時間:2023-03-02 15:07:53
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Abstract: this paper through the engineering case conditions of the excavation, the dam concrete dismantling, filling the conditions are discussed in this paper.
Keywords:cubic meter of earth and stone; Engineering construction; filling
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1.土石方開挖
某水電站工程土石方開挖工程主要包括發電廠房土石方明挖、廠區排水溝及集水井土石方明挖和尾水渠及下游防洪墻土石方開挖,主要施工項目為:土方開挖、砂卵石開挖、河道砂卵石開挖疏浚、一般石方開挖;某水電站土石方開挖總量為21.50萬m3。
1.1施工道路布置
為了提高運輸效率,派專人負責對施工道路實行維護,確保道路暢通。氣候干燥時為了防止揚塵污染環境,實行定期灑水作業。另一方面,為了防止泥沙隨暴雨徑流沖往下游,甚至進入澧水江中,影響水質,對出渣公路采取必要的防護措施。公路兩側砌排水溝,在排水溝出水位置開挖沉沙池,沉沙池需定期清理。
因道路施工造成的開挖面,砌擋渣墻或種植草皮護坡。工程完工后恢復原來植被。
1.2土方(卵石)開挖
根據本工程的地質結構、地形地貌和水文地質情況,邊坡的開挖采取沿等高線自上而下、分段、分層依次進行。土方開挖的施工機械采用1m3~2m3反鏟挖掘機,12t三菱汽車運輸渣料。根據開挖范圍在坡頂線外挖截水溝,清理開挖范圍內的植被。植被清理范圍延伸至離施工圖所示最大開挖邊線或建筑物基礎邊線外側至少5m。土體(卵石)開挖層厚約為5m。永久邊坡開挖坡度為1:2、1:2.5和1:3,臨時邊坡的開挖坡度取1:1、1:0.75和1:0.5。廠房段開挖從轉輪中心線附近9.50~28.40高程,因高差較大,達到18.90m,分別在11.50m處、15.20處和25.50處設置不少于2m寬的馬道,以利于邊坡穩定。邊坡臺階開挖,隨時開挖成一定坡勢,利于排水。
1.3石方開挖
廠房、溢流壩基礎位于含鐵質石英砂巖上,需進行爆破開挖施工,總爆破方量為10485m3,廠房集水井最大開挖深度近20m(9.50~28.40),是某水電站工程基坑開挖工程的關鍵。
基坑石方開挖爆破區位于某縣縣城城區下游5.0km河段。壩段兩岸有居民區。爆破主要防護目標是確保城民房建安全;另外,在爆破時臨時封閉進入爆破面的施工道路,以求萬無一失。
2.大壩混凝土拆除
該水電站擴機土建工程的舊構筑物拆除主要是閘壩左側邊墩外擋墻砼拆除、溢流壩下游護坦鋼筋砼拆除、溢流壩下游導墻漿砌石拆除和干砌護坡拆除。
閘壩左側邊墩外擋墻砼、溢流壩下游護坦鋼筋砼擬采用液壓沖擊錘配合人工進行破碎,溢流壩下游導墻漿砌石和干砌護坡擬采用反鏟配合人工“由下至上”拆除,拆除材料分區、分高程堆放重新利用。
3.土石方填筑
3.1石渣填筑
本工程石渣回填主要包括安裝場外側、主廠房右側填筑等項目。土方回填工程量約為1.5萬m3。回填部位按基礎處理(層面處理)、自卸車鋪料、推土機攤鋪、振動輾輾壓、檢查驗收等環節分序進行,工序如下:
清基上渣 鋪平碾壓碾壓試驗
每層渣體回填之前,先將基礎所有雜物清理干凈,隔斷流入渣層的來水,確保渣層表面無雜物、泥土、積水等。經監理工程師驗收合格后通過自卸汽車自土料場將合格的土料傾倒到工作面,TY220推土機隨其后邊推平邊控制渣層的厚度50~80cm,碾壓后每層厚度控制在60cm內。根據試驗結果所要求的遍數,用YZ16型壓路機碾壓;邊角等壓路機不易達到的部位,則用型蛙式打夯機夯實。
每個渣層碾壓后,抽樣檢查渣層的孔隙率、干密度等,如發現不合格,必須重新碾壓,直到符合設計要求為止。而后報請監理工程師驗收簽證,方可進入下一層的石渣回填施工。回填過程如圖7-2回填作業流程示意圖示。
圖7-2 回填作業流程示意圖
3.2粘土填筑
3.2.1料場復查與開采
1) 料場復查進行的工作如下:
a.剝離層厚度、有效層厚度及夾層的分布情況;
b.通過現場取樣試驗,核實料源的物理力學特性;
c.料場的分布、開采、裝運條件;
e.根據料場的地形、地質、施工等條件,復查料場的開采范圍、占地面積和有效儲量。
2) 土料物理力學特性復核
重點是比重、天然容重、天然含水量、顆粒級配、最優含水量、最大干容重、壓縮系數、滲透系數等。
填筑料應按施工規劃進行開采直接上堤填筑或依據填筑參數進行加工,不得混入任何有害物質,如淤沙、風化軟弱的巖塊、樹枝樹根、雜草及垃圾等,
3.2.2基礎(包括邊坡)檢查、處理與驗收
1) 基礎開挖后,必須及時對開挖后的基礎面尺寸和土體質量進行檢查(自檢)、整修和處理。
2) 基礎檢查分為自檢、工程師組織的初檢和終檢三個階段進行。工程師對各階段提出的所有處理措施、處理要求,本投標人均須遵照執行。
3) 基礎處理應符合下述要求:
a.基礎面如有欠挖,應處理到符合有關規定。
b.基礎面必須平整堅實,不得有突起、松動塊體、虛土浮碴等缺陷。
c.基礎面如發現新的不良地質因素,以及前期地質勘探或試驗中遺留的鉆孔等,均應按工程師的指示進行處理。
d.基礎處理工作完成后,基礎面應進行必要的碾壓。
e.基礎處理完成后,及時報請工程師進行基礎檢查驗收。
f.基礎驗收合格后,及時測繪基礎竣工地形圖,并報請工程師安排地質描述。
3.2.3填筑施工
粘土填筑中從料場取土,均采用1m3反鏟配15t自卸汽車運土,進占法卸料,結合部位采用后退法卸料,74kw推土機鋪土,輔以人工攤鋪邊角,振動碾碾壓,邊角或結合部位采用蛙式打夯機夯實或人工進行夯實。
土方填筑必須待建基面及堤基清除與處理檢驗合格后才能進行。填筑施工應由最低部位開始,按水平分層向上鋪土填筑,不得順斜坡填筑。填筑嚴禁出現界溝,限制鋪層厚度30cm,每個分段作業面的長度不應小于100m。施工中應做到相鄰分段作業面均衡上升,減少施工接縫。
1) 壓實設備
