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仙居下水库进出水口开挖施工技术优化方案

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:已建高架桥拆除占压了整个基坑,高架桥拆除方案的选择及高架桥拆除残余处理对基坑开挖影响较大。经方案对比分析,为尽快创造下库进/出水口边坡开挖工作面,下水库高架桥拆除采用支撑桥墩打水平孔爆破缺口定向倒塌方案使水面以上桥墩及上部结构解体倒塌,水面以下部分高架桥墩爆破处理随基坑开挖分层进行,桥墩上部倾倒结构及桥梁采用手风钻钻孔解小,破碎锤解体、解散,回收部分钢筋等。

仙居下水库进出水口开挖施工技术优化方案

7.3.2.1 施工重点、难点分析

(1)围堰轴线调整后,基坑变狭小,原投标为从围堰布置下基坑道路显然不合适,需要重新布置下基坑主干道。同时,由于高陡深窄,基坑开挖期间的动态开挖支路布置也非常重要。

(2)已建高架桥拆除占压了整个基坑,高架桥拆除方案的选择及高架桥拆除残余处理对基坑开挖影响较大。

(3)基坑开挖、出渣有两个关键:必须考虑对社会交通的影响及对远近渣场的综合调配。

(4)由于本工程开挖时段集中在江南梅雨季节,加之基坑狭小,两岸山坡冲沟集雨面积大,暴雨淹没的预防措施特别重要。

(5)施工工期紧(约6 个月),深窄基坑作业条件限制,相互制约干扰性大。

7.3.2.2 施工总体方案选择

明挖部分:按照土石方开挖自上而下的原则,逐层开挖,逐层支护,边坡采用预裂爆破,不留侧向保护层,一次预裂到底,采用ZQS100B 型潜孔钻造孔,主爆孔采用ATLASD7 液压露天钻机造孔,梯段深度为7m~9m。底板预留1.5m保护层,采用YT-28 型气腿式手风钻剥离。爆破选择乳化炸药,导爆索,毫秒雷管,孔内孔外分段微差爆破。

洞挖部分:分上下两个台阶开挖,手风钻造孔,一次进尺2.8m。爆破选择乳化炸药,导爆索,毫秒雷管,孔内微差爆破。

7.3.2.3 重难点应对措施

(1)基坑开挖道路布置。

1)取消投标阶段设计的从围堰布置下基坑主干道的方案,改从基坑上游冲沟内切入,同时与设计提前沟通,将左岸边坡马道按下基坑道路永临结合设计,考虑到主干道不能构成循环,且坡度较陡,局部达到15%,为确保开挖进度,主干道按10m路宽设计,路面采用碾压混凝土硬化,周边设置排水设施。

2)动态开挖支分道路三阶段布置,具体如下:

第一阶段:高程215.0m~185.0m,结合围堰高程193.0m以上填筑用料。同时形成上下台阶,利用前期工作面较大,多形成工作面。第一阶段开挖分支道路如图7-25所示。

第二阶段:高程185.0mm~172.0m,基坑内形成闭环,利于出渣。第二阶段开挖分支道路如图7-26所示。

第三阶段:高程172.0mm~160.0m,主要考虑保护层开挖及隧洞出渣。第三阶段开挖分支道路如图7-27所示。

桥梁拆除初步拟定两种拆除方案:方案一是从桥面打垂直孔爆破破碎倒塌方案,垂直孔底部集中装药使桥梁支撑结构破坏倒塌,垂直孔中上部分段装药辅助解体。方案优点是爆破后块体较为破碎后续处理容易;缺点是钻孔量大、精度控制高、所需工期长、施工控制难、爆破效果得不到保证。方案二是支撑桥墩打水平孔爆破缺口定向倒塌方案,利用围堰基坑内浅水位在支撑桥墩周围形成作业平台,在一定高度范围内打密集水平孔集中装药形成爆破缺口,使桥梁整体倒塌。方案优点是钻孔量小、所需工期短、施工控制较容易、爆破效果较易实现;缺点是桥梁倒塌后块体较大,后续处理量大。

图7-25 第一阶段开挖道路布置图

图7-26 第二阶段开挖道路布置图

图7-27 第三阶段开挖道路布置图

(2)高架桥处理。

经方案对比分析,为尽快创造下库进/出水口边坡开挖工作面,下水库高架桥拆除采用支撑桥墩打水平孔爆破缺口定向倒塌方案使水面以上桥墩及上部结构解体倒塌,水面以下部分高架桥墩爆破处理随基坑开挖分层进行,桥墩上部倾倒结构及桥梁采用手风钻钻孔解小,破碎锤解体、解散,回收部分钢筋等。

