某高速铁路路堑开挖工法（附简图）

一、编制依据1．《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009、J971-2009）2．《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB1075-2010）3．《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）4．《铁路路基设计规范》（TB10001-2005、J447-2005，简称《路规》）5．《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2006、J127-2006，局部修订：铁建设[2009]22号）6.《铁路特殊路基设计规范》（TB10035-2006,局部修订：铁建设[2009]62号）7.《铁路工程地基处理技术规范》（TB10106-2010、J1078-2010）8.《建筑地基处理设计规范》（JGJ97-2002）9.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）10.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）11．《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010、J1167-2011）12．《铁路路基土工合成材料应用设计规范》（TB10118-2006）13.《铁路工程环境保护设计规范》（TB10501-98）14.《铁路路堑边坡光面（预裂）爆破技术规程》（TB1022-2008、J810-2008）15.《铁路路基电缆槽》（通路（2010）8404）16.《铁路路基过渡段》（通路（2010）1301）17.《铁路综合接地系统》通用参考图（通号【2009】9302）18.《铁路边坡防护及防排水工程设计补充规定》、《铁路边坡防护及防排水工程管理补充规定》、《铁路边坡防护及防排水工程质量验收补充规定》（铁建设[2009]172号）19．《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）20．《铁路路基工程安全技术规程》（TB10302-2009）21．国家、铁路总公司及地方政府相关法律、法规22.《高速铁路施工技术〈路基分册〉》二、设计概况 D2K114+045.455～D2K119+127区间路基段位于四川省宜宾市宜宾县和屏山县，路基段起讫里程为：D2K114+045.455～D2K119+127。本段区间路基段长度772.908米，开挖土石方量266054立方，填筑AB组填料28407立方。三、工法特点1、指导现场施工，结合现场实际情况及本段区间路基设计施工图对现场施工工序有实际指导意义。2、现场施工中可以优化作业工序，找出不足，进行优化改进。开发创新新的施工工艺。3、对现场施工单项工序有针对性的剖析，保证实际施工有条不紊安全高效的完成。四、适用范围本段路基路堑开挖施工。五、施工工艺流程及操作要点5.1土方路堑施工工艺流程清除表土→测量放线→施工截水沟→挖运土方→清理边坡→重复挖运至设计标高→基床处理→检测。5.1.1施工准备①施工前，仔细查明地上、地下有无管线，对标段中的照明、输电线路，施工时查明其平面位置和高度，对施工有影响的，将其提前拆除。②开挖前，首先测量放线，依据原地面高程及边坡率推算测出开挖边界，并及早完成路堑顶截水沟的修建，由高到低，从上而下，由里向外逐层开挖，最后刷坡至边坡线，严禁掏底开挖。③剥除开挖区地表植被、腐植土及其它不宜作填料的土层，弃运于指定的弃土场。④在路堑施工前，根据现场收集到的情况，核实的工程数量，工期要求，施工难易程度和人员、设备、材料，编制实施性施工组织设计，报监理审批。⑤根据测设路线中桩，原地面高程及边坡率定出路堑堑顶边线、边沟位置桩。在距路中心一定安全距离设置控制桩。对于深挖地段，每挖深2～5m，复测中心桩一次，测定其标高及宽度，以控制边坡的大小。 ⑥路堑开挖前，利用挖掘机或推土机清除地表不宜用作填方的植被，修筑截水沟，施工最好避开雨季，及时做好排水工作。5.1.2土方路堑施工工序流程见图路堑成型加固处理路床检测不合格合格合格路基整修检测不合格施工准备测量放样场地清理机械或人工开挖、机械运输刷坡循环至路基面图5.1土方路堑施工框图5.1.3施工控制要点路堑开挖前，首先核对地质资料，开挖后如发现与地质资料不符，及时反馈设计和监理单位。 