某铁路站前工程土石方路堑开挖施工方案

'某铁路站前工程土石方路堑开挖施工方案1.工程概况1.1工程特点新建某铁路站前工程XX标DK137+835~DK153+547段土石方路堑开挖主要集中在DK146+047~DK146+400段内，其中DK146+047~DK146+130主要为路堑土方开挖，土方约1万立方；深路堑土、石方开挖主要集中在DK146+130~DK146+400段，土方约7万立方，石方约59.7万立方。该段内土石方工程数量多，深路堑最多有五级边坡，最大挖深46米，客运专线施工质量标准要求很高，而深路堑开挖施工受限制条件多，如何统筹兼顾施工与土石方调配，将成为本段施工的重点。1.2水文地质特征1.2.1周边环境特征DK146+047～DK146+400爆破区位于XX村至XX村之间，距XX村约700米，距G223国道约800米，线路左侧平缓地段村庄较密集，乡村便道四通八达，附近村民生产、生活活动频繁，石方爆破施工时对附近村民生产生活带来一定影响。为确保作业人员及村民的人身安全，在爆破点设置警戒范围。1.2.2岩石及地质水文特征该深路堑段属波状地貌，地形起伏不大，地表覆土厚度不一，偶见基岩出露。大部分地段为菠萝地，局部有果林及少量灌木丛。丘坡间沟槽内地形平坦，水塘、水田密布，地表水系较发育。本段出露地层较复杂，上覆第四系全新统，坡洪积软粉质黏土、松软土、及角砾土；坡残积层粉质黏土、角砾土；下伏基岩为二叠系～三叠系下统花岗岩，志留系板岩、砂岩。其中板岩、砂岩岩性：砂岩，灰色、青灰色，细粒结构，块状构造，以钙质胶结为主，局部为泥质胶结，节理裂隙较发育， 风化差异大。（7-W4）层为全风化层，灰黄色、黄褐色，风化呈硬上状，（7-W3）层为强风化层，灰色、浅灰色，岩石呈碎块状及饼状，厚0～40m不等，属Ⅳ级软石；（7-W2）层为弱风化层，岩质硬，节理较发育，岩石呈短柱状及块状，局部夹全、强风化层。属Ⅳ级软石；该段地表水主要为附近水库及水田、水塘内积水。由于段内丘间槽地地形平坦，地表排水不畅，水塘、水田内积水较丰富，其主要受大气降水补给，水量随季节变化大。2.施工总平面布置及临时设施情况2.1施工总平面布置在确保安全、环保的情况下，采用经济、实用的原则布置深路堑施工平面布置图，如图1。2.2施工便道在进行路堑开挖施工前，需先拉通施工便道、修建弃土场，以既有公路及新建干线做为汽车运输主干道，施工便道由既有公路引入，新建或对既有乡村道路拓宽修建、加固，分别接引至主要结构物，主要结构物之间新建贯通便道，跨越沟渠地段埋设过水涵管。施工便道技术标准为：路面宽度4.5m，0.5m厚山土垫层，山土路基经碾压后路面再铺0.2m厚泥结碎石，道路两侧设简易排水沟，形成防排体系，由于海南属于多台风、多雨季地区，及时作好路基防护和临时排水工作。深路堑开挖施工可由2条既有乡村道路经G106国道引入，为充分利用既有道路，对乡村道路进行拓宽修整，急转弯地段进行拉直。弃土场至深路堑开挖施工点（山顶）需新修筑一条临时运输便道。新修筑时由于山头较高，坡度较陡，为确保运输安全，边坡坡率不大于1：0.8，最大纵坡度不大于 8%，便道采用盘山道路形式保证行车安全；施工前派专人对施工段进行障碍物清查，对有地下管线做好防护，不得盲目开挖，确保地下管路安全。本标段新建干线约0.6km，改扩建干线约1.2km。2.3弃土场2.3.1周边环境特征弃土场位于线路DK146+450右侧300m旱地中，多为菠萝地，面积为65.1亩，弃土场总体座落在一个山谷中，周边为多个山峰，周边1公里范围内无村庄农户，环境不会受到太大影响。弃土场边界线局部位于山坡顶，局部位于低谷处，边界线上最高点标高与最底点标高相差较大，设计范围内有胡椒地、槟榔树，橡胶树，连同临时民房1栋，坟墓3座，弃土场设计范围内有一个CPⅡ190控制点，有条山村道路从弃土场范围中穿过。