴露时间过长收缩变形，进而导致坡体坍塌现象发生，开挖及支护过程按照设计要求，自上而下分层、分段完成整个岩石坡面的喷混凝土封闭保护工作。首先结合各层马道搭设简易脚手架喷砼平台，然后进行喷砼施工。边坡喷砼施工采用水泥裹砂“潮喷”工艺。混合料在喷砼站按试验配合比严格拌制，喷锚料由5t自卸汽车运至边坡各层开口线附近的堆料平台的PHZU-5混凝土喷射机附近，人工手持喷头站于脚手架平台进行喷砼施工。喷砼施工工艺为：施工准备—→岩面冲洗、验收—→基层喷砼（3～5cm）—→挂网—→面层分层喷砼—→回弹料清理—→洒水养护锚索施工15.5.4.1施工程序造孔清孔造孔清孔压水试验下锚合格固结灌浆全孔一次性灌浆浇筑砼锚墩张拉并锁定封孔回填灌浆及锚头保护编锚不合格15.5.4.2钻孔1、钻孔机具锚索钻孔采用XY-2型地质钻机，1000KN锚索成孔直径130mm。2、钻孔技术措施定位根据监理工程师指示的方位、倾角、孔深钻孔，用地质罗盘测量孔的方位角和倾角以保证钻孔的精度控制在监理工程师要求的范围内。钻孔深度通过钻杆的根数来控制，采用PVC管复核，孔深误差、方位角和倾角偏差控制在设计要求范围内。预防和测量孔斜施工中为了防止孔斜，钻孔一律采用刚度大、材质好的粗径钻杆，并在钻杆上每隔5-8m安装一个导正器对粗径钻杆扶正，保证钻具、钻杆始终在钻孔中间。同时采用JXY-2型罗盘测斜仪每5m测量一次孔斜，随时纠偏，保证全孔孔斜在设计允许范围内。塌孔处理由于本标段岩层风化破碎较严重，施工中将会遇到塌孔现象，根据施工经验，遇此情况后，立即停止钻进并提钻，拔出钻杆后进行固壁灌浆，灌浆过程中如果遇裂隙特别发育或出现架空现象，此时采用在水泥浆液中掺加一定数量的速凝剂、细砂或在孔口加速凝剂进行处理，灌浆后待凝8-16小时采用原套钻具扫孔。渗水处理钻孔过程中，若遇到孔内渗水，立即向孔内注入清水，并用高压气吹净清水以彻底洗清孔内岩粉，以免包钻，洗净后再继续钻进。15.5.4.3声波测试钻孔达到设计要求深度后，拔出钻具，进行声波测试，测试按照10%的锚索孔进行全孔测试，测试中，如果发现锚固段有20%的长度段声波值小于3500m/s，则由监理人确定是否调整锚固段位置，包括加深钻孔。15.5.4.4压水试验锚索安装前，先对内锚固段做压水试验，以确定是否需进行固结灌浆和估算灌浆量，在监理工程师未做其他要求的情况下，压水试验压力采用0.3Mpa，采用CPS系列充气式压水灌浆塞塞于锚固段以上0.5-1m位置进行压水，用GY-IV灌浆压水微机记录仪进行数据采读和打印。当压水试验结果测出锚孔周围围岩透水率大于设计要求时，需进行固结灌浆。15.5.4.5固结灌浆及清孔在锚索孔破碎带或渗水量较大的围岩，需进行固结灌浆处理。采取自下而上卡塞分段施工，自由段灌浆段长一般不大于8m，灌浆压力根据监理人指示确定。由集中制浆站供给同一种比级的浆液，采用BW200/40泥浆泵输送，SGB6-10型灌浆泵灌入孔内，开灌水灰比视地层情况变化，灌浆施工按照设计技术要求及DL/T5148-2001规范中有关规定执行，详细施工方法及有关技术措施参考灌浆工程施工一节。灌浆待凝48h后，重新扫孔，扫孔采用相同口径的牙轮钻头，压缩空气排渣，终孔起钻后用高压风水联合冲洗，直到返水变清之后再进行压水试验，如果透水率满足规定要求则进行下一道工序，如果不合格，重复上述步骤，直到透水率满足要求为止。15.5.4.6锚索编制1、锚固材料及锚具选择钢绞线锚索钢绞线采用江西新余新华金属制品有限公司生产的符合美国规范ASTMA417-90a标准270K级高强度低松弛无粘结预应力钢绞线，每根钢绞线由7根高强钢丝绞成，每根钢绞线由7根高强钢丝绞成，钢绞线直径16.24mm，截面积140mm2，屈服强度为1670MPa，最小破断力1860Mpa，完全满足本工程要求。锚具选用柳州欧维姆建筑机械有限公司生产的OVM系列工作锚具，锚具中的应力不超过使用材料的允许应力。2、锚索制作下料按比锚索设计长度多2m下料，采用砂轮切割机进行切割。清洗、除锈按设计要求量出锚固段长度后，剥离出锚固段的聚乙烯塑料外套，剃出钢绞线面层保护油脂，首先将钢绞线插入一英寸的钢管内进行粗清洗，从管的一端注入高压热水，清洗的油污从管的另一端排出；然后再把钢绞线放进由两道相距60cm四个互相垂直的喷嘴出油设备中，用两台WAP1860高压热水出油机向两道喷嘴中注入高压热水，反复清洗，直到手感无油腻且表面光亮，用手撵有涩滞感为止。