山体开挖施工及防护方案

白花山大桥山体开挖施工及防护方案一、工程概况白花山大桥位于东莞市虎门镇，在K44+010处与虎门大道相交，交角为58度， 路面宽33m，在K44+063处与广深珠高速相交，交角为33度。白花山大桥孔跨布置 为左幅：25m预制小箱梁+(59+86+52)m悬浇预应力砼连续箱梁。右幅桥跨布置 为：2X25预制小箱梁+ (65+112+65) m悬浇预应力砼连续箱梁。下部构造为花瓶 桥墩和双柱墩，基础均为钻孔灌注桩。该桥址区位于虎门大道和广深珠交叉地带，虎门大道和广深珠高速在该区域 为切方路基和桥梁，形成人工沟槽地形，桥墩多位于边坡位置，边坡最高达50m， 其中右幅4#墩位于广深珠的陡峭边坡上，边坡为喷射砼护坡，目前施工人员尚无 法到达该位置，左幅24号墩桥面标高低于山体标高，需开挖山体。本桥山体基 坑开挖土石数量有8万多方，山体大部份为基岩，且均分布在广深珠高速和虎门 大道的边坡上，左3#墩和右4#墩承台边缘与广深珠高速公路行车道的最小距离约 为3m，在边坡上开挖石方，将直接危及高速公路设施和行车安全。具体大桥地形 情况附后白花山大桥墩台地形横断面图。二、施工安全危险性分析白花山大桥跨越虎门大道和虎门高速公路，两侧墩台及接线路基均位于既 有道路陡峭的石质堑方边坡上，故在进行路基土石方与桥位山体开挖时须进行有 效的安全防护措施控制飞石对正在运营的高速公路及地方道路构成的安全隐患； 在施工中我们主要从施工技术方案和施工防护措施方面来保证既有公路沿线施 工和行车安全。1、在石方的开挖作业过程中因为开挖区域离既有运营线很近，对既有线的 行车和行人构成了极大的威胁。这就要求在开挖作业过程中不能有飞石，不能造 成塌方，所以在开工前期我们就根据以往施工的经验，采用机械开挖的形式进行 施工。施工中再根据地形条件，尽量先施工离既有道路较远的地方，使其形成一 个与既有道路相反的临空面后再开挖靠近既有道路的部分，避免或减少对既有道 路方向产生飞石和塌方。在施工过程中只采用掘岩机械开挖方案进行施工，这样 可保证既有线路行车安全，但施工进度较慢，成本较高。2、对开挖体表面采用覆盖形式防止上部开挖时下部垮塌形成大体积滑坡， 对既有道路需要开挖的边坡采用48钢管加金属网的防护排架防止飞石飞向线 路或民居。3、在既有道路边坡坡脚设置防撞护栏及钢板围挡，使沿边坡滚落的石屑土 块和扬尘等不致于进入人行道或行车道，防碍交通；对开挖山体附近30m范围内 既有公路高边坡进行锚索加固，防止开挖时附近的山体出现大体积滑坡，造成不 可预计的后果。4、在既有道路一定范围内设置警示警告标志和安全宣传标语。在必要的时 候对道路进行交通管制，确保行车安全。5、加强施工人员安全教育，配备专职安全员进行全过程的安全防护监督。三、山体开挖根据现场踏勘，既有道路两侧为高堑方边坡，背面则为绵延的山脉，开挖山 体临近既有高速公路和地方道路，不能采用爆破开挖。山体开挖采用机械掘进， 人工辅助的方式，开挖范围为桥头路基K43+793K43+971，桥梁下部 K44+083K44+190，开挖边坡设计为1： 0.75，每10米设一级台阶，台阶宽度为 1米，坡面采用挂三维网喷播植草防护。山体开挖时，由于施工场地比较狭小，先进场一台卡特D9推土机和一台 PC230挖掘机，采用D9推土机跟挖掘机施工掘进，开挖面扩大后再增加施工机 械确保施工进度。开挖土石方采用挖机配合自卸汽车转运出施工场地到指定弃土 场。开挖时，先开挖远离高速公路一侧的山体土石方，再开挖临近高速公路山体 边坡，详见白花山大桥山体边坡开挖施工顺序示意图。