弃土前对以上障碍物及时改迁、赔偿，挡土墙施工前先弃一层土使整个弃土场初步平整，再进行挡土墙设计施工，为满足设计的总弃方量23.5万立方，约65亩的弃土场挡土墙高度需砌筑4米高；2.3.2挡土墙施工挡土墙技术标准采用M7.5浆砌片石砌筑，挡土墙基础深不小于1m，挡土墙基础容许承载力必须满足设计要求，砌筑完后及时回填夯实，顶面作成向外不小于4%的排水坡度。弃土至弃土场后，用推土机推平后，大致碾压平整，使之整齐、美观、稳定，周围砌筑防护设施，四周修建排水沟确保弃土堆周围及其上排水畅通，排水方向根据地形设计成与铁路方向一致。见图2弃土场平面示意图。3.总体施工安排3.1总体施工方案本段深路堑段长350米，石方数量多，山体高大，深路堑最高位于 DK146+285处，路堑最多有五级边坡，最大挖深46米。该深路堑体型基本上是以2个山峰连在一起，总体横断面大致成一梯形，根据设计断面及现场观察实际地形确定，采用“横向分层、纵向分段”的方式自上而下主导施工。3.2深路堑开挖施工顺序深路堑施工限制条件较多，施工必须合理安排施工顺序，确保施工工期。施工运输便道已由弃土场及公路引入至路堑左侧最高开口线处，以该位置为施工起点，先沿垂直铁路方向自左至右分层横向开挖，待挖到一定高度之后，纵坡度不能满足运输车爬行时再沿铁路方向纵向拉槽开挖施工。见图3深路堑开挖施工顺序图。具体步骤如下：3.2.1在左侧最高开口线处以施工起点为起点平行沿地面横向开挖，待最大挖掘高度达到约10m左右时，如图3中施工步骤（1）、（2），再以该点为起点重复以上开挖循环，直到开挖成一个大平台，如图3中施工步骤（3）。3.2.2在形成一个大平台之后，考虑到运输车最大爬坡率不大于10%，施工时，以1：10的坡度对该平台分左右两侧进行开挖，如图3中施工步骤（4）。3.2.3深路堑开挖至图3中步骤（4）时已有运输便道基本上已经废弃，因此下一步开挖采用沿铁路方向纵向分层拉槽施工，运输车道沿线路引出至弃土场或各工点，如图3中施工步骤（5）。3.2.4同样待最大挖掘高度达到约10m左右时，再沿两侧横向进行开挖，如图3中施工步骤（6）-（10）。 在施工过程中，为减少爆破对成型边坡的扰动，降低刷坡整形的工作量，确保高边坡台阶爆破施工安全，确保永久边坡的稳定、平整，更为提高边坡的美观程度，对深路堑边坡台阶采用预留光爆层进行光面爆破。该段边坡平台较多，测量先放出开口边界及台阶位置，每开挖到一个台阶位置标高处时，根据边坡坡率在开挖到离边坡不小于2m厚时采用光面爆破开挖施工，如图3中施工步骤①-⑨。光面爆破之后及时进行边坡附属工程及平台施工。4.施工方法4.1土质路堑开挖开挖前，首先测量放线，依据设计挖深及边坡坡率推算测出开挖边界，并及早完成堑顶截水沟的修建。由高到低，从上而下，由外向里逐层开挖，最后刷坡至边坡线，严禁掏底开挖。土质路堑开挖方法根据路堑深度和纵向长度，开挖选择横纵混合开挖法，结合土方调配，土方路堑采用挖掘机、自卸汽车挖运至填土施工点或弃土场。4.2石方深路堑开挖4.2.1石方钻爆施工石方深路堑施工采用钻爆法施工，对深路堑采取深孔爆破和浅孔分台阶爆破相结合的方法，浅路堑采取浅孔爆破。深路堑地段，石方面积较大，挖方较深且数量集中，主要采用潜孔钻机钻孔，实施台阶式深孔微差松动控制爆破。对于其余地段挖深较浅和方量不大的边坡、路基面修整采用风动凿岩机钻眼，浅孔微差松动控制爆破。为保证爆破效应，均采用大孔距，小排距，梅花形布孔，并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。对深路堑边坡台阶采用预留光爆层进行光面爆破。深孔爆破技术参数标准：孔间距a=4m，排间距b=4m，孔深H=9~10m，炸药单耗K=0.5kg/m3。