液压分裂破碎施工方案

西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段郁江大桥桥区段（牛皮滩）航道整治工程施工方案编制单位：审核：编制日期：2008年5月4日西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第2页共28页目录第一章、工程概况………………………………………………3第二章、编制依据………………………………………………6第三章、施工方案及施工机械…………………………………6第四章、主要工序的施工方法及工艺…………………………11第五章、安全保障措施…………………………………………14第六章、质量控制体系及保障措施……………………………18第七章、施工进度计划安排及工期控制………………………23第八章、工、机、料计划与后勤保障…………………………26第九章、环境保护措施…………………………………………28第十章、文明施工措施…………………………………………29西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第3页共28页第一章工程概况一、工程概况贵港至梧州航道整治工程是广西重点建设工程项目之一，其中贵港至桂平段航道工程位于广西的中南部，珠江水系西江航运干线郁江下段，是西江航运干线的重要河段。牛皮滩位于贵港市区河段，上距贵港船闸3km，河床质为基岩，部分区域岩石直接出露，部分有砾砂或卵石覆盖。贵港郁江大桥从滩中穿过，桥区段航道宽130m，航道设计通航孔为主桥第四、第五孔（左起），桥墩与爆破开挖区为零距离，爆破开挖施工涉及大桥的11#～13#共三个桥墩，对该桥的安全构成很大威胁。郁江公路大桥（原名为贵县西江大桥）为钢筋砼箱型拱桥，于1980年建成。主桥共6孔，单孔净跨65.0m。桥梁的下构即桥墩为片石砼坞工结构，桥墩基础顶高程为27.0m（黄海基面，下同），往下呈阶梯状分级扩大，共三级，每级高1.0m，下一级比上一级每边扩大0.7m，墩基础底高程为24.0m，全部置于基岩上（施工时炸除表面风化层）。11#墩基础平面尺度（长×宽）顶面为1656×556cm，底面为1656×836cm；12#、13#墩基础平面尺度（长×宽）顶面为1662×562cm，底面为1662×842cm。考虑爆破施工对桥梁的影响，本方案特针对桥梁上游50m至桥梁下游50m（K3+700～K3+820）的航道施工提出具体施工组织方案，用于指导施工，工作内容包括:液压分裂破碎水下礁石，水下清碴、挖卵石等。西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第4页共28页该河段航道长度120m，炸礁工程量4563.5m3，挖卵石4500m3，岩层平均厚度约0.5m，砂层平均厚度约0.7m。二、自然条件1、工程地质条件：根据地质勘察报告，该段航道为河流侵蚀堆积地貌，大部分暗礁沿岸边分布，局部延伸至主航道下，河床覆盖层主要为第四系河流冲积的园砾层，呈松散状，局部混淤泥.揭示层厚0.10～1.85m，疏浚岩土分级为11级;基岩为中风化灰岩和微风化灰岩。两岸地层稳定，小规模爆破不会诱发地质灾害。根据设计文件，桥墩上游65m（K3+690断面）至桥墩下游25m（K3+800断面）之间的河床岩层分布集中于距航道右边线40～55m的范围内，由右边线外向中线深槽倾斜延伸。爆破挖深不大，平均挖深在0.0～1.5之间。2、自然环境和重要保护设施航道从桥梁11#、12#、13#桥墩之间的桥孔通过，施工中，确保桥梁、行人和车辆的安全是的保证施工安全的关键，桥墩则是直接受影响的因素。3、交通条件：陆上交通条件：陆上交通便利，有公路通至河边码头。水上交通条件：施工河段河水落差较小，河宽300～500m，水流较为缓慢，水流对施工船舶影响较少。4、气象特征气温：施工地理位置属南亚热带气候，高温多雨，历年极端最高气温40℃，极端最低气温-3.0℃，平均气温20.7℃，最冷月平均气温17.8℃（一月），最热月平均气温25.8℃（八月）。