四、开挖防护方案由于开挖山体临近既有高速公路和地方道路的两侧，山体陡峭，边坡最高达 50多m。开挖时主要防护分为两个部分，一是开挖范围内的防护，主要保障山体 开挖产生的振动，陡峭山体上危石，悬石产生扰动时不能滑落至既有高速公路和 地方道路，采用靠壁式防护排架和道路临近开挖侧防撞墙支挡方案；二是开挖深 度较深，为避免开挖时开挖体周围山体出现整体滑坡、垮塌现象，在开挖前应对 开挖体周围山体进行锚索稳固处理，处理范围为开挖体下部及靠近开挖线侧30m 范围山体。1、靠壁式防护排架靠壁式防护排架搭设范围为：桥头路基 K43+793K43+971段排架长度为 200m，桥梁下部K44+083K44+190排架长度为220m。线路侧的滚石防护及开挖 山体的临空面在既有线路侧，开挖时危石向线路侧飞散的可能性也很大，这便要 求线路侧边坡需要设置防护，而且由于此防护在整个施工过程中起的作用最大， 我们考虑采取刚性支护一一靠壁式防护排架（附后图）。靠壁式防护排架施工方法：由48钢管沿既有道路边坡搭设靠壁式防护排 架，钢管排架共设置2层，层距为1米，内层间距边坡0.5米。横向每2米设置 一道48钢管作为横向支撑，同时与钢管排架节点相对应，每4X4m设置一根 0 25, L=4 m的砂浆锚杆，并使之与钢管排架用连接筋焊在一起，形成整体，排 架外侧用金属防护网整体覆盖，然后再采用2层绿密目安全网防护。排架将开挖 高度内的山体边坡全部覆盖，边开挖边降低。白花山大桥山体开挖既有公路高边 坡靠壁式排架及金属网防护，根据现场测量，虎门高速公路沿线边坡防护长度为 220，平均高度为40m，整体防护面积为8800m2；虎门大道沿线边坡防护长度 为40m，平均高度为38m，整体防护面积为1520m2。在施工过程中靠壁式钢管排架同时还起工作平台的作用，因此在整个需要开 挖的边坡面须从下至上一次性搭设。钢管排架外表面还应挂绿密目安全网，保证 排架上的施工人员的安全。（附后靠壁式排架施工照片）施工注意事项：a）钢管排架应按脚手架操作规程搭设，并用连接筋与砂浆锚杆焊接牢实， 形成整体刚性结构。b）砂浆锚杆的连接筋应箍死立柱，双面焊接长度不小于1 5 c m。c）金属防护网要严密并与砂浆锚杆连接牢固，以防止飞石穿出，影响行车 安全。靠壁式排架施工照片2、钢管桩防撞墙为保证从山坡上滑落至既道路两侧的土石方不滚入行车道，在高速公路和虎 门大道靠近开挖山体一侧放置钢管桩防撞墙，采用6 630mm直径的钢管桩作为 主要防撞受力结构，钢管桩底采用100X 100X 100cm的砼预制块基础，预制块 砼基础预埋型钢做为钢管桩连接基座，保证钢管桩在搭设过程中的稳定性，钢管 间距为3m，高4m，沿高度方向每1m设置横向25槽钢，共4道，在25槽钢外 侧满焊0 6mm钢板作为挡板。白花山大桥南侧山体开挖影响范围比较广，沿虎门 高速右线左侧需搭设250m防撞墙；北侧桥墩基坑开挖，沿虎门大道右侧需搭设 95m防撞墙，在安装过程中需占用既有高速公路一行车道。详见白花山大桥山 体开挖既有道路沿线防护方案图。施工注意事项：a）为保证钢管桩防撞墙在土石方冲击力作用下的稳定性，采用二道锚索将 钢管桩与坡面进行锚固。b）靠近虎门高速的防撞墙安装，由于施工过程中采用吊装作业，需封闭高 速公路右侧紧急停车道，做为施工通道，施工时间为20天左右，按公路养护规 范对该施工段设置交通管理区域。