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市政工程硬质岩层组合切割开挖工法.docx

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市政工程硬质岩层组合切割开挖工法.docx

上传人:guoxiachuanyue012 11/24/2022 文件大小:695 KB

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市政工程硬质岩层组合切割开挖工法.docx

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文档介绍

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前言
在市政工程高边坡硬质岩石挖方施工过程中,常规爆破容易影响周边建构筑物的安全,如爆炸声音、震动还容易扰民,利用破碎锤直接破碎硬质岩石,特别是大方量硬质岩石,破碎锤效率低,时间长致使进度缓慢,工期得不到保证。针对以上现状,对传统切割法进行了优化和总结,形成了市政工程硬质岩层组合切割开挖工法。即岩石切割机、金刚石绳锯与破碎机结合的方式进行开挖。
太原孟家沟黄河大桥工程位于黄河沿岸,主跨长度720m,为目前国内最大的公轨两用桥梁,分为南北两块重力式锚碇锚碇,其中南锚碇基坑防护土石方近40万方,硬质砂岩近10万方,。前期方案为爆破施工,考虑到附件为南岸区汾水镇居民区,爆破对居民影响大,破碎锤破碎效率低,时间长致使进度缓慢,工期得不到保证。摒弃传统的硬质岩石挖方施工工艺,我方采用一种新型的工法,市政工程硬质岩层组合切割开挖工法,该工法适应性强,对水、电、路要求较低,机具设备简单,不破坏边坡岩石完整性,切割效率高,低噪音扰动小,所切岩石成型规则,可用于其他地方产生额外经济效益。本工法适用于人群密集程度高,对噪声、震动干扰较敏感,工期紧的硬质岩石开挖施工,不破坏边坡岩石完整性,保证了边坡刷坡施工质量,减少了噪声污染,提高了工期进度,节约了施工成本,产生了额外项目经济效益。
工法特点
、对居民扰动小。
,不破坏边坡岩石结构完整性,保证了刷坡施工质量。
,切割操作简单,实用性强,配合破碎机后开挖的效率大大提高施工效率高、保证工期,节约成本。
,可用于其他地方产生额外经济效益。
,又可以控制扬尘,节能环保。
,对水、电、路要求较低,机具设备简单。
适用范围
能够广泛应用于居民区、以及对噪声、震动干扰要求高,工期紧的市政硬质岩石挖方施工。
工艺原理
市政工程硬质岩层组合切割开挖工法,岩石切割机、金刚石绳锯与破碎机结合按照岩石的节理走向
进行硬质岩石开挖施工。金刚石绳锯对挖方区域内凸起岩石、以及切割锯不能切割到的岩石进行切割,为切割锯导轨提供工作面,切割锯对岩层流水线方式成规模切割,切割成形状规则的方石以再次利用,切割下来不能利用方石结合破碎锤破碎成小块,一层切完后,清理工作面,为下一层切割做准备,如此循环施工。在施工过程中,切割锯和金刚石绳锯会产生很大的热量,所以,在操作过程中,需要不停的给其供应冷却水,以保证切片和绳锯不至温度过高而被损坏。
施工工艺流程及操作要点
施工工艺流程
开挖至岩石层f测量放线f开挖临空面f绳锯切割f按岩石节理走向布置
切割锯f切割锯切割f破碎锤破碎f外运方石、清渣除渣f下一轮切割准备。
操作要点
施工准备
正式施工前,将电源、水源接通,将施工所用材料、机具运输到位,技术管理人员了解地质构造,根据所需确定切割尺寸,对操作人员进行技术、安全交底,达到开工条件。另外,准备一台60kw发电机,当停电时用来发电,保证施工持续不断进行。
开挖至岩石面
施工前要认真查看工程所处地质勘察资料,查明地质岩性、地质构造、对施工中可能遇到的问题采取解决办法,并针对可能出现的问题采取应急处理措
'營
施。清表开挖至岩石面(-1),为下一道工序做准备。
-1
测量放线测量时先用仪器放出边坡开挖边线,设置相应桩点,然后采用钢卷尺控制具
体的开挖位置,考虑到施工过程中会产生误差,在确定切割位置时,边坡法线方
向预留30cm,结合机械及人工破除,预防超挖。
岩石切割
(1)先用金刚石绳锯将场地内凸起的岩石切割掉,为切割锯铺导轨做工作
面准备。(-1)
-1
2)根据岩层节理走向平行,架设岩石切割锯导轨,并垫平稳固。(如图
-2)
-2
(3)岩石切割,,根据岩体硬度按照
,-lm/min切割速度分别纵、横向切割。(-3)在岩石切割的过程中,水泵要连续不断的向切割锯和金刚石钢丝绳供应水冷却使用,防止切割机、电机温度过高而损坏,另外,冷却水也有控制切割扬尘作用。(如图
-4)
-3
-4
岩石破碎
岩石破碎采用330破碎锤对切割后的岩石进行凿打破碎开挖(-1),如果所切方石有其他用途,不需要破碎,破碎后的岩石可以就近取材,用作浆砌片石骨架护坡用。
-1
、清渣出渣
采用挖机挖出破碎后的岩石,清理工作面,为下一轮的切割做准备。
-1
(见表5-1)