开挖前，首先测量放线，依据原地面高程及边坡率推算测出开挖边界，并及早完成路堑顶截水沟的修建，由高到低，从上而下，由里向外逐层开挖，最后刷坡至边坡线，严禁掏底开挖。在路堑施工前，根据现场收集到的情况，核实的工程数量，工期要求，施工难易程度和人员、设备、材料，编制实施性施工组织设计，报监理审批。开挖时经常放线检查宽度、坡度，及时纠正偏差，避免超欠挖，保持坡面平顺。5.2石方路堑施工工艺流程清除表土→测量放线→施工截水沟→挖运土方→清理边坡→重复挖运至设计标高→基床处理→检测。5.2.1施工准备1、建立安全、质量保证体系：建立健全安全组织机构、质量管理组织机构及保证体系，以确保本工程施工安全、行车安全和工程质量；项目施工管理制度制度编写完成，安全、质量保证措施已经完善。2、施工方案：分项工程施工方案和作业指导书及技术交底书编写完成。3、施工测量：交接桩完成后，立即组织线路复测：根据规范和设计文件要求的精度，认真复测各导线点，建立了施工平面控制网、高程控制网，并与相邻施工段贯通复核。导线点复测采用GPS和全站仪，按附合导线进行复测，导线测量的精度为四等；水准点复测采用精密水准仪，首级高程网采用DSI或DSOS水准仪按二等水准复测，并根据工程需要加密了水位点，且沿路基纵向按要求密度选布施工变形断面及监测网。4、工程试验：试验检测人员依据设计文件提供的资料，各分项工程材料进行复查和取样试验，并对各个施工原材料进行常规试验检测。工艺性试验已经完成，确定的参数已经监理工程师审批签字确认。5、施工图纸复核及现场核对：开工之前，组织技术人员进行施工图现场核对，复核设计图纸，正确领会设计意图。对设计图纸和有关文件进行现场核对，发现不符及时报设计单位解决，并详尽地调查沿线周围建(构)筑物和地上、地下管线的情况。 6、工艺试验：为了取得良好的压实、拌制效果，达到质量验收标准，在进行大规模A、B填筑施工前，进行现场填筑压实工艺试验，确定不同压实机械、不同填料施工含水率的控制范围、最佳松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织。试验段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段，长度不宜小于100m。5.2.2石方路堑施工工序流程见图施爆区调查爆破参数设计位监理工程师审批爆破器材检查及试验检验签证制定爆破方案炮孔检查及废渣清除装炸药、雷管、导爆管起爆否场地平整敷设起爆网路炮孔堵塞出渣安全检查、清除瞎炮检验签证钻孔报公安部门审批配备专业施爆人员材料准备设备进场设置警戒人员设备撤离否优化方案爆破总结数据反馈是是是 图5.2石方路堑施工工艺框图5.2.3施工方法对于石质破碎和较软的地段采用挖掘机开挖；对于石质较硬的地段，采用风枪钻孔、控制松动爆破方法进行施工，靠近边坡及路基面采用光面爆破方法。运输则根据具体情况采用小型自卸运输车进行。控制爆破施工采用多台阶、小孔距、浅孔松动控制爆破方案，其特点:“眼较浅、密打眼、少药量、强覆盖、间隔微差”，在爆破中做到“松而不散，散而不滚、碎而不飞”。尤其在本标段既有线施工地段，用不同方向上的抵抗线差别和起爆顺序控制爆破时岩石移动方向，利用钢轨排架和竹、木排防护和“炮被”覆盖相结合的防护措施，抑制爆破飞石、滚石。①、控制爆破施工方法采用以下三种控爆方法单独或配合使用进行施工。A、静态破碎剂对于该区段紧靠路的危石，采用静态破碎剂处理，孔距25～30cm，破碎剂用水稀释后灌注炮孔，离孔口20cm停止并堵塞，常温下24小时即可裂开。B、薄层剥离即采取小的爆破参数进行的剥离控制爆破，力求做到岩石原地龟裂松动即可，清除表土后，利用薄层剥离使之逐步形成台阶工作面见图6.1-2。图5.3薄层剥离法施工C、小台阶法 小台阶法即浅孔台阶松动爆破法，是自上而下逐步形成台阶进行松动控制爆破。爆破的开挖方法，每级台阶高2.5m，台阶宽2.2m（沿线路方向），如图6.1-3。②、爆破参数的选择根据以上三种施工方法，用于不同的位置及岩石岩性不同而选用不同的爆破参数，基本参数见（表6-2）。③、光面爆破施工方法图5.4小台阶法施工光面爆破的作用机理就是控制爆破作用的范围和方向，施工时沿开挖线轮廓布置间距较小的平行炮孔，在这些光面炮孔中进行药量减少的不耦合装药，然后同时起爆这些炮孔，爆破时沿这些炮孔的中心联结线破裂成平整的光面，达到增加岩壁的稳固性，减少爆破的振动作用，进而达到控制岩体开挖轮廓的效果。