根据施工场地的大小来确定布眼排行，平均每次布眼按3排5行设计（共布15个眼孔），每次爆破方量V=3a×5b×H=12×20×9.5=2280m3。每次炸药用量M=VK=2280×0.5=1140kg，单孔装药量Q=M/15=76kg。 浅孔爆破技术参数标准：孔间距a=1m，排间距b=1m，孔深H=2~4m，炸药单耗K=0.4kg/m3。同样由施工场地的大小来确定布眼排行，平均每次布眼按9排12行设计（共布15个眼孔），每次爆破方量V=3a×5b×H=9×12×3=324m3。每次炸药用量M=VK=324×0.4=130kg，单孔装药量Q=130/15=8.7kg。光面爆破用预裂爆破方法，在边坡台阶爆破施工时，预先炸开光面孔，形成预裂缝，预裂缝的爆破参数如下：a、孔径：Φ=76mm；b、孔距：0.8～1.2m，设单排孔。c、炮孔倾角：沿设计边坡面布孔，炮孔倾角与设计坡面保持一致。d、炮孔超深：超过设计底板1.2m；e、线装药密度：0.4-0.5kg/m。f、孔口回填长度：1.5米。该钻爆施工详见石方钻爆施工方案（方案另附）。4.2.2施工组织安排 深路堑开挖施工是个多个作业工序循环的过程，合理安排施工顺序、工序进度和关键工序的作业循环，避免施工相互干扰，做到测量、钻爆、挖、装、运、卸、检等工序紧密衔接连续作业。结合13个月的目标工期，每天必须完成爆破量1692立方的目标，工期每次钻爆及装运是一个作业循环中的2个关键工序，钻眼、装药、爆破施工根据石方爆破方案以6-7个小时计，每天1692m3土石方由15m3自卸汽车装运，根据设计土石方图表运距平均约10km，装碴采用1辆装载机及1辆挖掘机分别按5分钟一汽车计，15m3自卸汽车计划投入16台，需要3-4个小时才能将碴全部弃完，每个循环大约需要10-12个小时，平均每一个工作日只能施工作业一个循环。①测量：路堑边坡按设计坡率开挖，施工前准确放设边桩、撒石灰连线，测出开挖边界，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，路堑存在平台时按设计放出平台位置。每深挖5米，复测中心桩一次，测定其标高及宽度，以控制边坡的坡率。②钻爆：根据岩性情况及掘进尺度，布眼合理，石方开挖时对石方面积较大、挖方较深且数量集中地段采用深孔微差松动控制爆破，硬质岩石边坡较陡时爆破采用光面爆破，软岩和中硬岩采用预裂爆破；对挖深较浅和方量不大的陡峭边坡采用浅孔微差松动控制爆破。为减少爆破对成型边坡扰动，减少刷坡整形工作量，在靠近边坡附近也采用光面爆破施工。③挖、装：采用挖掘机或装载机将土石方装进运输车中，路堑开挖中性能符合要求的弃碴可移挖作填作为填方填料，性能好的片石可以用于浆砌圬工施工段或弃至弃土场，根据运距来确定运输车的数量，保证不因运输问题导致窝工。④运、卸：运输过程中保证石碴不因汽车颠簸而掉在公路上及其公路边。⑤检：石碴清完后，作业班组立即检查坡面岩石是否有松动的岩石，排 除安全隐患后安排专业测量人员对断面进行复测，并测出下次开挖边界。进行下一个循环施工。4.2.3施工工艺深路堑开挖施工工艺流程图见图4。边坡喷播植草防护测量放线机械开挖基床检验合格边坡修整浆砌挡墙、护坡等钻爆开挖场地清理天沟竣工交验施工准备图4路堑开挖施工工艺流程图5.土石方调配根据设计土石方调配计划，结合现场深路堑施工进度，充分利用路基施工的最佳季节，结合路基工程特点、工期要求，路堑施工应与填方施工相结合，各区段先行安排高填路堤及基底地质较差地段（主要是CFG桩）、涵洞、路基防护、排水等附属工程施工，组织施工力量，统筹安排土石方调配。Ⅳ类石方主要用于各工点路基底层填料及运往其他标段，在不影响自身工期的情况下，密切关注各工点施工进度，合理调配土石方，避免重复施工，增加成本，但同时不能让其它工点拖住后腿，影响整个深路堑开挖施工工期。 