a.填筑壓實設備應采用平碾、凸塊振動碾或輪胎碾,自重應不小于10t。經過壓實效果論證并于事先得到工程師批準的其它類型的壓實機械也可使用。
b.坡面壓實應使用經批準的手動式動力夯或坡面碾。
c.對于填筑平面面積較小,如填筑體與穿建筑物、結合部位等不能使用大型壓實設備進行壓實的部位,可使用經工程師批準的小型碾壓或夯實設備。
2) 填筑工作應符合相應的堤防工程施工規范和設計要求。
【關鍵詞】土石方工程;施工現場;安全管理
1.我國港口水運工程中土石方施工管理現狀
自從我國改革開放以來,對于航道領域開始有了更多的關注和重視,而在水運工程基礎建設上也在不斷的完善。在這段時期,對于港口水運工程建設長期處于摸索階段,經過幾十年的發展,在水運工程建設上取得了良好的成果和經驗。然而,在大型土石方工程的建設上依舊存在著很多的不足,由于在港口施工現場,其施工環境復雜,施工設備類型多、結構龐大,施工交叉面廣,相互之間的影響比較大。此外,在大型的土石方施工過程中必然會或多或少的設計到爆破工作,這同樣導致了施工現場控制的難度。近幾年來,在我國一些土石方工程施工現場,時常會發生施工安全事故,這些事故發生的原因大多數是由于施工現場管理不力所造成的。目前,在許多的土石方工程施工中,對于施工現場的管理工作被越來越看重,而施工現場的安全等問題依然是個巨大難題,這也需要在長期的施工現場管理工作實踐中需要探究的重要話題。
2.土石方工程施工現場管理中常見的問題
2.1現場管理的重要性
施工現場的管理是在一定約束條件下,以高效率地實現土石方工程施工完成為目的,按照工程內在的邏輯規律進行有效的計劃、組織、協調、控制的系統管理活動。施工現場管理是指對施工現場內臨時設施的維修、各作業的協調、施工現場的協調以及現場操作平面的清理整頓等管理工作。土石方工程施工現場管理是根據不同需要,結合實際情況,合理調整施工場地分配。通過現場管理做好平衡工作,規定土石方的施工和運輸方案,對運輸車輛作出妥善安排,避免擁擠堵塞交通。對施工現場施工工藝的監督和操作規范性管理,以確保施工操作的安全性等。
2.2土石方施工的危險性
在大型土石方施工中,安全事故時常發生,其中導致事故類型也很多(如圖1)。由于港口施工地理環境相對比較復雜,現場操控空間比較有限,因而在出現滑坡或者坍塌情況時,極容易導致施工人員被埋,給施工人員的生命安全造成巨大的威脅。而對于大型的土石方工程,其中必然會采取一些大型機械設備,這樣在機械操控上就有了更高的要求,一旦在設備操作上出現失誤,也是會導致安全事故發生的。另外,施工過程中還涉及到了大量的爆破作業,通常爆破作業都是人為開展的,顯然在這過程中不能出現一絲疏漏,否則后果不堪設想[1]。
2.3施工現場過于繁雜
一般在大型土石方工程中,現場作業機械和施工人員比較多,施工時要涉及到挖掘、爆破、運輸科勘測等多方面的內容,因此,施工現場作業面環境十分復雜,在管理上就存在著很大的難度。通常在施工前要求做好地質、水文和地下設備的調查和勘察工作,在挖基坑和井坑時對于土壤的性質、濕度和深度設計安全邊坡或固壁支撐考核要嚴格細致。其中還有許多的手工挖掘工作,這就致使安全問題更加嚴峻。為了避免塌方和保證安全,在開挖深度和坡度要嚴格控制。而機械挖掘和運輸上的作業就使得施工空間明顯的被壓縮,不僅造成了嚴重的噪音污染,還對于施工人員的安全和施工管理造成了很大的影響。
3.大型土石方工程施工現場管理策略研究
3.1加強施工現場管理
在進行大型土石方工程施工時,應嚴格遵守相關技術要求和規章制度,施工管理部門應該加大現場管理力度,對于施工現場的安全問題全面把握,以確保工程施工的順利進行。在工程施工前,必須按照施工設計確定的方案制定有效的安全技術措施。施工過程中,要加強施工技術的管理,合理組織施工程序,嚴格控制施工質量,防止安全事故發生。施工現場要確保必需的安全設施與設備以及必備的勞動保護用品,積極做好安全生產檢查,及時發現事故隱患,要正確嚴肅的處理安全事故問題,有效采取防止事故危害發展的措施(如圖2)。
3.2規范現場管理制度
土石方工程施工管理上具有科學合理的安全管理制度,通過規范現場管理制度的建立來開展管理工作。首先是加強制度建設,要建立安全生產保證體系,實施安全生產責任制。對施工現場和安全生產的工作要有專門的機構負責,須建立施工現場安全管理部門,在施工各作業點應有安全監督崗。要建立具體的安全責任制,并將安全施工責任制層層落實,以此全面的開展施工現場管理。對于施工人員的技能審查、機械設備的狀況、施工現場的地質勘測等方面要有相應的制度要求,必須嚴格制定,才能確保管理制度的權威性。
3.3提高施工安全意識
工程項目管理人員和施工建設人員的安全意識是施工現場管理工作是否有效執行的重要因素,因此,對其進行有效的安全技能和意識的培訓是非常有必要的。通過一些土石方工程安全事故典型案例的分析來警示施工人員規范施工的重要性,在施工現場要設有安全施工的標語,時刻提醒所有人員要謹慎施工安全操作。定期組織施工單位開展安全教育和技術培訓考核,對管理人員和施工操作人員的工作職能進行合理劃分,并教育其嚴格遵守自身的安全職責范圍[2]。
3.4嚴厲懲處違規施工
對于施工現場的管理還應該建立相應的安全生施工獎懲制度,并認真落實,以監督和激勵施工人員規范操作。安全施工應與安全生產責任制結合起來,嚴明獎懲,對于違規施工操作要嚴厲的懲處。施工現場管理人員執行職務應佩帶證明其身份的證卡,明確崗位責任。違反規定要求的,在施工中造成周圍建筑物、防汛設施、地下管線損壞或堵塞的要按有關規定進行處罰外,門還應對施工單位給予警告、責令停止施工和限期改正的處罰。發現弄虛作假、貪贓枉法的應當由其所在單位給予行政處分。
4.結語
總而言之,在時代不斷進步的同時,對于工程建設的要求會越來越高,所以在工程管理上應該進行不斷的完善,以此更好的適應未來的發展需求。對于大型土石方工程而言,施工現場的管理不僅是督促施工進度和保證施工質量,也是確保施工現場的安全作業的必要措施。作為管理單位,應該以身作則,健全現場管理制度的建設,嚴格執行監管工作,加強施工現場的控制和安全素質的培訓,只有這樣才能夠有效的實現對大型土石方工程施工現場的安全管理。
參考文獻:
[1] 郭銘祿,大型土石方工程控制[J].城市建設理論研究,2011(23).
[2] 李雷斌,大型土石方工程安全管理與控制研究[J].現代城市建設,2010(01).