降雨：年平均降雨量1315～1470mm，最大年降雨量2050mm，最小年降雨西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第5页共28页量785.5mm。由于流域受季风控制，降雨季节分布不均匀，多雨季节集中在5～8月份，10月至次年1月降雨较少，是施工的主要季节。5、工期及质量要求工期要求：2008年06月01日至2008年12月10日。质量要求：满足设计文件要求，确保工程按《航道整治工程质量检验评定标准》（JTJ314－2004）和《疏浚工程质量检验评定标准》（JTJ324－96）进行检评，施工质量达到优良等级。西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第6页共28页第二章施工组织管理及施工平面布置2.1组织机构组织机构详见图2.1-1：2.1-1组织机构图2.2组织关系项目部根据工程特点，对管理职能进行分析，按加强协作和赋以处理权限疏浚施工组项目经理技术负责人项目副经理QA/QC部安全部物资设备部财务部综合部测量组工程部分裂岩石施工组常务副经理西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第7页共28页的原则，设置项目经理部岗位，建立和健全岗位责任制。项目经理是驻工地的全权代表，代表法人行使对本工程的工程业务和技术组织管理权，同时接受甲方和监理工程师的依约监督。2．3项目成员项目部配备足够的施工技术管理人员和熟练的技术工人，在施工中按设计和“技术规格书”要求精心施工，按《航道整治工程质量检验评定标准》（JTJ314－2004）和《疏浚工程质量检验评定标准》（JTJ324－96）进行检评，进行检验，严把工序质量关。2．4施工管理按照和执行国家及相关部委或地方的有关规范、要求严格执行文件规定，按程序实施过程质量控制和施工管理。同时，遵循业主代表和监理工程师对施工过程管理、施工节点控制和施工质量控制的有关要求和指令。2．5施工平面布置2．5.1临时设施的布置依据本工程规模及性质，由于工程为航道整治工程，主要在河中进行疏浚、分裂破碎岩石、清碴等作业，主要施工机具为挖泥船、分裂岩石施工作业船等，施工人员住宿以配备的住宿船为主，不再专门进行施工场地布置和修建临时设施。鉴于项目管理实际情况，项目部设在桂平市郁江桥头，业主（建设办）办公楼大院内，设有项目部办公区和生活区等。西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第8页共28页2．5.2施工基线布置根据业主提供的各滩段施工测量控制点，在施工区域内布置并测设施工基线网。第三章施工部署及施工工艺特点3．1施工工期安排工期总体安排：2008年06月01日至2008年12月10日。3．2施工通航安排封闭右航道施工，利用左航道保持正常通航。3．3施工工艺特点根据本单位的现有水下施工设备和长期从事水下施工的经验，结合本工程的施工环境和施工条件，考虑施工作业对周边环境尤其是郁江大桥的影响，侧重从安全、兼顾工期、成本等方面进行比较制定本方案。本工程水下岩石为坚硬的中风化灰岩和微风化灰岩，近距离的郁江大桥是重点保护建筑物，在近桥墩一定距离内使用炸药爆破施工有重大的安全隐患，为减小周围不良影响，安全施工是整个工程的重点和难点，为了确保安全，在距桥墩50m范围内不使用炸药爆破，而采用液压分裂破碎工艺施工。液压分裂破碎的原理和优点：岩石的特点是拉应力远远小于抗压应力，只有其抗压应力的10%左右，如果从外部把岩石打碎，由于岩石的抗压应力大，工效低，耗能大，难以实施，而且在水下能见度差的情况下，效率更低。西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第9页共28页任何物体都有其自身的特点，岩石具有极高的外部抗压强度，而从内部向外的抗拉强度却很小，针对这种特点，我们采取了新式机械液压分裂破碎技术，侧由岩石内部向外，破坏岩石内部结构。