为充分利用该料源，结合全段土石方调配图，按设计调配要求，采取合理的运输方法，做到平衡、经济、合理。料源调配主要有以下几种方式：各工区A、B组填料及C组填料的填筑、运往拌和站改良、其它标段以及弃土场。见图5土石方调配图。6.工程进度总体规划6.1施工工期安排新建海南某高速铁路是铁道部和海南省共同投资建设的重点项目，它对海南省的经济、社会发展具有重要作用。由于DK146+047~DK146+400为本标段主要取土源，故该段路堑施工进度的快慢将直接影响整个标段的总工期，如何合理调配该段土源是本工程重点，调配以路基填筑地段需要利用优先利用，并按照“不同填料不得在同一层混填”的规定来进行，未能及时利用的先存放在弃土场，能不占或少占弃土场为原则。该段路堑施工计划于2007年11月28日开工，2008年12月25日完工。整个工期为387日历天，除天气影响、临时设施建设等，实际有效施工时间不到13个月。6.2施工进度安排该段路堑施工石方数量多，需采取钻爆施工方法开挖，安全压力大，施工技术标准高，故应在保证质量和安全的前提下，采取相应措施，确保施工进度。6.2.1先行施工便道，深路堑（DK146+047~DK146+400）段便道由G223国道引入，利用既有山村道路修整，计划2007年11月10日开始施工，已2007年11月13日修整成型。6.2.2 弃土场及其运输便道施工，弃土场挡土墙按设计要求进行施工，运输便道采用移挖作填，尽量沿用既有道路，以少挖少填、经济合理为原则，在确保运输安全的情况下，合理规划，组织施工。计划2007年11月22日开始施工，2007年11月28日修筑完成。6.2.3便道拉通之后路堑开挖先设1个施工点平行流水作业。深路堑（DK146+047~DK146+400）段采用“横向分层、纵向分段，阶梯掘进”的方式施工，从上到下分层依次进行；待深路堑段施工面足够开设2个施工点时，增设一个施工点，以满足土石方调配需要及保证工期。计划2007年12月1日开始施工，2008年12月25日完成开挖施工。路基防护、排水等附属工程与路基成型协调进行，深挖路堑开挖一阶、防护一阶,与路基成型平行流水作业，并紧随路基完成施工。6.3施工进度计划根据计划每天平均开挖出的土石方数量，结合土石方调配图及整个标段的总工期，制定（DK146+047~DK146+400）段路堑工程进度计划(表1)。表1工程进度计划时间挖土方（万方）挖石方（万方）总计（万方）2007年四季度3.82.36.12008年一季度1.213.915.1二季度1.115.416.5三季度1.115.116.22008年（四季度）0.81313.8合计859.767.76.4工期保证措施6.4.1 制定科学的组织管理制度，努力提高管理水平，以总工期为前提安排月、旬作业计划和分项工程施工计划。严格按总体计划进度的要求来安排材料、人员和机械设备的进场施工，同时进一步优化完善“工程进度计划”，充分利用有效资源。6.4.2努力提高机械设备的完好率，并且加强机械设备的维修、检修和保养工作，保证机械设备的完好率，确保每天完成计划完成量。6.4.3每天将工程量汇总，并与总体计划进度进行比较，发现问题及时采取相应措施，确保工期的提前完成。7.机械设备配备及劳动力投入7.1机械设备配备本段路堑开挖工程配备挖掘机、装载机、推土机、自卸汽车、空压机、凿岩机、潜孔钻机、气腿式凿岩机等主要机械设备。主要机械设备配备见表2。表2主要施工机械设备配备表时间机械设备名称（台）推土机挖掘机装载机空压机潜孔钻机自卸汽车发电机气腿式凿岩机2007年四季度2221416182008年一季度232261828二季度242261828三季度242281828四季度2221618187.2劳动力配置计划劳动力配备计划见劳动力计划表表3。