表5-1爆破参数表序号爆破方法孔距a(m)排距b(m)孔深l(m)最小抵抗线W(m)单耗Kkg/m3每孔药量计算Kg炸药结构起爆顺序说明1静态破碎剂0.25～0.30.3～0.351.0～1.40.35～0.410～20距孔口20㎝以下装药用水稀释同时灌注2薄层剥离法1.01.01.1～1.50.4～1.00.2Q=kawl分层隔离由里向至外间隔50ms2#岩石炸药 3小台阶法同台阶前排主炮孔1.01.12.51.10.3～0.35Q=kawl分层间隔中间填粘土①同台阶预裂炮孔②同台阶前排炮孔③上层预裂孔与下层后排主炮孔④靠近线路的炮孔较同排其它炮孔迟50ms2#岩石炸药同台阶后排主炮孔Q=kabl最靠近线路的炮孔0.25～0.3Q=kawl预裂炮孔0.42.70.4～0.5Q=kalA、炸药及装药结构的选择炸药：光面爆破选用低爆速，低猛度，低密度炸药。装药结构：炮眼装药结构采用小药卷，不耦合装药及空气间隔装药结构，孔口用炮泥封堵。起爆采用导爆索加非电毫秒雷管起爆。为克服炮眼底部岩石夹制力，在炮孔底装半卷φ32mm药卷做加强药包。装药量：光面爆破炮眼装药量应严格控制，以求达到光爆效果。单孔光面爆破经验装药量计算式：g=(E+W)×L×10式中：g----单孔装药量　E----孔距　W----抵抗Rb----岩石抗压强度MpaB、光爆参数的修正： 钻爆设计在实施过程中，应根据岩石的变化，光爆效果等对光爆参数进行修正。C、光面爆破的质量标准　光面爆破形成的坡面应比较平整。光面爆破爆后形成的边坡面的不平整度不超过±150mm。爆破后应在边坡壁面上留下一定的半边钻孔痕迹；并以半孔率对光面爆破效果进行评估，应达到以下标准：坚硬整体性好的岩石半孔率大于85％，中等强度岩石大于70%，软岩及节理发育的岩石大于50%。爆破后，在边坡岩体壁面和留下的半孔壁面上不出现爆破裂纹，大的危石、浮石较少。D、防护由于爆破现场地质条件复杂，即使采用了控制网孔参数和爆破药量控制爆破的方法，但爆破时，仍可能产生飞石，所以必须采取有效的防护措施，确保爆破施工的安全。一般可沿边坡每隔1m架立一根长6～8m的P43旧钢轨，用φ22mm长2～2.5m的砂浆锚杆固定于岩壁上，每根钢轨锚固两处（2m、4m）锚杆与钢轨用夹板螺栓连接牢固，水平方向用四排18Kg/m小钢轨与竖立钢轨用铁丝绑扎。当钢轨立起5～6根以后，用片石将侧沟灌平，在钢轨与岩面之间插入旧木枕，用铁丝与钢轨绑牢，并用背柴密实填塞。E、爆破施工根据不同地段爆体的不同位置，采用相应的爆破方法，选取对应的孔网参数进行施工。布孔前应仔细检查待爆体的层理、裂隙、临空面、最小抵抗线等情况，并据此作适当调整。布孔时应按调整后的参数准确画出位置，用红油漆标注，并进行编号。钻孔时采用直径φ42cm的钻机钻孔，钻孔深度符合孔网设计要求如图6.1-4。 图5.5孔网设计图钻孔完毕后，进行孔深测量，计算各孔药量，并分别称好摆放在各炮口，然后按设计的装药结构分层间隔装药。当采取分层间隔装药时，底部药量加强（约为单孔药量的3/5），上层稍弱（为单孔药量的2/5），中间用泥填塞，长度不小于30cm，当上层药卷装完后，用粘土进行孔口堵塞，炮孔堵塞长度不小于30cm。施工中采用纵向不耦合装药结构，不耦合系数K=(L/l0)1/2（L=孔深，l0=各层药卷长之和）。装药结构见图6.1-5。F、爆破振动安全检算图5.6装药结构图由于爆破区周围环境复杂，设施多，爆破时的振动及冲击波可能对其产生损伤，为确保周围设施的安全，根据下列公式对爆破振动效应进行检算，以确定同一段别起爆的最大允许用药量。 Q=R3(V/K)3/a式中:Q—最大一段药量(Kg)K—地形、地质条件系数R—爆源中心至设施的距离（m）衰减系数，取1.7V—地震安全质点运动速度。（cm/s）④、起爆网络和起爆顺序使用导爆管非电起爆系统毫秒雷管微差爆破，同一级台阶的预裂炮孔最先起爆，同一级台阶的前排先爆，时差为50ms，上层预裂孔也可与下层后排主炮孔同段别起爆，辅助炮孔与对应的主炮孔同段起爆。每个药包只装一个雷管，导爆管拉到孔外按组（不多于15根）连接成块，联结块内装有两个接力非电雷管作为传爆管，再由传爆雷管引爆孔内雷管如图6.1-6。传爆选用非电毫秒雷管，每个孔内的各层药包采用同一段别的毫秒雷管。在施工中，采用的孔内微差与孔外微差的原则是：孔外高段位，孔内低段位。连接好后，进行起爆网路检查，确认无误。