(3)基坑开挖。(www.xing528.com)

基坑开挖分两部分三个阶段进行,两部分即先完成水面以上大面开挖,开挖同时完成基坑强排水工作,再进行水面以下开挖;三个阶段即第一阶段开挖215.0m~185.0m,第二阶段开挖185.0m~172.0m,第三阶段开挖172.0m~160.0m。

开挖采用自上而下台阶分层开挖,拟每层为7m~10m;边坡采用光爆或预裂方式爆破开挖;马道预留2.5m保护层采用小孔排距、少药量进行保护爆破开挖,局部欠挖部位采用人工配合风镐处理。

每茬炮爆破前,严格按爆破程序组织实施,爆破设计报监理审批合格后再进行施工。

基坑出渣主要需把握以下三点:

1)规划好并维护好道路,各关键路段设置调度,确保出渣及各工序衔接顺畅;

2)社会交通路段管控:常抓安全教育,严格执行限时测速制度,定时定点通行,做好社会交通等工作安抚,并在工区与社会道路口设置岗哨等;

3)合理调配渣场,确保资源配置的科学性

(4)暴雨应对措施。

由于基坑狭小,基坑三面环山,汇水面积大,突降暴雨时,基坑可能迅速被淹;暴雨应对主要从以下四方面进行:

1)确保围堰防渗质量,减少围堰渗流对基坑开挖影响;本工程实际围堰渗流量约30m3/h,为基坑开挖及后续施工创造良好的干地施工条件,节约施工成本;

2)除在进出水口两侧公路边坡顶部设置截水沟外,同时在两侧公路内侧修建排水沟,最大限度阻断山体汇水流入基坑;

3)基坑开挖过程中,动态合理的设置泵坑,并与三个开挖阶段道路布置同时考虑,尽量保证基坑干地开挖环境,保证机械设备功效;

4)布置足够的抽排设施,安排专人值班,同时准备好应急电源、备用抽水设备等,减少突然停电、事故断电或抽水设备故障导致泵坑漫水对开挖的影响。

(5)深窄基坑加快施工进度措施。

因围堰设计优化基坑面积较投标阶段缩小30%,基坑深度约46.6m,形成深窄基坑。深窄基坑因作业条件限制,施工效率下降明显,面临严峻的工期压力,主要采取了加快施工进度措施:

1)充分考虑设备降效,适当增加钻爆、挖运资源配置。深窄基坑对设备施工效率的降低显著,实际资源配置较施工强度计算配置提高30%~50%左右。如本工程开挖强度约10×104m3/月,按施工强度配置反铲(单班作业、斗容1m3)4~5 台,而实际施工投入反铲7~8 台。

2)注重道路维护,提高保障能力。主干道采用5%水泥混合级配料填筑碾压,形成硬化路面,分支道选用级配良好的碎石渣料修筑,安排专人养护路面,切实提高了道路通行效率。

3)加强现场调度,突出钻爆与挖运的配合。深窄基坑开挖分区分层同步作业相互干扰性大,尤其在临近基坑底部,相互影响显著,实际施工中根据资源及时调整分区大小,合理调配作业时间,使清理作业面、钻孔、爆破、出渣形成流水作业,提高开挖效率。

4)优化爆破设计,合理减少钻孔工作量。根据岩石性质,开展爆破试验,对渣料利用率不高的开挖部位适当调大孔网参数,可大幅减少造孔工作量加快进度。

5)利用破碎锤、静态爆破剂等多手段处理零星欠挖部位,可避免爆破振动、飞石等危害,使欠挖处理与混凝土浇筑同步进行,实现开挖提前交面。

7.3.2.4 小结

(1)围堰经过优化后使基坑大幅缩小,进/出水口基坑开挖难度增大,通过优化施工方案,采取分阶段规划施工道路、高架桥一次拆除爆破、应对暴雨问题等技术措施,成功解决了深窄基坑道路布置难、抽排水问题突出、设备降效显著等一系列施工难题,顺利实现了工期目标。

(2)进/出水口开挖质量优良,得到参建各方的一致好评,进/出水开挖效果图如图7-28所示。

图7-28 进/出水口开挖效果图

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