表3劳动力计划表工种20072008年 4季度1季度2季度3季度4季度机械司机78997自卸汽车司机1618181818其它汽车司机22222发电机司机12221测量工35553爆破工89998机修工22222电工22222普工2530303030合计66787979738.路堑开挖施工作业要点8.1开挖过程中经常放线检查路堑的宽度、边坡坡度，在机械开挖时坡面预留30cm采用人工刷坡，刷坡工作紧跟，开挖坡面严禁超挖，保持坡面平顺。8.2开挖出的土石运到弃土场堆放。耕植土储存于指定地点用于复耕或植被护坡。弃土场在施工完成后，及时进行地表种植土的覆盖和植被防护。8.3路堑开挖机械作业时，均须严格控制路基设计标高，严禁超挖。为保证路基基底处理的质量，机械开挖应预留80～150cm或按地基设计处理有关规定执行，在地基施工完毕后，采用人工开挖至设计标高。这是确保后续地基处理质量的关键。8.4对坡面中可能出现的坑穴、凹槽杂物进行清理，用护坡的同标号浆砌片石或混凝土嵌补整平。 9.施工时应注意事项9.1施工中严禁乱挖，扰动边坡，必要时对高边坡进行变形观测，以便采取应急措施。9.2土质路堑坡顶至相当于边坡高度再加5m距离内的地面坑洼进行填平，以确保路堑边坡的稳定。9.3开挖过程中经常检查边坡位置，防止边坡部位超挖和欠挖；施工中及时测量，开挖至边坡平台时，预留不小于20cm保护土层，待人工施做平台及其上截水沟时开挖，表面做成向外侧4%的排水坡。10.路堑施工安全技术措施10.1路堑开挖时，经常注意坡面的稳定，及时发现处理裂缝或危石、危土。10.2路堑开挖自上而下分层进行，严禁掏底开挖。按设计坡度开挖坡面，及时消除坡面上的松动块石。10.3各种机具设备和劳动保护用品定期进行检查和必要的试验，保证其处于良好状态。10.4施工中时常掌握气温、台风、暴雨、水文等预报，作好防范工作。10.5施工现场设有安全标志。危险地区悬挂“危险”等警告标志。10.6在开挖过程中，密切注视局部崩塌落石、岩堆、小型滑坡现象，加强防范断裂带附近因岩体破碎，强富水引发路基边坡失稳，如发现山体有滑动、崩坍迹象且危及施工时，暂停开挖，所有人员和机具撤至安全地点。10.7在高坡清理危石时，设专人进行防护，作业人员绑系安全带，戴安全帽。开挖工作面与装运工作相互错开，严禁上、下双层作业。滚石危及范围内的道路，设警告标志，作业时坡下严禁通行。坡面上的操作人员对松动的土、石块及时清除，严禁在危石下方作业、休息和存放机具。在清理边坡危石和设置拦截设施后再进行施工。 11.安全保障措施11.1建立健全的安全保证体系，制定完善的安全管理制度，工区设专职安全监督员。11.2坚持全员安全教育制度，提高施工人员的安全自保意识，同时将具体的安全生产责任落实到各作业班组直至具体人，作到责任落实。11.3本工程作业工种、作业机械种类多，要坚持各作业工种经培训考核合格后持证上岗，各工种施工时，使用、操作各种机械(机具)时，严格执行本工种、本机械的安全操作规程。11.4各工种作业时，必须有专人负责、统一指挥、相互配合。所有进入施工现场作业人员，都按规定佩戴个人劳动防护用品，劳动保护用品需佩带正确。11.5工区设专职用电管理安全员，作业队设兼职安全员，建立健全的保证体系，完善安全管理制度，加强临时用电安全防护管理。用电人员必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋。11.6组织施工人员认真学习安全生产操作规程，提高安全意识，狠抓违章操作，做到每道工序都有安全技术交底。11.7施工前派专人对施工段进行障碍物清查，对有地下管线做好防护，不得盲目开挖，确保地下管路安全。11.8火工品单独存放，远离火源，防止发生火灾，灭火器材定期检定，保证灵敏有效。'