1.土石方工程施工機械的特點
不論是水利水電工程,還是公路路基工程,其共性都是土石方工程量大,施工強度高,所使用的機械設備種類多,所用機械設備一般都具有功率大、機動性強、生產效率高和配套機型復雜等特點。土石方工程施工機械設備分為挖掘機械、推土機械、裝載機械、鏟運機械、壓實機械、運輸機械等。隨著科學技術的發展,新技術、新結構和新工藝已廣泛應用于施工機械設備中,大大提高了施工機械的生產效率、工作精度和施工質量。為了提高土石方工程施工質量,按時完成施工任務,獲得最佳的技術經濟效益和社會效益,根據工程建設項目要求和具體施工條件,對土石方工程施工機械進行合理選配,并進行嚴格和細致的管理,使其發揮最大效能是土石方工程采用機械化施工時必須認真解決的技術問題。同時,在當前激烈的投標競爭中,施工單位在作施工組織設計時,合理選配施工機械,還能降低商務報價,提高中標率。
2.施工機械的選配原則
土石方工程采用機械化施工,目的是為了優質、高效、安全、低耗的完成工程建設任務,在提高勞動生產率的同時減輕施工人員的勞動強度,這是土石方工程施工機械選配的基本原則。適應性選配機械設備,其性能和參數,應與工程施工條件、施工方案和工藝流程相符合,與開挖地段的地形和地質條件相適應,且能滿足開挖強度和開挖質量的要求。開挖過程中各工序所采用的機械,要注重相互間的配合,應能充分發揮其生產效率,確保生產進度。另一方面施工機械的工作容量、生產率等要與工程進度及工程量相符合,盡量避免因施工機械的作業能力不足而延誤工期,或因作業能力過大而使施工機械利用率降低。
3.施工階段的質量策劃控制
工程實施過程的質量策劃控制,主要是使質量、進度、安全、文明施工、機械調配、勞力安排等因素在施工管理過程和質量活動中處于受控狀態。控制工序活動條件的質量,即每道工序的投入質量是否符合規定要求;控制工序活動效果的質量,即每道工序施工完成的產品質量,是否達到有關規范、標準的質量要求,保證對整個施工過程質量的控制。嚴格工序活動條件的控制。工序活動條件的內容很多,首先要對原材料、半成品檢查驗證,把好進場物資材料驗證關,做好對物資材料標識,對進入工程實體材料的再檢驗,堅決杜絕不合格材料進入工程實體。根據工序特點,在施工過程中設置質量控制點,按規定頻次檢查控制。認真做好施工技術交底工作,交底以書面形式,針對性強,要求具體。交底要做到層層交底,層層落實,加強對交代內容事實情況的監督檢查。對工程采用的新材料、新工藝,在施工中要掌握材料性能、工藝流程、結構特點,對施工作業人員進行培訓教育。應用網絡技術,結合工程項目實際編制年、季、月施工進度計劃。做到綜合平衡,連續施工,使計劃具有科學性、合理性和經濟性。項目經理負責施工組織和進度計劃的編制審核,并對計劃組織實施。項目總工對接到的設計變更要核定有關的要求,提出實施的具體措施。涉及合同變更的,適時進行合同評審,提出補充合同條款的意見,凡重大的設計變更由公司總工審核公司總經理審定。施工過程必須按照國家的有關法令、規范、標準和質量體系標準文件、項目質量計劃、作業指導書以及施工合同等規定的要求實施。
3.1 關鍵工序和特殊過程的質量策劃控制
在工程實施過程中,項目經理部根據工程項目實際,識別確定本工程項目的關鍵工序,設置質量控制點。由項目總工組織編制相應的施工作業指導書,經項目經理審定后實施。對關鍵工序的控制從人、機、料、法、環五個方面做好嚴格控制。參與的操作人員必須經過培訓并取得合格證書,具備上崗資格;施工機械、檢試驗設備要事先檢查驗證確保正常連續工作,施工技術和檢試驗方法要嚴格按照現行有效標準要求操作;對施工環境進行控制,保證作業環境對工程質量不產生降低的影響;事先作好進入工程實體原材料的檢查和驗證,對關鍵工序施工實施連續監控抓好過程檢驗。
3.2 竣工驗收及交付質量策劃控制
關鍵詞:土石方工程施工;爆破技術作用;安全控制
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
引言
進行土石方施工時,通常會遇到許多的難題,比如體積較大的土石如何破除等,讓許多的施工企業和單位十分頭痛,而采用爆破技術進行解決是十分有效的一種手段之一。
一、土石方工程施工中爆破技術的作用
(一)施工要求
(1) 安全要求。必須嚴格依照國家相關的《爆破安全規則》進行。在進行這種露天作業時,必須嚴格依照“從上到下,分層進行”的順序進行。要保障施工場地周圍的居民以及路過行人、施工作業人員的生命財產安全。
(2) 技術要求。實行從上到下的分層作業,多鉆孔,少裝藥,減少爆破過程中飛石的飄揚,進而降低爆破帶來的影響。
(3) 進度要求。在爆炸完成后,施工作業人員要結合施工場地的環境,對爆破產生的石渣進行有效的清理,并且確定好工序步驟圖,同時確保在規定的工期內完成路基的構筑。
(4) 挖掘順序。應當先從山體頂部向下挖掘,同時從南面開始向北面挖掘,在全部清理完表皮土層后,在開始實行爆破作業,結合現場的具體情況,合理確定好分層作業厚度和面積,每層爆破的深度應該控制在具體的范圍之內。
(二)裝藥和堵塞
(1) 在裝藥前,必須提前對鉆孔內的泥漿以及鉆孔遺留下來的石粉進行全面清理,保障鉆孔內部是完全干凈的,同時還需要對暴孔四周一定距離的面積進行打掃,防止爆破的藥受到潮濕影響,也可以在鉆孔的底部方上一些油紙,如果是選擇的散裝炸藥,在裝藥的過程中可以實行分次裝,沒裝完一次以后,用竹棍等進行壓實。如果采用的是藥卷,就可以直接將藥卷一個一個有序的放入鉆孔當中,在放置完成以后,可以輕輕的壓緊,將引線正確的安裝在合理的位置。
(2) 在裝藥結束后,必須對鉆孔剩下的空隙進行堵塞,堵塞物一般不做特殊的限制,可以是松土,也可以使細小的石粉等均可。對堵塞的長度有一定的要求,要求不能小于一個最小抵抗線,通常在孔深的三成左右即可。
(3) 在裝藥過程中。與裝藥無關的閑雜人員一律嚴格禁止進入爆破區域內,同時在爆破四周一定距離內設立好警戒線,樹立好相關的警戒標志。在裝藥的過程中,必須嚴格靜止使用鐵器等對炸藥進行敲打,裝藥人員一律嚴格靜止抽煙,同時不能用裝藥工具等對雷管進行敲打。在上臺階爆破過程中,正對的下一個臺階不能有別的作業。
(4) 根據相關的文獻和實踐經驗,如果填賽長度過長,在爆破結束后,通常對孔口的影響效果不佳,爆后也會產生許多大塊的石頭,相反,如果填塞長度適中,爆破后的各石頭的體積的較為適中,噪音較小、也便于后續的施工操作。所以,正常情況下,孔口的填塞長度和抵抗線之間應在一定的數值之內。
二、土石方工程土方施工安全技術及其控制措施
(一)土石方開挖施工中安全技術及控制措施
塌方是土石方施工安全事故中傷亡事件的重要原因,各種類型的開挖,均會破壞原有的土體平衡,產生新的臨空面、坡面等,因此在土方開挖中應采取有效措施預防坍塌。首先在開挖土方前應展開有效排水處理;在開挖坑及溝深度在 1.5m以上時,應設置有效支撐或進行放坡,進行必要的應力計算,滿足穩定要求。在溝邊及坑邊禁止隨意堆料、堆土或停放機械,場地緊張確實需要的,事前必須計算堆土高度及與坑邊的安全距離。在雨季展開挖土方時,應保持排水通道暢通,雨水浸泡會導致土體強度下降,應力狀態惡化,因此還應做好必要的監測。若需夜間展開土石方開挖,則應選取施工干擾少、地形平坦、運輸道路通暢的地段施工,并為施工場地中配備充分的照明設備。
(二)基坑開挖安全技術及控制措施
基坑開挖方式主要包括機械開挖與人工開挖,其中機械開挖適用于民用、工業建筑物、大面積場地平整和構筑物大型基坑施工中,人工開挖適用于一般的民用及工業建筑物和構筑物管溝和基槽等。在開展人工開挖時,首先應準確把握障礙物如地下管線等布設情況,按照施工方案對各類障礙物進行徹底清除,對需要保護的設施妥善保護和標識;對構筑物或建筑物場地或位置展開定位控制線、基槽灰線尺寸及標準水平樁等展開檢驗,待確定檢驗合格后才可展開后續施工。(三)土釘墻支護安全技術及控制措施