c）钢管桩防撞墙总高度为5.0m，重心位置偏高，为保证其在土石冲击压力 下的稳定性，其锚索必须注浆，施工符合规范要求；d）由于南北大道一侧的防撞墙为御土防撞，土石冲击力较大，在钢管桩防 撞墙前面再加设一道砼预制块防撞墙，在钢管桩反面加25槽钢斜撑支撑于封闭 行车道上面。3、锚索稳固在山体开挖过程中为避免开挖时周围山体出现整体滑坡、垮塌现象，在开挖 前应对开挖体周围山体进行锚索稳固处理，处理范围为开挖体下部及靠近开挖线 侧30m范围山体。锚索作为主要受力构件，采用4束15.2高强度低松弛钢绞 线（其强度标准为1860kPa），锚索设计拉力600KN，按15%超张拉。锚索下倾 25，锚索长30m，锚固段长30m，钻孔直径110mm，钻孔超钻1m。框架梁间 距为4.0m，呈菱形布置，截面尺寸为0.6m X 0.5m。锚索施工：a）锚索施工前应进行张拉试验，通过试验确定施工工艺及锚索的安全性。锚 索的试验荷载值取设计拉力的1.4倍。b）严格按图上的锚索间距、倾角进行施工，因地形变化，位置可适当调整。c）锚索钻孔应采用风动干钻施工法，不能采用水钻，钻孔直径、深度等均应 满足设计要求；如遇坍塌地层松散、破碎时，应采用跟套管的钻进技术，以使钻 孔完整不坍。d）钻孔完成后必须及时采用高压送风进行清洁，并及时下锚注浆，如遇雨天 孔内进水、则必须先清除孔内积水再下锚注浆。所使用的锚索应作好防腐处理， 在运输及下锚过程中不应损伤防护措施。e）锚索采用二次注浆工艺，注浆采用M30水泥砂浆，第一次常压注浆，注浆 压力初凝后进行第二次注浆，注浆压力不小于2.0Mpa，注浆应采用自孔底向上 一次有压注浆技术，中途不得停灌，要保证浆液饱满，必要时对口那个口段进行 补浆，不得有里空外满的现象。待注浆体强度达到设计强度的80%以上（约两周） 进行张拉锁定。f）锚索张拉完成后切除其外露多余部分，应留812cm以防曳滑，对于锚具 及垫板应采用防护剂仔细涂刷，最后采用C15混凝土将外露钢件（钢垫板、钢绞 线）封死，以作永久防护。五、工期安排白花山大桥山体基坑开挖工程进度为白花山大桥施工工期的关键性制约因 素，为了使白花山大桥受地形限制的桥墩能尽快开工，确保白花山大桥的总体工 期进度，需尽快进行白花山范围的山体及基坑开挖施工。目前施工处已组织好施 工队伍，待该方案报建审批后可立即投入施工，首先进行既有公路沿线防护及进 场便道等施工准备工作，然后施工机械设备进场开始山体开挖及桥墩基坑施工。1、从2009年12月7日至12月20进行白花山大桥山体开挖施工及防护方案的报 建，同时组织施工人员、机械设备材料等准备工作；2、计划于2009年12月20日至2010年1月20日一个月时间内完成：1）虎门高 速公路及虎门大道沿线施工防护设施及交通管理区域标志标牌施工；2）完成既 有公路高边坡靠壁式排架和金属网防护及附近边坡锚索稳固等边坡防护施工；3） 拉通进入白花山山体开挖场地的施工便道；3、所有前续工程及施工准备工作完成后，正式开始白花山山体开挖及基坑 施工，计划于2010年1月20日至2010年4月20日完成所有山体开挖施工。六、交通组织山体开挖时，为保证既有高速公路和地方道路的交通安全，开挖期间将对虎 门大道（既有地方道路）和虎门高速（既有高速公路）进行交通管制和安全防护。 交通管制和安全防护主要为：1）开挖期间封闭虎门大道由北往南方向95m的右侧行车道，通过交通引导 和锥形交通路标进行交通隔离和管制。在已封闭行车道设置两道防护隔离墙，一 道设置在临近开挖一侧的道路边缘，主要保障滑落泥石不滚入道路路面，另一道 设置在行车道上，主要扬尘不影响行驶车辆整洁。详见山体开挖跨虎门大道沿 线防护方案图。