编索根据设计或技术要求编1000KN级锚索和2000KN级锚索。为了使钢绞线之间距离保持均匀，以保证钢绞线之间均匀充满浆液，在内锚固段每隔1m，自由段每隔3m设置一个HDPE塑料硬质内定位支架，同时安装注浆管，用于张拉段注浆，注浆管采用φ25mmPVC硬塑料管，最后在前安装导向帽。制作好的锚索统一登记编号，并妥善放置备用。检查锚索编制完成后，经监理工程师检测各项指标满足设计规范要求，并签发单项验收合格证后方可下入孔内。15.5.4.7锚固段灌浆根据招标文件技术要求，锚固段可采用水泥砂浆和纯水泥浆进行灌注，浆液的配比经试验确定。用纯水泥浆灌注锚固时，其水灰比取0.4～0.45，液中掺入一定数量的膨胀剂和早强剂，其28天的结石强度不低于1MPa。灌浆采用自下而上一次施灌，进浆必须连续。浆液由注浆管进入，注浆管下至距孔底50CM处，浆液经孔底形成循环，逐渐充实内锚固段空间。注入锚固段的浆液量应进行精确计算，确保锚束放入后浆液能充满锚固段。15.5.4.8锚索运输、入孔根据地形条件，锚索采用盘卷方式运输，锚索盘卷直径不小于4m；吊装过程中小心轻放，锚索盘卷于一钢制转盘上，运输应平稳。下锚前检查锚索全长是否有脱节松散现象，如发现问题，及时处理解决。锚索在锚固段注浆完毕后立即下入孔内，下锚根据地形条件采用卷扬机将钢转盘吊起，以人工转动转盘和引导锚索顺直、缓慢、匀速地安放入孔内。15.5.4.9锚墩砼浇筑锚墩砼浇筑在锚固段注浆、锚索安装完后进行，浇筑前将垫墩范围内的岩面清洗干净，并对表面进行打锚处理（插筋），安装直径120mm长度1.5m的孔口定位钢管、钢垫板以及按照设计图纸要求预先做好的钢筋笼，安装时，注意保持孔口管角度准确，钢垫板和钻孔轴向垂直，导向管轴线与钻孔轴线严格一致，钢筋笼与导向管、插筋通过焊接连结成一个整体。然后进行立模，采用木模板，模板表面力求光滑平直。模板与钢筋笼之间距离不小于5cm。砼配料拌和严格按照配比，并在配料中掺入GYA型高效早强减水剂，保证砼浇筑后7天内强度达到40Mpa或设计要求。每桶料拌和时间不少于5分钟，每个浇筑过程中均采取试样。砼采用3m3砼罐车运输、砼泵通过高架管路输入仓面内，浇筑时分层振捣，每一层振捣均深入下一层1/3厚度，振捣应密实周到，尤其注意边角部位。15.5.4.10锚索张拉1、张拉器具及安装张拉机具：ZB4/500S型电动油泵，YDC240Q型单根张拉千斤顶，OVM15系列锚具及限位板。张拉器具按以下程序安装：工作锚具安装→限位板→千斤顶→自动工具锚安装→张拉。2、张拉条件准备锚索张拉在锚索注浆约7-10天浆液试样抗压强度达到30MPa，砼强度达到40MPa或设计技术要求，经监理工程师同意后进行。张拉前先对千斤顶、电动油泵、压力表等进行标定，将近期标定成果及依据标定成果绘制的张拉吨位与压力表读数之间的关系曲线图报监理工程师审查，同意后方能进行张拉。3、张拉试验根据设计要求，锚索张拉按照以下方法进行张拉试验：首先施加工作荷载值的125%。加载期间，位移值测量精度应不大于0.025mm，荷载使用压力控制。荷载均匀施加，加载率约为40KN/MIN。当施加的载荷达到工作荷载的125%时，稳定20min，测量位移徐变，如果20min之内徐变值小于2mm，则该预应力锚索是合格的，否则要延长至45min再继续观察；当锚索的弹性变形在下述两个极限值内，则可以认为锚索是合格的：①、预应力锚束的伸长值的上限，等于锚索张拉段长度加50%内锚固段长度的理论弹性伸长值；②、预应力锚束的伸长值的下限，等于锚索张拉段长度的80%的张拉段长度的理论弹性伸长值。如果伸长值符合要求，则按照设计要求对锚索进行锁定张拉；锁定吨位是工作吨位的80%。5、张拉操作注意事项1、每级荷载需持荷稳压5min以上方可卸荷回程。张拉时卸荷应缓慢均速，升荷速率每分钟不超过设计张拉力的1/10；卸荷速率每分钟不超过设计张拉力的1/5。2、张拉加压应缓慢平稳上升，至工作吨位的10%时，用游标卡尺量取钢绞线的初始伸长值，然后继续分级加载，在每级荷载下