較深的基坑普遍使用土釘墻護壁,土釘墻支護是由密集土釘群、噴射混凝土面層、已加固原位土體及必要防水系統等組成,多用于基坑側壁安全等級是二級和三級、深度不足 12m 的邊坡加固或基坑支護,適用于堅硬、硬塑或可塑黏性土、風化巖層、填土等土體中。在作業時必須具備下述安全條件:①施工方案完整且相關技術文件齊全,已展開有效技術交底;②注漿強度達到規定等強時間;③若地下水位比基坑底高,應采取截水或降水措施,并在坡腳和坡頂設置有效排水措施。在開挖過程中,基坑應根據設計要求嚴格分層開挖,將上一層作業面上的土釘開挖完成且強度為設計要求的70%及以上時,才可對下一層土層進行開挖,且挖土方法應選用對原狀土干擾小的挖土方法及設備,禁止對邊壁進行超挖或導致其土體松動。若利用機械對坡面進行開挖,則應采用人工或小型機械展開切削清坡,確保坡度、坡面平整度符合相應要求。
(四)土方回填安全技術及控制措施
基坑開挖后,一般會有一定的回填工作。在展開正式回填之前應對基底垃圾進行徹底清理,對基底標高、相關保護層、基礎、地下防水層及墻等即將覆蓋的部位做驗收。對于重要的土方回填工程,在回填前應根據試驗對回填土最大干密度等參數加以確定;在回填管溝和房心時,應在上、下水管道、施工及墻間加固等工作完成后進行。管道等構筑物下部的回填土要夯實。回填嚴格執行設計的分層厚度和碾壓遍數,按規定檢測壓實度;在保證質量的前提下,回填施工還應盡在盡量短的時間內完成,避免坡面長時間暴露。夜間施工,應對施工順序合理安排,減少交叉作業干擾,確保照明設備充足。
三、大型土石方工程爆破安全管理
(一)爆破飛石
爆破飛石是指在爆破作業過程中從爆破點拋擲到空中或沿地面拋擲的雜物、泥土、砂石等物質。爆破飛石的危害主要體現在人員傷亡、建筑物毀壞、機器設備損壞等方面,而其中人員傷亡是爆破飛石的最大危害。針對飛石產生的原因,可采取以下措施對飛石進行控制:設計施工前詳盡掌握有關地質資料,精心設計與施工;在能達到工程目的的前提下,盡量采取炸藥單耗較低的爆破方式,并設法降低實際炸藥消耗量;認真選取最小抵抗線的大小及方向,一般情況下爆破指數不宜過大,爆破前對各種爆破參數進行校對,如誤差較大采取補救措施;盡量避免將炮位選在軟弱夾層、斷層、裂隙、孔洞、破碎帶等弱面處及其附近;選用摩擦系數大、密度大的材料作炮泥,堵塞密實、連續,堵塞物中避免夾雜碎石,保證足夠的堵塞長度;設計合理的起爆順序和最佳的延遲起爆時間,避免改變實際最小抵抗線的大小及方向;加強覆蓋防護,設置遮擋排架,掛鋼絲網等。
(二)爆破地震波
爆破地震波,是指炸藥爆炸的部分能量轉化為彈性波,在巖土中傳播引起的震動。爆破地震波對爆區附近的地層、建筑物、構筑物及邊坡等產生破壞作用。爆破地震波強度的大小主要取決于使用炸藥的性能、炸藥量、爆源距離、巖石的性質、爆破方法以及地層地形條件。為了最大程度地減小地震波的危害,可采取如下有效措施:(1)爆破前應調查了解爆破區域范圍內建筑物、構筑物的結構,邊坡穩定狀況等情況。(2)根據爆區的周邊環境,采用減震爆破方法和控制炸藥量,如微差爆破、緩沖爆破、預裂爆破等爆破方法。(3)根據最小安全距離要求,反算最大炸藥用量。
結語
綜上所述,在爆破過程中,通過相應的措施可以降低其對人、設備、建筑物的安全帶來的風險。其中在爆破設計過程中,通過其安全距離反算其最大用藥量是一種很有效的方法。
參考文獻:
[1]許世川.土石方工程施工成本的關鍵影響因素及控制措施[J].重慶建筑,2014,02:47-48.
近年來,在建筑業快速發展的過程中,我國加大了對建筑工程質量管理、成本控制以及施工技術等方面的研究,然而卻在一定程度上忽略了對建筑工程測量及土石方工程施工技術的研究。然而土石方工程開挖和回填工作始終是建筑施工中的一大難點,提升土石方工程施工質量對于保證建筑工程整體質量具有重要意義,在這種情況下,積極加強建筑工程測量及土石方工程施工技術分析勢在必行。該文以某工程為例,對建筑工程測量及土石方工程施工技術展開了研究。
1 測量控制
建筑工程屬于高層框架剪力墻結構,在測量過程中,根據建筑特點應用了S3水準儀、激光垂準儀、全站儀、搭尺和50 m鋼卷尺等設備。實施測量的工作人員具有較高的專業素質以及豐富的測量經驗。
1.1 平面控制
測量控制點由業主提供,根據本建筑平面結構,應用的控制原則應為先總體后局部,從而在定位建筑物的過程中構建一個統一的控制網。在測量地下結構中,偷電放線工作應對軸線控制樁進行應用,它位于周邊矩形控制網基礎上,在測量-0.030 m以上的結構中,測站應根據已經標記號的樓層十字線為基礎,應用常規措施有效測量不同樓層中的邊線和控制線[1]。
1.2 垂準控制
將控制點基點埋設于一層樓板之上,將100 mm×100 mm、厚度為10 mm的鐵板預埋在一層樓板中,砼澆筑時是預埋的時間,將鋼筋焊接于地板之上,其擁有8 cm長度、4φ12。在將放線應用于-0.030 m結構層中時,需要對矩形平面控制網進行應用,逐個標注每一個控制點位置,并進行詳細的復核,在對直徑為1 mm的小孔進行打造的過程中,需要對電鉆進行應用,同時將兩個對頂紅油漆三角畫在點的一旁,說明該點在應用過程中,可以作為平面坐標幾點進行主體結構的向上傳遞。測量中對天頂法進行應用,控制點同每一層樓板的對應位置應對洞口進行預留,其大小應為200 mm×200 mm。測站設置在一層樓板基點位置,測量的樓層面當中的十字絲是鎖定垂準點的關鍵位置,孔邊上應用墨斗線,規劃改正放出的控制點以后,將常規的投點放線應用于樓層當中。
1.3 高程控制
場區高程控制系統必須構建于施工現場當中,其構建過程中應用的水準點應當由業主或相關部門進行提供。將4個穩定而堅固的砼設置在建筑物的四周,它起到半永久性水準基點的功能。施工中,為了保證順準點的精確性,應實施定期的檢測和復核,從而提升檢測數據的精度[2]。當一層完成施工以后,將+1.000 m的標高點設置在建筑物的柱腳和周邊墻上,當向上傳遞高程的過程中,以標高為出發點對鋼卷尺進行應用將其引致樓層,從而在測設樓層水平標高的過程中,對水準儀進行應用。當到達建筑的18層時,對標高控制點進行重新建立,針對建筑18層以上的標高來講,應以該控制點為基礎進行上引。
1.4 沉降觀測
將沉降觀測點設置在建筑四周,在對半永久性水準點進行設置的過程中,應使用+0.500 m標高。“四固定”應應用于沉降觀測過程中,在對每一層結構進行觀測以后,在工程竣工以后還需要繼續定期進行觀測,第一年應每月進行以及沉降觀測,第二年延長至每兩月1次觀測,第三年為半年觀測1次,第四年為1年觀測1次,直到建筑沉降不發生變化為止[3]。
2 土石方工程施工技術
2.1 開挖
計算基坑邊坡坡角,根據當地建筑構建經驗,以8.5 m為基礎進行基坑深度的計算,20KPA活荷載是坡頂的考慮因素,其可以轉換成9.5 m基坑深度,根據工程特點,可以按高寬比1∶06放坡,將一個平臺設置于地面以下4 m位置處,其擁有1.0 m的寬度。在開挖中,具體的施工工藝如下:對反鏟挖掘機進行應用,開挖中應日夜不間斷施工,挖出的土應轉移到指定地點,不可以堆放在基坑周邊,從而為邊坡的穩定性奠定基礎。分兩層、由北至南是開挖的順序,首層開挖過程中,在到達難免位置時,應對15%坡度的坡道進行留置。開挖過程中,設備很難對邊角的位置進行有效的挖掘,此時可以適當的以人工的方式進行清坡工作,保證機械作業可以對松土進行清理位置[4]。將200 mm厚度預留在基底位置,以人工的方式來進行清底,實現找平。開挖中,測量人員在控制基坑底標高的過程中,應對水準儀進行利用,以輪流的方式進行控制,有效防止超挖現象。同時在預防雨水對基坑產生浸泡的過程中,可以將集水井和排水溝設置在底部四周。
2.2 回填
在實施填土的過程中,首先應當對含水量在涂料中的值進行測定,如果擁有過大的含水量,應對風干、摻入干土以及翻松等方式進行利用,如果測定過程中發現土料過干,應首先對其進行潤濕,提升壓實遍數。填土中針對建筑物相對的兩端,應分層、均勻、同時進行填方,起點為最低處,從下至上,應保證水平均勻的鋪填土料,并進行夯實。夯實過程中對蛙式打夯機進行應用,鋪土中每層應保持在低于250 mm的厚度,人工夯實中,這一厚度應小于200 mm,在對壓路機進行應用的過程中,這一厚度為小于150 mm。初步整平是打夯前的主要措施,打夯過程中也擁有固定的方向,保證一夯壓半夯,努力實現夯夯相連,均勻分布,兩夯之間不存在任何縫隙[5]。在管道部位回填的過程中,應以人工為主,夯實中應從管道兩側同時開展,直至管頂0.5 m以上高度為止,接下來才能夠應用打夯機進行夯實。