2）防撞钢管支架搭设施工期间封闭虎门高速靠近开挖山体一侧的250m范 围的路肩，做为防撞墙支架搭设施工区域，沿高速公路波型护栏设置一道钢管桩 防撞墙，主要保障滑落泥石不滚入路面，隔离车辆驾驶员与施工范围的视线交叉， 保障行车的心理安全。详见白花山大桥山体开挖既有道路交通组织防护图。七、施工便道白花山南侧施工场地的施工便道从南面山大桥接入，经大里程桥头路基，再 放坡至左3#墩和右4#墩，其中左3#墩和右4#墩墩位处地势险要，施工便道修建 难度大，两主墩位于高速公路边坡上，施工便道必须从山顶放坡至墩位处，高差 达15m，便道的纵坡将超过20%，并且修建便道必然破坏既有高速公路边坡，切 削山体，开挖范围和工程量大；白花山北侧的施工便道通过从南北大道分叉的一 条小道，经小里程桥台路基到达，便道均需经过路基，在路基完成后拉通。附后 7号施工便道示意图、8号施工便道示意图。便道开挖边坡设计为1： 0.75，每10米设一级台阶，台阶宽度为1米，坡面 采用挂三维网喷播植草防护。堑方边坡坡脚设浆砌片石矮脚挡土墙，墙宽1.5m， 高度3m。八、安全保证措施1、组织管理措施1）组织机构按照有关规定，根据广深沿江高速公路的特点及施工、协调需要，威远施工 处成立了以处长夏雨成为组长的安全生产领导小组，负责施工中的安全方案的编 制、实施和日常安全管理工作。安全生产领导小组人员名单如下：组长：夏雨成副组长：曾浩彭耀荣姜剑峰谭利元曾东明组员：邓万能刘建军潘军龙志刚施工处设安全生产办公室，安全生产办公室主任：邓万能。2）成立交通协调管理小组。为使交通组织方案全面落实、责任到人，成立相应的交通管理协调小组。交 通管理协调小组由交警大队、虎门公司、业主和施工单位共同组成。交通管理协调小组的职责：主要是负责本工程施工期间的交通组织管理，审 查及批准交通组织方案，协调有关单位、人员之间的关系，检查处理有关交通组 织问题等。3）安排专职交通协管人员工程施工期间，施工单位组织安排所需要的足够人员担任交通协管员。协管 员应着反光衣，佩戴值勤袖章，手拿红旗。其主要职责是对施工工人违章作业， 影响交通安全的行为进行监督和制止；听从交警指挥，配合交管部门做好交通安 全维护等工作。2、临时配套措施根据公路养护安全作业规程，在施工场地及附近布置标志牌等交通安全 设施。1）施工场地与行车道隔离。采用钢骨架与2cm厚的木板相结合形成稳固 可靠的隔离墙，板面用蓝色油漆喷涂，并附有安全文明施工宣传标语。在警告区 内设置施工标志、限速标志和可变标志，在上游过渡区起点至下游过渡区之间放 置锥形交通路标；在缓冲区与工作区交界处布设路栏等。2）跨线桥上部构造施工时在现有交通道路上设安全交通警示标志和防坠落 物网（或防坠落物平台）以及限高限速标志。3）施工现场的标志要醒目，夜间配有安全警示灯。4）设置各路口临时交通引导标志和禁令标志。3、安全教育宣传1）做好交通组织宣传工作。施工前提前半个月发布施工公告，提前过往车 辆注意通行，改道标语标志牌应醒目，夜间应配合安全警示灯。2）完成交通标志的设置工作。在改道前七天，完成整个交通组织系统的标 牌、标线及交通维护设施的安装工作；完成临时路口的交通组织方案的实施，使 整个交通组织体系完全形成。3）做好施工人员的交通安全教育。在工程开工前，要对全体施工人员进行 交通安全教育。通过大会、小会宣传，安全知识问答，张贴交通事故宣传案例等 多种形式，提高施工人员的交通安全意识，杜绝野蛮施工，切实落实交通组织方 案。只有这样，才能做到施工、交通两不误。