液压分裂机由高压液压泵站、系列控制阀、油缸、楔形块组及高压配管组成。其工作原理为：利用钻机在坚硬岩石上钻孔，然后插入分裂机的楔形块组件，当启动液压泵站，液压泵站工作产生高压，驱动分裂机楔形块组的中间楔块向前运动，将反向楔块两边撑开，产生巨大分裂力（可达500～600吨），岩石在此分裂力作用下，沿设定的位置根据人们的需要分裂开来。原理图如下：分裂物两边楔块中间楔块爆破工程量大，工期紧，爆破药量大小和工程进度是一对矛盾，在药量严重受控制的情况下，进度慢，放炮和清碴交叉施工干扰较大，而且不确定因素多，危险性大。所以为确保大桥安全，全部用机械破碎的办法，彻底解决这一难题。本机械破碎与爆破施工进行对比，具有以下优点：1、安全性液压分裂机是在静态液压环境下可控性的工作。因此，不会像爆破和其他冲击性拆除、凿岩设备那样，产生一些危险隐患，无需采取复杂的安全措施。与反铲挖泥船可以24小时不间断的联合施工，不需要躲避飞石，无施工干西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第10页共28页扰。不需要进行爆破安全计算，经过层层严格审批，不需要办理爆破手续，可以随时快速开工。炸药是重大危险源，不用炸药，就彻底避免了丢失、误爆等重大安全事故。减少了管理成本。2、精确性，近距离施工对桥墩无影响与大多数传统的拆除方法和设备不同，液压分裂可以预先精确的确定分裂方向，分裂形状以及要取出部分的尺寸，分裂、拆除精度高，对岩石的表面平整光滑，远远超过光面爆破。3、快速性液压分裂数秒钟就可以完成分裂过程并且可以连续无间断地工作，；其运行可靠；无需像爆破作业那样采取隔离或其它耗时和昂贵的安全措施。4、环保性液压分裂工作时，不会产生震动、冲击、噪音、粉尘飞屑等，周围环境不会受到影响。即使在人口稠密地区或室内，以及精密设备旁，都可以无干扰地进行施工工作。5、适应性强设备完全能在水下施工，不受水下压力的影响。主要施工工序为，首先，清除表面覆盖层和松动岩石。然后，在距桥梁上下游1～50m范围内（根据设计文件距桥墩1.0m范围内的岩石不开挖）局部强挖不动的礁石用液压分裂方法分裂岩石，再由大功率反铲挖掘机进行挖掘清碴。距桥墩50m范围外的岩石用水下控制爆破的方式进行爆破（施工方案另定），确保桥梁的安全。3．4液压分裂破碎岩石施工液压分裂破碎岩石施工采用潜水作业，用全液压钻机钻孔，然后用液压分西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第11页共28页裂破碎方法碎裂岩石。由专业潜水员进行水下作业，钻孔参数为0.5×0.5m，孔底标高低于航道设计标高0.4m。图片1液压分裂破碎施工示意图第四章主要工序的施工方法及工艺4．1大功率挖掘机强挖施工方法1、施工定位大功率反铲挖泥船定位采用“四缆法”定位，用锚缆法或带岸缆方法实施。定位时采用一根主缆，左右各一根横缆，必要时不靠泥驳的一侧可增加一根尾边缆以稳定船尾。定位准确时即下沉左右两根定位桩，接着进行下一道工序强挖。挖除表层松动岩石。2、施工工艺大功率反铲挖泥船定位方式为锚缆式，其施工工艺包括施工展布、定位、西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第12页共28页下桩、反铲挖掘机强挖、装驳、卸渣等工序，对于挖不动的则用液压分裂使岩石破碎或开裂，然后再强挖。如下图所示：为控制施工质量，大功率反铲挖泥船强挖采用分条开挖的施工方法。分条宽度根据挖掘机实际挖宽能力确定。施工中，根据每个开挖区域的实际范围划定条数，每两条之间保证有一定的重叠部分，斗与斗之间亦要重叠，以避免漏挖。挖掘机挖深由斗臂上画的刻度控制。平面位置由施工区的纵横导标或全站仪控制。分条开挖如下图所示：设立导标反铲挖掘机强挖石渣装驳运输卸渣水深自检布缆定位下桩下道工序合格不合格另类办法施工西江航运干线贵港至梧州航道工程施工№5合同段牛皮滩（郁江大桥段）航道整治开挖施工方案第13页共28页4．2液压分裂破碎施工方法1、施工定位液压设备及动力站装在小型工作船上,定位采用“三缆法