一、土石方工程的施工特點
1、工程量大、勞動繁重:
在場地平整和大型基坑開挖中,土石方工程量往往可達幾十萬乃至幾百萬立方米以上,因此,合理選擇土方機械、組織機械化施工,對于縮短工期、降低工程成本都有很重要的意義。
2、施工條件復雜:
土石方工程施工多為露天作業,土、石又是一種天然物質,種類繁多,成分較為復雜,施工中直接受到地區、氣候、水文和地質條件的影響,在地面建筑物稠密的城市中進行土石方工程施工,還會受到施工環境的影響。因此,在施工前應做好調研,制定合理的施工方案組織施工。
二、土石方工程的施工過程
土石方工程的施工過程包括:土石方開挖、運輸、填筑與壓實等。
(一)、土石方的挖運
1、推土機施工:
推土機的經濟運距在100米以內,以30~60米為最佳運距。推土機可以單獨使用,也可以卸下鏟刀牽引其他無動力的土方機械,如拖式鏟運機、松土機、羊足碾等。使用推土機推土的幾種施工方法有:
(1)下坡推土法:推土機順地面坡勢進行下坡推土,可以借機械本身的重力作用,增加鏟刀的切土力量,因而可增大推土機鏟土深度和運土數量,提高生產效率,在推土丘、回填管溝時,均可采用。
(2)分批集中,一次推送法:在較硬的土中,推土機的切土深度較小,一次鏟土不多,可分批集中,再整批地推送到卸土區。應用此法,可使鏟刀的推送數量增大,縮短運輸時間,提高生產效率12%~18%。
2、鏟運機施工:
施工的特點是能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、壓實等工作,常用于坡度在20度以內的大面積場地平整,開挖大型基坑、溝槽以及填筑路基等土方工程。鏟運機可在I~III類土中直接挖土、運土,適宜運距為600~1500米,當運距為200~350米時效率最高。
鏟運機鏟土的施工方法:
為了提高鏟運機的生產率,除規劃合理的開行路線外,還可根據不同的施工條件,采用下列施工方法:
(1)下坡鏟土。應盡量利用有利地形下坡鏟土。這樣可以利用鏟運機的重力來增大牽引力,使鏟斗切土加深,縮短裝土時間從而提高生產率。一般地面坡度以5°~7°為宜。如果自然條件不允許,可在施工中逐步創造一個下坡鏟土的地形。
(2)跨鏟法。預留土埂,間隔鏟土的方法。可使鏟運機在挖兩邊土槽時減少向外撒土量,挖土埂時增了兩個自由面,阻力減小,鏟土容易,土埂高度應不大于300mm,寬度以不小于拖拉機兩履帶間凈距為宜。
(3)助鏟法。在地勢平坦、土質較堅硬時,可采用推土機助鏟以縮短鏟土時間。此法的關鍵是雙機要緊密配合,否則達不到預期效果。一般每3~4臺鏟運機配1臺推土機助鏟。推土機在助鏟的空隙時間,可做松土或其他零星的平整工作,為鏟運機施工創造條件。
3、單斗挖土機施工
當場地起伏高差較大、土方運輸距離超過1000m,且工程量大而集中時,可采用挖土機挖土,配合自卸汽車運土,并在卸土區配備推土機平整土堆。
(1)正鏟挖土機
正鏟挖土機的挖土特點是:前進向上,強制切土。其挖掘力大,生產率高,能開挖停機面以內的?????? I~IV級土,開挖大型基坑時需設下坡道,適宜在土質較好、無地下水的地區工作。根據挖土機與運輸工具的相對位置不同,正鏟挖土和卸土的方式有以下兩種:正向挖土、側向卸土;正向挖土、后向卸土。
(2)反鏟挖土機
反鏟挖土機的特點是:后退向下,強制切土。其挖掘力比正鏟小,能開挖停機面以下的I~Ⅲ級的砂土或粘土,適宜開挖深度4m以內的基坑,對地下水位較高處也適用。反鏟挖土機的開挖方式,可分為溝端開挖與溝側開挖。
(3)拉鏟挖土機
拉鏟挖土機的挖土特點是:后退向下,自重切土。其挖掘半徑和挖土深度較大,能開挖停機面以下的I~II級土,適宜開挖大型基坑及水下挖土。拉鏟挖土機的開挖方式基本與反鏟挖土機相似,也可分為溝端開挖和溝側工挖。
(4)抓鏟挖土機
抓鏟挖土機的挖土特點是:直上直下,自重切土。其挖掘力較小,只能開挖I~II級土,可以挖掘獨立基坑、沉井,特別適于水下挖土。
(二)土石方的填筑與壓實
1、填筑壓實的施工要求
(1)填方的邊坡坡度,應根據填方高度、土的類別、使用期限及其重要性確定。
(2)填方宜采用同類土填筑,若采用不同透水性的土分層填筑時,下層宜填筑透水性較大、上層宜填筑透水性較小的填料,或將透水性較小的土層表面做成適當坡度,以免形成水囊。
(3)基坑(槽)回填前,應清除溝槽內積水和有機物,檢查基礎的結構混凝土達到一定的強度后方可回填。
(4)填方應按設計要求預留沉降量,如無設計要求時,可根據工程性質、填方高度、填料類別、壓實機械用壓實方法等,同有關部門共同確定。
(5)填方壓實工程應自下至上分層鋪填,分層壓(夯)實,分層厚度用壓(夯)實遍數,根據壓(夯)機械、密實度要求、填料種類及含水量確定。
2、土料選擇與填筑方法
為了保證填土工程的質量,必須正確選擇土料和填筑方法。
碎石類土、砂土、爆破石渣及含水量符合壓實要求的粘性土可作為填方土料。淤泥、凍土、膨脹性土及有機物含量在于8﹪的土,以及硫酸鹽含量大于5%的土均不能做填土。填方土料為粘性土時,填土前應檢驗其含水量是否在控制范圍以內,含水量大的粘土不宜做填土用。
3、填土壓實方法
填土壓實方法有:碾壓法、夯實法及振動壓實法。
平整場地等大面積填土多采用碾壓法,小面積的填土工程多用夯實法,而振動壓實法主要用于粘性土。
(1)碾壓法
碾壓適用于大面積填土工程。碾壓機械有平碾(壓路機)、羊足碾和氣胎碾。平碾(光碾壓路機)是一種以內燃機為動力的自行式壓路機,重量6~15t。羊足碾一般都沒有動力,靠拖拉機牽引,有單筒、雙筒兩種。根據碾壓要求,又可分為空筒及裝砂、注水等三種。羊足碾一般用于碾壓粘性土,不適于砂性土,因在砂土中碾壓時,土的顆粒受到羊足碾較大的單位壓力會向四面移動而使土的結構破壞。此外,松土不宜用重型碾壓機械直接滾壓,否則土層有強烈起伏現象,效率不高。如果先用輕碾壓實,再用重碾壓實就會取得較好效果。
(2)夯實法
夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤,主要用于小面積回填土。夯實主要用于小面積填土,可以夯實粘性土或非粘性土。夯實法分人工夯實和機械夯實兩種。人工夯實所用的工具有木夯、石夯等;常用的夯實機械有夯錘、內燃夯土機和蛙式打夯機等。
(3)振動壓實法
振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面,借助振動機構使壓實機振動,土顆粒發生相對位移而達到緊密狀態。振動碾比一般平碾提高功效1~2倍,可節省動力30%。這種方法用于振實填料為爆破石渣、碎石類土、雜填土和粉土等非粘性土效果較好。
總之:在土石方工程的施工過程中,只要遵循先對土石方工程進行分類,再根據類別的不同在施工過程中采用相應施工方法的規律,就可以減輕繁重的體力勞動,加快施工進度,降低工程造價。
參考文獻:
【關鍵詞】水利工程;土石方;施工工藝
Research on water conservancy construction quality control measures earthwork
Liu Min
(Bureau of ministry of water resources get WeiNa Texas water resources and hydropower engineering group co., LTD Hebei 054900)
【Abstract】This paper describes the earth's major open-cut technology development, focuses on the construction process of mechanization, case study construction quality inspection and control measures.