4）在高速公路高边坡上施工时，做好安全防护措施，设置防落物网（或墙） 和防落物平台，确保行车的安全，防止高空坠物砸损车辆。5）对临时封闭的原高速公路匝道应做好封闭标志，防止通行车辆进入施工 区域。6）进出施工场地内车道口安置交通管制标志、行车标志、限制车速标志。7）执行东莞、虎门政府有关规定，实行材料、司机人员卫生负责制，设专 人跟踪打扫污染的道路，确保道路整洁。8）加强施工便道的维护，晴天每隔2小时洒一次水，防止尘土飞扬，雨天 及时排水，确保有良好路况，松散材料运输时要表面覆盖彩条布、油布等，防止 材料散落污染环境。4、安全施工注意事项跨越高速公路道路施工时，除遵守施工安全规定外，特别注意一下事项：1）设置交通安全设施及施工时，凡在公路上作业的人员均必须穿反光衣。2）在设置交通安全设施时，作业时间应合理安排，尽量安排在晚间或车辆 较少时施工，施工时临时安排交通协管员组织交通疏导。3）跨线施工时电缆均采用架空处理，架空高度超过5m，禁止在道路上拖拉。4）钢管桩向车辆行驶侧必须设置砼防撞护栏，保证支架安全。5）凡进入施工现场人员，必须佩带安全帽，各级人员严禁穿拖鞋、硬底鞋、 高跟鞋、易滑鞋上工地，严禁酒后上班及上班时嬉笑打闹，高空作业超过2米时 须系带安全带，管理人员须戴牌上岗，跨地方道路支架作业时现场必须安排安全 管理人员。6）搭设各种支架，必须牢固平整，杜绝随意施工，超过2米时，须架设安 全网。7）高空支架临空面，布设安全护栏，高空作业严禁物体抛掷下落，严禁上 下交叉作业，重叠施工。夜间施工必须有足够的照明设施，进入施工场地须有安 全通道，并有安全标示牌，严禁乱爬，发生意外。8）遇有六级（含六级）以上大风等恶劣天气时，应停止高空露天作业、缆 索吊装及大型构件起重吊装等作业。5、施工安全保证措施1）认真贯彻“安全生产，预防为主”的方针，施工人员进场必须先进行安全 知识教育后才能上岗，定期组织有关人员进行安全检查，对安全隐患及时清除。2）施工现场的电气设备由电工负责管理，电工应经常巡视线路、配电箱、发 电机、变压器等有无异常，开关、配电箱应上锁，不准无关人员私自动用，严格 执行电气安全操作规程。3）各种机械操作人员要持证上岗，严格执行工作前的检查制度和工作中的注 意观察及工作后的检查保养制度。严禁带病使用，严禁酒后作业，离开机械设备 必须按规定将机械来稳停放于安全位置，将驾驶室锁好，严禁将机械设备交给无 关人员操作。4）凡进入施工现场作业人员，必须头戴安全帽并扣好帽带，佩带上岗证。严 禁穿拖鞋、高跟鞋或赤脚进入施工现场。高空作业必须系好安全带。5）所有工作人员严格遵守作息时间，上班时间严禁醉酒，严禁参与赌博。除 特殊情况外，不得以至或私自离岗。6）施工路段，林区较近，严禁野外生火，以免发生火灾。九、安全保证体系1、建立健全安全保证体系针对B8标跨线路段土石方施工的特殊性，威远施工处设立专门的安全管理机 构，由施工处处长任组长，主管土石方的副处长、工区长、安全工程师任副组长， 施工现场设专职安全员，归安全生产办公室领导，负责工程的安全管理工作，各 生产班组设兼职安全员，协助班组长做好本班组的各项安全管理工作。加强与广深珠高速公路及地方路政交警部门的横向联系，做好交通高峰期及 施工区域附近的安全疏导和交通管制工作。2、建立健全各项安全生产的规章和管理制度，体现“全员管理，安全第一” 的基本思想。明确安全生产责任，做到职责分明，各负其责。3、安全技术交底和安全教育培训在施工前，项目部组织所有参建的施工人员进行全员安全技术交底，每天对 上班的施工人员都进行安全教育。