序号
单项工程
所需人数
备注
1
管理人员
2
2
技术人员
1
3
绳锯操作手
2
4
切割锯操作手
2
5
挖掘机司机
2
6
渣车司机
5
7
破碎锤司机
2
8
杂工
3
安放导轨
9
合计
19人

本工法采用的机具设备见表6-1。
表6机具设备表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
用途
1
岩石切割机
,25kw

1
切割岩石
2
金刚石绳锯
1300r/min,双杠马达25kw

1
切割岩石
3
破碎锤
330

2
破碎岩石
4
挖掘机
260

1
石方外运
5
渣车
18方

5
石方外运
6
水泵
,
100m扬尘

1
抽水冷却机具
7
发电机
60kw

1
停电时发电


《建筑边坡工程施工质量验收规范》DBJ/T50-100-2010。

1、施工前要仔细查看工程地质勘察资料,查明地层岩性、地质构造,对施工中可能遇到的问题采取解决办法,并针对可能出现的问题采取应急处理措施。
2、要严格控制岩层边坡开挖线,在离坡面法向方向预留30cm,人工结合机械破除,预防边坡超挖。
安全措施
,并在施工前对作业人员进行安全技术交底。
。施工现场配备标准化的电闸箱,并且做好明显的标志施工
现场的一切电源电路的安装和拆除,必须由持证电工操作,电器必须严格接地、接零和漏电保护器,场地电缆应架空,严禁拖地和埋压土中,另外,夜间施工照明应良好。
,杜绝“三违”作业。
,施工作业区作业必须佩戴安全帽。
,悬石,切割机械除了操作人员外,旁边禁止站
人。
,防止切割岩石滚下来造成伤
害。
、雷暴雨天气不进行施工,防止狂风、雷暴雨对人员造成伤
害。
环保措施
,在施工过程中,加强对施工材料、设备、废水及扬尘处理制度,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。
,经过工地专设的沉淀池沉淀处理后
再排入市政管网。
,不得随意丢弃
摆放。
,对环保要求较高,在施工过程
中要注意机械开挖造成的噪音污染,扬尘污染,切割锯工作时要连续喷水。
,防止
尘土飞扬,污染周围环境。
,防止滚石对居民造成伤害。
效益分析

本工法将岩石切割机、金刚石绳锯与破碎机相结合按照岩石的节理走向进行硬质岩石开挖施工。相对于纯爆破和纯破碎锤施工,减少了对周边建筑、居民区安全的影响,减少了粉尘排放和噪音污染。此工法的实施,加快了本工程锚碇基坑边坡的施工进度,该工法简单易懂、灵活易操作。相对于传统破碎工艺,效率更高,成本花费更少,而且破碎出来的形状规则的岩石还可以有其他社会用途。对工程进度、项目成本、都有显著的改变,对项目锚碇基坑边坡的顺利实施有较高的意义,社会各方评价较好。

孟家沟大桥南锚碇工程位于太原市主城区四周是树林和居民区环绕,环保要求级别高。本工法的实施,避免了纯爆破和纯机械对周围建筑和居民的影响,从源头上减少了噪音污染、粉尘污染。切割锯冷却废水夹杂有泥浆,由潜水泵排出,经过工地专设的沉淀池沉淀处理后再排入市政管网,避免了对周边环境的污染。另外,开挖出的岩石按照指定地点统一堆放、外运至弃土场。本工法的实施,本工艺施工未对锚碇周围树林和居民区产生污染,取了较好的环保效益。

本工艺相对于传统纯爆破和纯机械开挖,效率高,开挖成本降低30%左右,节约开挖费用150万元,由于施工进度的提高,工期节约4个月,成功抢在了雨季之前石方外运,节省费用40万元。另外,切割出来形状规则石方外卖和用于南引道浆砌片石骨架护坡防护,节约材料成本4万元。
应用实例
工程概况
孟家沟黄河大桥项目
孟家沟大桥为公轨共建桥,,主桥采用单孔悬吊双塔三跨连续钢桁梁悬索桥,跨径布置为(75+720+75)m=870m,两岸引桥均采用预应力混凝土连续箱梁,北引桥跨径布置为(4X43)m,南引桥跨径布置为(3X43+4X43)m。
南锚碇区位于丘陵斜坡,地形坡度一般22°~30°,上覆土层为第四系全新统残坡积粉质粘土,厚度0~。下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩夹薄层砂岩,~,为较完整~完整,,为软岩,岩体基本质量等级为IV级。
根据设计方案,该段为南锚碇区,,按设计标高开挖后,将在锚碇区的四周形成高30m~84m的基坑边坡。
南锚碇基坑边坡区位于丘陵斜坡,土石挖方近40万方,其中顶级边坡硬质砂岩近10万方,,顶级边坡挖方施工进度严重制约后续边坡施工。该区域毗邻居民区,爆破影响极大,纯机械开挖噪音大、扬尘大,开挖效率低,工程进度得不到保障。而且,太原每年4-5月为梅雨季节,为了赶在雨季前把顶级边坡石方外运出去,项目部采用硬质岩层静态破碎开挖工法。
离石黄河大桥项目
离石黄河大桥路线全长3160米,其中道路工程全长1860米,路幅宽36米;跨黄河特大桥