【Key words】Construction technology;Hydraulic engineering;Earth
土方工程施工的特點是:工程量大,受外界干擾較多。例如:在
高挖方中常遇到邊坡穩定問題;在深挖方中常遇到地下水的困惑;氣
候因素往往使工期緊張。還有土質的差異、地形的陡緩都給施工帶來
諸多不利條件。應按實際情況,決定施工方法。
1. 土石方明挖
(1)施工機械。
由于我國的土石方明挖施工的機械化起步相對較晚,在我國解
放初期建造的一些大型的水電站,都經歷了土石方明挖施工技術從半
機械化轉為機械化的轉變過程,但是我國的黃河三門峽工程例外。在
六十年代末的中國,土石方的開挖才逐漸形成了低水平的機械化施工
能力,那時采用的主要施工設備僅為手風鉆、自卸汽車和斗容挖掘機,
如果要進行大型的土石方工程,那么就要引進大量的進口設備。在70年代后期,我國的施工機械化水平得到了較快的發展,至80 年代中期后,我國的施工機械化水平進入了飛速發展階段,較為常用的機械設備主要有鉆孔機械、運輸機械、輔助機械以及挖裝機械四大類,且能夠形成配套的開挖設備。
(2)高陡邊坡開挖。
在近幾年來,我國興建的大型水電站開挖工程中,高陡邊坡的情況較多,且根據數據統計,高邊坡在100m 以上的有大約10 座多,最大的邊坡高度為380m,例如在長江三峽工程雙線永久船閘閘室中,直立墻高為68.5m,在中間還保留了巖石隔墩,這樣一來,既能夠有效的保證開挖的精度,還能夠有效的確保邊坡的穩定性,在工程中對開挖技術的要求也有了一定程度的提高。
(3)控制爆破技術。
我國在基巖保護層的開挖工程中,從原來的分層開挖,逐漸進步為現在的水平預裂或是光面預裂爆破法,有些工程中也應用了孔底設柔性墊層的小梯段爆破法,來進行爆除的工作,眾多先進技術的應用,不僅能夠有效的保證開挖的質量,還能夠加快施工的進度。在特殊部位進行爆破時,也對原有的混凝土結構、基巖灌漿區和錨噴支護區的爆破開挖難題進行了解決。
(4)土石方平衡。
在對大型的水電工程進行施工過程中,對開挖料的利用十分重要,開挖料的利用對保持挖填的平衡起著較為重要的作用,例如在我國長江三峽工程中,有效的利用開挖料來進行大江截留和圍堰填筑、人工骨料等,再如在葛洲壩工程中,開發的土石方體積達7464m3,開挖料的總利用率高達95%,這些都對保持土石方挖填的平衡做出了貢獻。
2. 土石壩施工
土石壩施工中,與挖掘機械配套的自卸汽車,在數量上和所占機
械費用都很大,應仔細選擇車型和計算需要數量。
2.1 選擇自卸汽車的次序。
(1)選用適當的汽車容量與挖掘機斗容量比(簡稱車鏟容積比)
再根據已選定的挖掘機斗容量來選取汽車的容量或載重量。
(2)計算裝滿一車廂的鏟裝次數以及汽車實際的載積量(m3)和載重量(t),以確定汽車載重量的利用程度。
(3)計算與一臺挖掘機配套的汽車需要量。
(4)進行技術經濟比較,推薦車型和數量。
2.2 車鏟容積比的選擇。
(1)挖掘機和汽車的利用率均達到最高值時的理論車鏟容積比,是隨
著運距的增加而提高,隨著汽車平均行駛速度增加而降低,也就是隨
著汽車循環時間的增加而提高的。當運距為1~ 2.5kin 時,理論的車鏟容積比為4 ~ 7;運距在3 ~ 5kin 時為7~ 10。結合我國當前情況,自卸汽車容積較小,分別可取為3 ~ 5,不大于5 ~ 8。
(2)實踐表明,車鏟容積比宜取較低值,但車廂也不能過小,以免延
長卸載時間,而且也容易損壞車廂。對于挖掘機械和汽車配套的綜合
研究結果指出,當汽車循環時間超過15min 時,采用載重量較大的汽車運輸費用較低。
2.3 與一臺挖掘機配套的汽車需要量計算。
與挖掘機配套工作的車輛需要量的理論計算,是認為在挖掘機前
總有一輛車待裝,挖掘機能充分發揮效率,這時需要車輛數量N 可由下式計算(取整數):N=T/t1
2.4 土石壩綜合機械化施工設備選擇實例。
2.4.1 新疆某水庫土壩,壩高106m,工程量為心墻粘土料198m3、壩殼
砂卵石料573 萬m3,過渡帶反濾料32.8 萬m3。施工組織設計中曾擬定如下三個挖運方案進行比較:
(1)東方紅75 型拖拉機牽引2.5m3 鏟運機和紅旗100 型拖拉機牽引6 ~ 8m3 鏟運機。
(2)1m3 挖掘機配3.5t 和8t 自卸汽車。
(3)2.5 ~ 8m3 鏟運機和60 ~ 120 馬力推土機配800 ~ 1000mm 皮帶運輸機。經分析比較,推土機配皮帶運輸機方案,不僅挖運單價較低,且具有施工干擾少,設備及配件供應不難,管理方便,運行人員少等優點,故選用之。工地擁有斗輪式挖掘機后,配合皮帶運輸機運輸,可保證挖運的連續作業。后來,該工程土料系統采用的施工方案為DW- 200 型斗輪挖掘機挖土,帶寬1000mm 的皮帶運輸機運土,坡度為1:1 ~ 1:1.15 的半圓形溜槽和轉運皮帶機轉運,12t 自卸汽車壩面散土,推土機平土,25 ~ 35t 氣胎碾和8.5t 羊腳碾聯合碾壓。
2.4.2 土石方施工方案為WK- 4 正向鏟挖掘機開挖,20t 自卸汽車運輸,推土機鋪平,25 ~ 35t 氣胎碾壓實。
3. 施工質量檢查和控制
3.1 料場的質量檢查和控制。
對土料場應檢查和控制土質、土塊大小、含水量及料場排水系統
和防雨,防凍措施是否符合要求。一般為500 ~ 1000m3應取試樣測定其含水量,并定期檢查堆存土料的含水量。對于一些性質不詳的土料,應進行物理力學性質及化學分析試驗,經檢查合格后方能使用。
3.2 壩體填筑的質量檢查和控制。
(1)在壩面作業中,應對鋪土厚度,填土塊度,含水量大小,壓實后
的干容重等進行檢查,并提出質量控制措施。對粘性土,含水量的檢測是關鍵。簡單辦法是“手檢”,即手握土料能成團,手指搓可成碎
塊,則含水量合適。更精確可靠的方法是用含水量測定儀測定,應采
用烘干法,也可用核子水分密度計法、酒精燃燒法、紅外線烘干法。
對于碾壓后達不到標準的或壓實層間產生光面、彈簧土、漏壓、欠壓、
裂縫和剪切破壞現象的,應分析原因并采取措施及時處理。
(2)干容重取樣試驗結果,其合格率應不小于90%,不合格干容重不得低于設計干容重的98%,且不合格樣不得集中。干容重的測定,粘性土一般可用體積不小于500cm3 的環刀法(環刀直徑不小于10mm,高度不小于64mm)、表面型核子水分密度計法或三點擊實試驗法;砂可用體積為500cm3 的環刀測定;礫質土、砂礫料,反濾料用灌水法、灌砂法或表面波壓實密度儀法測定;堆石因其空隙大,一般用灌水法測定。當砂礫料因缺乏細料而架空時,也用灌水法測定。
3.3 負溫下施工的質量控制。
負溫下施工應增加以下檢查項目:填筑面防凍措施,凍塊尺寸、凍土含量、含水率、壩基已壓實層有無凍結現象,填筑面上的冰霜是否清除干凈,應對氣溫、土溫、風速等進行觀測記錄,在春季應對凍
結深度以內的填土層質量進行復查。
3.4 雨季施工的質量控制。
雨季施工,應檢查施工措施落實情況。雨前應檢查防滲土體表面
松土是否已適當平整和壓實;雨后復工前應檢查填筑面上土料是否合
格。
3.5 其它項目的質量控制。
在施工質量檢查和控制中,對于特別重要的土石壩應增加土的抗
剪強度和滲透系數的現場測試項目,用于驗證設計和竣工驗收。
4. 結束語
水利水電工程技術尤其是土石方工程技術將面臨許多挑戰,研究
和實踐的任務仍很艱巨,管理水平還有待進一步提高,很多難題不會
在短時期內得到解決。我們相信,通過廣大建設者的共同努力,我國
水利水電工程土石方工程施工技術一定能夠在不長時間內躍居國際領先水平。
參考文獻
[1] 李美玉. 淺談水利水電工程土石方施工技術的發展[J]. 科技致富向導.2011(17).
