石方机械破除工程施工组织设计方案

中南建设集团

祁东县曙光路道路工程第二合同段

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施

工

方

案

祁东县曙光路道路工程第二合同段项目部二○一五年一月十一日

路基石方机械破除开挖施工方案

一、工程概述

祁东县曙光路下穿沪昆高铁湘桂跨线桥，沪昆高铁系联系湘桂两省交通大动脉，交通量大，约十分钟就有一辆动车通过。曙光路K2+500~K2+717.339围为路堑路段，切方量约13.91万m3，其中石方约8.35万m3。石方上覆粘土厚3-5m,岩石上部岩溶侵蚀严重，沟槽发育，沟槽充填高液限土。该处石方原设计为爆破开挖。为确保高铁运营安全，根据国务院安委办明电〔2011〕32号安委会办公室关于开展京沪高铁沿线“打非”专项行动督查的通知精神，高铁附近200米围严禁爆破作业。本工程段拟采用人工钻孔辅以机械破除（液压镐劈裂破除法），50t破碎锤二次解小相组合法施工工艺施工。

二、编制依据

国务院安委办明电〔2011〕32号文件精神

《祁东县曙光路道路工程施工设计图》

《城镇道路工程施工与质量验收标准》

三、主要施工方法

1.施工方法简述

K2+500~K2+717.339段路基石方开挖采用自上而下分层开挖的方式进行施工。首先将上覆土层及岩石沟槽土方挖除，布点后采用Φ42mm风钻钻孔，再采用岩石液压劈裂机挤裂，辅以50t破碎锤二次破碎工艺。按照设计边坡坡度、台阶及路基标高进行分层破碎，挖掘

机配合清除岩块，破碎将至设计坡面时，停止机械破碎，采用人工、风镐整修石面，最后挖机进行全断面整修坡面。

2.QL-系列液压劈裂机工作原理

QL一系列液压劈裂机由超高压液压泵站、系列控制阀、劈裂机油缸、楔形块组及超高压配管组成。

其工作原理为：利用风镐、(液压稿)、等在坚硬岩石钻孔，在钻好的圆孔上，插入劈裂机的楔形块组件，当启动液压泵站，液压泵站工作产生高压，驱动劈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(达500～600t)，此分裂力由岩石部向外，破坏岩石部结构，(此力是拉应力，岩石的拉应力远远小于抗压应力，只有其抗压应力的1O左右)；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。

3.坚硬石方劈裂工艺

3．1劈裂点设置

劈裂点的合理设置是保证作业质量和工作效率的关键，以下几个参数是劈裂点设置的关键：①底孔轴线是否在同一平面；②底孔深度；

③底孔间距。参数②、③中的具体数值设置，主要取决于劈裂机的型号，同时受岩石的密度、强度等影响。例如该项目采用的PI一45L 液压劈裂机在劈裂石灰石岩石的时候，一般劈裂l m面积的石灰石需要40t劈力。如劈开长约5m，高约2m的石灰石岩石，一般设置3～4个劈力点。

3．2底孔参数选择及钻孔..

1)底孔直径底孔直径取决于液压劈裂机楔块组件，T作部分外径的大小，而楔块组件的大小取决于现场的岩石大小，本工程岩石体积较大，选用大直径楔块组件，该项目采用42mm的底孔直径。

2)底孔深度底孔深度主要有液压劈裂机的型号决定，该项目选取5 00mm的底孔深度。

3)底孔间距底孔间距取决于岩石的特性及液压劈裂机的型号，该项目选取 5 00mm的底孔间距。

4)钻孔岩石钻孔的方向应垂直于孔所在的表面，孔的大小应与劈裂器的直径相适应，钻孔的深度比楔块组件插入长度深l OOmm。严禁打斜孔和浅孔，不应在受力不好的位置打孔。

3．3劈裂

将劈裂枪插人孔中，根据需要适当调整劈裂方向。该项目用的劈裂机一台配3把劈裂枪，在劈裂时，要把3把劈裂枪集中放在3个紧挨在一起的3个孔，而且楔块方向(劈裂方向)要一致，这样劈

力集中，劈裂效果更好，根据岩石大小和坚硬度，可以考虑用 10台.. (30把劈裂枪)同时劈裂，大大提高了劈裂的效率。

四、施工流程

1、测量放线

利用在施工现场设置测量控制网，采用SET3110全站仪进行测量施工控制，根据设计坡比精确放样出路基边坡开挖线，用白石灰画出

轮廓线，经监理人员确认后进行下一步开挖工作。

2、开挖施工

用pc-200挖机清除上覆土层及岩溶沟槽土方，尽可能清除干净。

3、劈裂机试破石方

选定一处有代表性岩体进行试验，钻不同孔距、孔深、抵抗线宽度，分别劈裂，确定合理参数及机具组合。

4、劈裂施工

根据试验得出参数及机具设备组合，布点分组、分层劈裂。

5、50t破碎锤二次破碎

对于大块石头，可采用50t破碎锤二次破碎，液压岩石破碎锤破碎施工时，将液压岩石破碎锤的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后开动破碎锤，利用破碎锤的冲击力，将岩石破碎；岩体即将破除至设计坡面时，采用人工、风镐进行整修。破碎锤破碎时挖机配合，清除破碎岩体，并将已破碎的岩体装车，运输车辆采用自卸车，运至指定地点。

6、下一循环

第一级施工平台上的岩层破到位并采用挖机将坡面修正平整后，然后进行下一施工平台岩体的破碎施工，直至该段路基坡面成型并且路基标高达到设计要求。

7、工艺流程

劈裂机结合破碎锤施工工艺流程图见下图

石方机械破除工艺流程图

五、施工组织

1、工期计划

计划2015年1月15日至2015年5月10日完成该段路基石方机械破除开挖。

2、机械配置

机械设备配置计划表

3、人员配置

现场生产人员配备

六、安全文明施工注意事项及措施

为搞好本工程生产安全，我们将采用以下技术组织措施。

（一）、组织保障

1、坚决贯彻“安全第一，预防为主”的方针。建立健全安全生产规章制度和安全管理体系，项目部成立以项目经理为核心的安全生产领导小组，质安科负责日常的安全管理和检查工作，配置专职安全员。各施工队、班组配兼职安全员。

2、逐级签定安全责任状，经理部与施工队、队与班组、班组与个人层层签订安全责任书，确定安全生产管理目标：杜绝死亡和重伤事故，轻伤率小于1%，无重大责任事故。并将目标分解到人，责任落实考核到人，并定期开展安全生产达标检查考核。

3、开展经常性安全教育活动，教育职工树立“安全第一、预防为主、综合治理”的思想。做到安全生产警钟长鸣。工人入场必须进行三级安全教育，熟悉本工种的安全操作规程。特殊工种持证上岗。

（二）、制度保障

1、在工程开工前，要进行安全技术交底，容要全面且具有针对性，做好记录并要求被交底人签名。

2、坚持每周安全日活动和班前安全活动制度，并做好记录。

3、建立安全检查制度，施工现场要定期进行安全检查。生产班组要坚持班前安全活动并做好记录。班组长及兼职安全员每天检查一次安全情况，专职安全员要随时在现场进行安全检查，发现隐患，及时整改。

（三）、技术保障