⑤、起爆在爆破前放出警戒，确认警戒区内安全后，立即进行放炮。图5.7起爆网络图⑥、放炮后检查 放炮后20分钟，安全员立即进行检查，同时清除爆体附近的危石。爆破员对爆体进行检查，确认是否有哑炮，检查哑炮的方法是：剪一段露在孔外的导爆管放在手掌上吹，看是否有铝粉从管内吹出，若有，说明该炮为哑炮。处理方法为:在距离炮孔30cm的地方平行于炮孔钻孔，采用同样装药结构引爆。或者把哑炮孔口堵塞粘土用竹片掏出一部分后，往孔洞灌水，直到孔内全部吸收水分，使炸药失效，稀释后拉出段别雷管。（3）质量检验①、光面或预裂爆破要保证开挖面完整平顺、无危岩和坑穴。边坡面应平整且稳定无隐患，局部凹凸差不大于15cm。边坡防护封闭无变形、开裂。检验数量：沿线路纵向每100m抽样检验5处。②、路堑开挖边坡坡率不得偏陡。检验数量：沿线路纵向每50m单侧边坡施工单位抽样检验8点（上、下各4点）。③、路堑开挖到设计标高后，对核对路基面和边坡的水文地质和工程地质情况，当与设计不符时，要提出变更设计。检验数量：施工、监理单位全部检验；当设计不符合时，勘察设计单位现场确认。④、路堑边坡变坡点位置、边坡及侧沟平台施工的质量要求，见表6-1。5.1.3注意要点路堑开挖前，首先核对地质资料，开挖后如发现与地质资料不符，及时反馈设计和监理单位。开挖前，首先测量放线，依据原地面高程及边坡率推算测出开挖边界，并及早完成路堑顶截水沟的修建，由高到低，从上而下，由里向外逐层开挖，最后刷坡至边坡线，严禁掏底开挖。在路堑施工前，根据现场收集到的情况，核实的工程数量，工期要求，施工难易程度和人员、设备、材料，编制实施性施工组织设计，报监理审批。开挖过程中经常放线检查宽度、坡度，及时纠正偏差，避免超欠挖，保持坡面平顺。由专业的爆破工进行爆破施工，爆破工持证上岗，严格按有关规定进行控制，以确保施工安全。 爆破警戒区的确定：按《爆破安全规程》有关规定，露天爆破安全距离不小于200m，并按计算的个别飞石安全距离布置警戒线。路堑开挖后根据设计土石方调配方案进行调配。六、安全措施1）认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。2）施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。3）各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；随时清除现场的易燃杂物；不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。4）氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。5）施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。6）电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。7）施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。8）室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。9）对将要较长时间停工的开挖作业面，不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。10）建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。七、环保措施 1）成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。2）将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。3）对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。4）定期清运沉淀泥砂，做好泥砂、弃渣及其它工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。5）优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。6）对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。