1 土石方工程施工技術
1.1 覆蓋層的清理
在建筑土石方施工過程中,覆蓋層的施工應當嚴格遵照施工設計的要求,對相關位置的堆積物和殘積物進行及時的清理,并有針對性的修筑攔渣坎,處理好截水、排水溝的施工,并對是給排水效果進行驗證,從而有效的減少地下水對施工的影響,從而促進下一步施工工序的進行。覆蓋層的開挖過程中,應當嚴格按照設計邊坡的坡比進行開挖,促進排水的順利進行。根據施工的實際情況對坡面進行處理,并采取適當的支護措施,促進工程施工的順利進行。應當注意在汛期做好防水措施,對邊坡進行保護,從而防止邊坡出現坍塌等事故,減少工程施工的安全隱患。在實際施工過程中,受土體質量的影響,不免存在土層邊坡風化崩解的情況,面對這種狀況,應當采取有效的措施進行處理,對開挖面進行及時的支護,或者預留保護層,從而為施工的順利進行提供可靠的保障。實際施工過程中,應當采取機械操作與人工操作相結合的方式,以保證施工的質量。人工開挖的過程中,應當掌握好開挖的水平距離,施工人員注意施工安全,并對開挖過程中遇到的體塊較大的孤石進行合理的爆理,若在覆蓋層開挖過程中出現裂縫等跡象,管理人員應當暫停施工并將施工人員轉移到安全區域,在采取有效的安全措施后方可繼續施工,安全是施工的第一要素,覆蓋層的清理過程中,應當注意施工安全,通過多種有效措施降低存在的安全隱患。
1.2 土方開挖施工技術
土方開發施工過程中,通常情況下采用挖掘機進行直接開挖,掌握好開挖的寬度和深度,采用縱向分層的方式,盡可能保證開挖的標準化。尤其是在雨季進行土方開挖時,應當及時關注天氣情況,并對邊坡進行預留以減少滑坡現象,從而保證路基邊坡的穩定性和安全性。與此同時應當及時對縱向排水溝進行清理和通順,從而有效的增強排水效果。
1.3 石方開挖施工技術
在石方開挖施工的過程中,應當嚴格遵守邊坡石方的爆破流程,對爆破設計、爆破器材的檢驗以及布置安全崗等環節進行科學合理的設置,從而促進爆破工序的順利進行,減少安全隱患,對于靠近邊坡的部位采取適宜的爆破方式,從而促進爆破的質量滿足石方開挖施工的實際要求,并對開挖后的坡比進行測定和驗證。
邊坡石方開挖的施工具有特殊性和復雜性,因而在實際施工過程中,應當采取科學合理的施工技術和預防措施,從而對出現的突發狀況進行有效的處理。施工人員在開挖過程中,應當選取自上而下的開挖方式,處理好開口線附近的錨固工作,及時對需要支護的邊坡進行支護處理,掌握好永久支護的預應力錨索與開挖工作面的高度差,從而有效的保證石方開挖的質量。邊坡開挖的爆破過程中,應當對爆破位置進行明確,并掌握好爆破的藥量,在實際的爆破施工之前就進行爆破試驗,制定合理的爆破方案,最大可能的減少安全隱患。邊坡易風化的巖體,極易出現巖體破碎,巖體穩定性較差,因而在施工過程中應當加強安全防護,保證施工的安全性。若開挖的位置距離電線、風水管等附近時,應當委派專門的技術人員對開位置進行檢查,并制定出具體的施工方案,采取安全防護措施促進施工的順利進行。
2 特殊問題的處理措施
加強工程地質勘察,以擬建場地(包括邊坡)的穩定性進行認真分析和評價;工程和線路一定要選在邊坡穩定的地段,對具備滑坡形成條件的或存在有古老滑坡的地段,一般不應選作建筑場地,或采取必要的措施加以預防。做好泄洪系統,在滑坡范圍外設置多道環形截水溝,以攔截附近的地表水,在滑坡區域內,修設或疏通原排水系統,疏導地表、地下水,阻止滲入滑體內。主排水溝宜與滑坡滑動方向一致,支排水溝與滑坡方向成30-45度斜交,防止沖刷坡腳。處理好滑坡區域附件的生活及生產用水,防止浸入滑坡地段。如因地下水活動有可能形成山坡淺層滑坡時,可設置支撐盲溝、滲水溝,排除地下水。盲溝應布置在平行于滑坡滑動方向有地下水露頭處。做好植被工程。
保持邊坡有足夠的坡度,避免隨意切割坡腳。土體盡量削成較平緩的坡度,或做成臺階形,使中間1~2個平臺,以增加穩定;土質不同時,視情況削成2~3種坡度。在坡腳處有棄土條件時,將土石方填至坡腳,使其起反壓作用。筑擋土堆或修筑臺地,避免在滑坡地段切去坡腳或深挖方。如整平場地必須切割坡腳,且不設擋土墻時,應按切割深度,將坡腳隨原自然坡度由上而下削坡,逐漸挖至要求的坡腳深度。盡量避免在坡腳處取土,在坡肩上設置棄土或建筑物。在斜坡地段挖方時,應遵守由上而下分層的開挖程序。在斜坡上填方時,應遵守由下往上分層填壓的施工程序,避免在斜坡上集中棄土,同時避免對滑坡體的各種振動作用。對可能出現的淺層滑坡,如滑坡土方量不大時,最好將滑坡體全部挖除;如土方量較大,不能全部挖除,且表層破碎含有滑坡夾層時,可對滑坡采取深翻、推壓、打亂滑坡夾層、表面壓實等措施,減少滑坡因素。
對于滑坡體的主滑地段可采取挖方卸荷,拆除已有建筑物等減重輔助措施,對抗滑地段可采取堆方中重等輔助措施。滑坡面土質松散或具有大量裂縫時,應進行填平、夯填,防止地表水下滲;在骨坡面植樹、種草皮、漿砌片石等保護坡面。傾斜表層下有裂隙滑動面的,可在基礎下設置混凝土錨樁。土層下有傾斜巖層,將基礎設置在基巖上用錨栓錨固或作成階梯形或采用灌注樁基減輕土體負擔。對已滑坡工程,穩定后采取設置混凝土錨固排樁、擋土墻、抗滑明洞、抗滑錨桿或混凝土墩與擋土墻相結合的方法加固坡腳,并在下段作截水溝、排水溝。陡壩部分采取去土減重,保持適當坡度。
關鍵詞:土石方開挖;挖裝運設備;配置;優化
中圖分類號:F28 文獻標志碼:A 文章編號:1000-8772(2013)12-0203-02
機械配置是施工組織設計的一項重要內容,特別是對大型工程項目的施工尤為重要,合理的機械設備配置方案能保證工程按期完成,并且節約施工成本,從而給施工單位帶來良好的經濟效益。所以對施工設備配置方案進行優化研究,不僅具有良好的理論意義,而且有一定的實際意義。
1設備配置的一般原則
工程施工機械種類、規格繁多,各種機械又有著自身獨特的技術性能和作業范圍。一種機械可能有多種用途,而某一施工內容往往可以采用不同的機械去完成,或者需要若干機種聯合工作。為了獲得最佳的技術經濟效果,根據具體的施工條件,對施工機械進行合理的選擇和組合,使其發揮盡可能大的效能,是機械化施工中的一個重要環節。