做到安全教育时时讲、人人讲。制定安全应急预案1）做好施工安全预案，组建安全应急机构，所有安全小组人员24小时开通 手机和对讲机，安全小组人员名单和电话与交警、路政、虎门公司、广深项目公 司及地方相关部门做好通信录。2）当发生交通安全事故时，及时通报交警、路政等部门；做好简单的现场 求援；保护好事故现场。十、交通事故预防及应急预案1、总则1）遵循“安全第一，预防为主”为方针，坚持预防和救援相结合的原则，以 危急事件的预测、预防为基础，以对危急事件过程处理的快捷准确为重点，以全 力保证人身和设备安全为核心，以建立危急事件的长效管理和应急处理机制为根 本，提高快速反应和应急处理能力，将危急事件造成的损失和影响降低到最低程 度。2）本预案适应于本施工处施工作业范围内主线、匝道、临时道路等区域。3）在其他地方发生的交通事故，应迅速通知当地的交通警察，同时通知施工 处安全生产办公室，施工处的有关人员到达现场后，应协助交警救助受伤人员， 事故的处理和善后等工作，由交警负责。2、危急事件的预防1）组织各类车辆的司机认真学习“中华人民共和国道路交通安全法”提高行 车的安全意识。2）制定严格的预防交通事故措施，防止违章开车。3）开车前发现有精神不振，喝酒等现象的，应立即停止开车3、危急事件的应对和处置措施1）在接到事故现场有关人员报告后，凡在工地的应急救援指挥领导小组成 员（包括组长、副组长、成员）必须立即奔赴事故现场组织抢救，做好现场保卫 工作，保护好现场并负责调查事故。在现场采取积极措施保护伤员生命，减轻伤 情，减少痛苦，并根据伤情需要，迅速联系医疗部门救治。2）认真观查伤员全身情况，防止伤情恶化。发现受伤人员有呼吸、心跳停 止时，应立即在现场就地抢救。对伤员进行止血、包扎、转移搬运伤员、处理急 救外伤等。3）救护人员到达现场时，首先应立即与救护负责人取得联系并交待现场有 关情况，然后协助救护人员进行抢救。4）接到事故现场有关人员报告后，应急救援指挥领导小组应立即用快速方 法报告给公司和总项目部。5）人身轻伤事件应急措施（1）轻微伤：止伤者的工作；实施简易处置；伤势为创口时，迅速将伤者送工地医疗点医疗；需要一定处置才能走行时，电话通知工地医生赶赴现场；（2）轻伤：立即停止伤者的工作；实施简易处置；伤势为创口时，迅速将伤者送工地医疗点医疗；需要一定处置才能走行时，电话通知工地医生赶赴现场；出现非重伤任一条件的骨折及器官、四肢伤害或伤情难以确定时，由工地医 生决定或根据伤者意见转上一级医院救治；6）人身重伤事件应急处置措施救助伤者；停止他人及伤者工作，保护事故现场，防止他人进入；电话求助120赶赴事发地点实施紧急救治；由医生作出伤势诊断或根据伤者意见作出送上一级医院决定；应急救援指挥领导小组迅速向公司和总项目部汇报，要求事故现场拍照和事 故调查；4、应急预案的启动与结束1）事故发生后，事故现场的其他作业人员，应及时将现场情况报告现场主 管领导（工区长、工班长），主管领导应及时报告施工处应急救援指挥领导小组 的正、副组长。事故现场的其他作业人员也可直接报告领导小组的正、副组长， 应急救援指挥领导小组同时将情况告安监部门。2）领导小组的正、副组长接到报告后，根据具体情况，确定是否启动本预 案。3）现场作业人员应配合医疗人员做好受伤人员的紧急救护工作，施工处安 全生产办公室人员应做好现场的保护、拍照、事故调查等善后工作。4）现场的事故处理工作完毕后，应急行动也宣告结束。事故的调查和处理 按相关规定进行。5）生产、生活维持或恢复。