工程量和施工進度是合理選擇機械的重要依據。為了保證施工進度,提高經濟效益,工程量大時采用大型機械,而工程量小時則采用中小型機械。但影響機械施工的因素是多方面的,一般情況下可以遵循以下原則。
1.1施工機械與工程項目的具體情況相適應
由于土石方工程施工面廣,施工條件復雜多變,一方面,選用的施工機械類型應適應具體工程項目的地形、地質情況、氣候、施工場地大小、運輸距離、施工斷面形狀尺寸、工程質量等要求;另一方面,機械的容量要與工程進度及工程量任務符合,盡量避免因機械工作能力不足或剩余,造成工期延緩或機械利用效率太低的現象,在條件允許的情況下,盡量選擇最能滿足施工內容的機種和機型。
1.2選用的機型應有較好的經濟性
施工機械經濟性選擇的基礎是施工單價,主要的機械固定資產消耗及運行費用等因素有關。采用大型機械進行施工,雖然一次性投資大,但它可以分攤到較大的工程量當中,對工程成本影響較小。因此在選擇機械時,必須權衡工程量與機械費用的關系,同時要考慮機械的先進性和可靠性,這是影響經濟效益的重要因素。施工機械經濟運距與開挖運輸機械的選擇見表1。
1.3應能保證工程質量要求和施工安全
根據工程項目的技術要求,選擇合適的施工機械是保證工程質量的重要因素之一。對于技術要求高的項目,應考慮采用性能優良的機械和專用機械,以保證工程質量和較高的生產率。但應注意不可片面追求高性能專用機械,應在滿足工程質量要求的前提下,與機械的通用性相結合。同時,機械應具有可靠的安全性能,如行駛穩定,有翻車或落體保護裝置,危險施工項目可遙控作業等。此外,在保證施工人員、設備安全的同時,應注意保護自然環境。施工現場及其附近已有的其他建筑設施,不應因采用的機械不當而受到破壞和質量降低。
1.4機械的合理組合
合理地進行機械組合是發揮機械設備效率、形成機械化施工方案的重要因素,也是機械化施工的一個基本要求,它包括技術性能、機械類型及數量兩個方面的配置。
施工機械類型及數量宜少不宜多,根據土石方施工項目的作業內容,盡可能選用大工作容量、高作業效率的相同類型的施工設備。一般來說,組合的施工機械臺數適當減少有利于提高協同作業的效率。施工機械品種規格單一時,便于施工過程中的調度、管理和維護。
2施工機械的配置方法
2.1通過分析施工過程,合理選配施工機械。合理選配施工機械的主要依據是建設項目的工程量和施工進度。一般情況下,為了保證工程的施工質量、施工進度,提高技術經濟效益,施工項目工程量大時應采用大型機械和先進設備,而工程量小時則應采用中小型施工機械,但這不是絕對的。
2.2擬訂合理施工方案,正確選配施工機械。土石方工程施工,一般有多種施工方案可供選擇。制定先進、合理施工方案的依據首先是工程性質、工程量、工程進度、施工條件,同時還要考慮盡可能多地使用現有設備,挖掘現有設備潛力,以免一次性機械設備費用投入做大(購買新的施工機械或租賃施工機械)。施工方案一旦確定,應首先選用基本工作的主要設備,即按照施工條件、工程進度和工作面的參數選擇主要機械,然后根據主要機械的生產能力和性能選用配套機械。選擇施工機械時.可參考類似工程的施工經驗和有關機械手冊。
3施工機械配置過程
在進行機械配置時,應根據施工環境及要求,結合工程量、工期等求出輔助機械及臺數,如產生多種方案,應對其進行經濟評價,求出最佳方案。其基本過程為:開始-施工條件-可選機型-經濟性評價-確定機型-確定主導機械及數量-確定輔助機械數量-多方案經濟評價-確定最優配置方案-結束。
4施工機械的配置算法
各作業面上施工機械型號的確定主要取決于具體工程的要求,所用施工機械的數量基本受兩個因素的制約:一是工期或臺班內每臺施工機械的作業量。故工作面的計劃時段內所有機械的數量N為
N=Q/(WPK)
式中:O――計劃時段內的工程量;
W-――計劃時段內的制度臺班數;
P――每臺施工機械的臺班生產率;
K-――機械的臺班利用率
實際應用中,各作業面施工設備的數量是通過傳遞的作業量求得。一般是后續機械的生產能力略大于主導機械的生產能力,這樣可以充分發揮主導機械(即臺班費高的機械)的生產潛力。依據設備配置的基本原則、基本公式和經驗系數,由主導施工機械的生產能力,進而得出工作面上所有施工機械的數量和其他基礎參數。下面以挖掘機、運輸汽車為例說明施工機械的合理選擇與配置。
4.1挖掘機的合理選擇
挖掘機是土石方工程的一種主要施工機械。其特點是挖土石效率高、產量大,但它的機動性較差。挖掘機作業必須與自卸汽車配套使用,因此挖掘機適用于施工工期比較長、工程量比較大的公路工程。挖掘機性能參數和結構類型的選擇直接影響施工進度、成本和效益。挖掘機的基本選擇原則:挖掘機的斗容和數量與工程量和工程進度相適應;整機應有較高的可靠性、舒適性及性價比。挖掘機斗容的選擇首先取決于工程量大小和工程進度要求。對于不同的工程量,選擇合理的斗容量可大大降低施工成本。
4.2自卸汽車在質量與數量上的確定
自卸汽車與挖掘機配置的合理性是決定其生產率和經濟效益的基本因素。自卸汽車的載質量和數量應符合挖掘機生產率和工程運距的要求。
載質量的大小不僅影響運輸的生產率。而且影響施工成本。斗容量一定時。一個最佳在質量值,與其對應的單位作業成本最低。斗容量越大,單位成本最小值對應的載質量隨之增加。運距和斗容越大,單位成本最小值對應的載質量隨之增加。當運距和斗容量確定時,自卸汽車的載質量可參考表3選取。有關試驗研究表明,挖掘機斗容量與載質量合理配置的基本要求是:斗容量1.00-1.25M3的挖掘機配置15-25T的自卸汽車。
自卸汽車的數量取決于運距和平均速度,確定的基本原則為:既能保持挖掘機工作的生產率要求,又不會經常產生裝車等待現象。自卸汽車數量nz為
Nz=Tq/Tz+1
式中:Tq――自卸汽車平均運輸周期
Tz――平均裝載時間。
在實際作業中,平均運輸周期和平均裝載時間均為隨機變量,需確定其概率分布才能加以精確描述。平均運輸周期主要取決于平均行駛速度和運距,其中道路交通條件是關鍵因素。此外,運輸周期還受裝載和卸載工作面及工作場地的影響。為使挖掘機和自卸汽車具有較高的生產效率,除了合理確定其基本參數外,還應保證自卸汽車與挖掘機、卸土點之間具有最佳路線。對于大型工程,道路上的車輛密度應有所控制,以提高平均運輸速度。