边坡基坑开挖范文（精选9篇）
边坡基坑开挖 第1篇
近年来随着城市工程建设的高速发展, 深基坑、高边坡工程不断涌现, 在建筑物密集的市中区, 深基坑的开挖与施工将存在对既有高边坡支挡结构的安全构成威胁的可能。本文以某受邻近深基坑开挖影响的既有边坡加固设计为例, 通过对既有边坡加固设计重点与难点分析, 提出对既有边坡加固的方法;通过采用Midas GTS对加固方案建立有限元模拟, 以及对现场的监测, 对加固方案进行论证。本文对后续类似邻近开挖基坑的既有边坡加固具有一定的借鉴意义。
1 工程概况
1.1 工程简介
湖南某3层地下室基坑开挖深度为9m, 基坑东侧紧邻8m高的永久性边坡, 边坡顶为邻近小区道路及建筑。
1.2 工程地质及水文地质
根据岩土工程勘察报告, 场地内的土层自上而下为 (1) 杂填土 (Q4ml) :褐红色, 松散, 稍湿, 主要成份为粘性土, 碎石及建筑垃圾组成, 此层场地内均有分布, 层厚1.5~9.0m。 (2) 粉质粘土 (Q4al) :褐黄色, 硬塑, 局部可塑, 切面较光滑, 干强度中等, 韧性中等, 土质较均匀, 此层场地内均有分布。层厚5.0~6.90m。 (3) 强风化泥岩 (El2x) :紫红色, 泥质结构, 主要成分为粘土矿物, 裂隙很发育, 岩芯极破碎, 多呈碎块状夹土状, 块径一般2~5cm, 岩质软, 手掰易断, 遇水易软化, 失水易崩解。岩石坚硬程度为极软岩, 岩体完整性为极破碎, 岩体基本质量等级为Ⅴ级。各地层的物理性质与力学参数 (略) 。
场地地下水主要为赋存于素填土中的上层滞水和赋存于强风化泥岩中的基岩裂隙水, 水量一般。地下水补给来源主要为地表水、大气降水下渗及同一含水层侧向径流补给。水位随季节变化而变化, 一般年变幅2.00~4.00m, 水量较小。
根据所取地下水试样的水质分析结果, 地下水对混凝土及其制品具有微腐蚀性作用, 对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
1.3 既有永久边坡支护型式
既有永久边坡 (以下简称既有边坡) 采用的是桩板式支护形式, 支护桩为直径1m中心距3m的人工挖孔桩, 桩悬臂5m, 嵌固5m, 桩间采用150mm厚现浇板挡土, 另外桩顶以上部分通过从桩身延伸一根300×300mm立柱进行支档, 立柱间采用砖墙支档, 既有边坡支护剖面详见图1。
2 边坡支护难点
(1) 既有边坡由邻近小区建设而形成的填方边坡, 坡后有深厚的填土, 对周围变形比较敏感, 若基坑变形控制不当, 可能导致既有边坡产生较大变形甚至失稳。 (2) 既有边坡支护采用的是悬臂式桩板挡墙, 该结构是以自身的嵌固长度来保障坡体稳定, 由于既有边坡支护桩嵌固较短, 基坑开挖后成了吊脚桩, 原支护结构基本丧失支护能力。 (3) 既有边坡坡顶即为小区道路及小区居民楼, 据调查小区道路路基填土未进行严格的压实, 易因既有边坡变形而导致路面开裂。另外, 小区居民楼有一层地下室, 且基础采用的是独立基础, 一方面坡顶没有施工锚索的空间, 很难控制坡顶变形, 另一方面由于建筑基础埋置于原坡坡面并未埋入边坡坡底, 导致建筑对周围变形较为敏感, 容易受既有边坡变形的影响。 (4) 基坑支护边线距既有边坡坡底仅5m, 基坑开挖产生的变形容易对既有边坡产生较大影响。 (5) 既有边坡与基坑组成的多级支护组成复杂, 顶部是永久性的边坡, 底部是临时性的基坑, 两个支护需满足不同条件的要求。
3 基坑与边坡支护方案设计
基坑开挖前既有边坡处于稳定状态, 说明桩板式挡墙一定程度上控制了既有边坡的变形, 保证了边坡稳定。
本次支护设计不仅需要保证基坑开挖阶段既有边坡临时性的安全, 而且需要保证基坑回填后既有边坡永久性安全。但是另一方面基坑回填后既有边坡原桩板式挡墙将恢复一定支护效果, 故对既有边坡的加固应充分利用桩板式挡墙对边坡的支护作用, 加强其因基坑开挖而削弱的嵌固作用, 并增强其控制变形能力。
另外采取一定措施保证坡顶小区道路及建筑安全。
3.1 永久性既有边坡加固方案
既有边坡加固设计以保障边坡稳定、小区道路及建筑物安全为目的, 以“固脚、强腰及隔断基础”思路为主线对边坡进行加固。
主要采取以下措施:
(1) 在既有边坡支护桩前设置两排微型桩, 增强支护桩周边土体的强度并增加土体抗滑移能力, 保证支护桩在基坑开挖时能发挥一定的嵌固作用, 以达到“固脚”的作用。
(2) 在既有边坡支护桩桩间设置两排预应力锚索, 增强既有边坡的稳定性, 加强支护体系控制变形能力, 达到“强腰”的效果。
(3) 在坡顶建筑物前设置两排微型桩, 以抑制基础周围地层的滑动, 减小建筑基础周边土体的沉降, 以达到“隔离基础”的作用。
3.2 基坑支护方案
基坑支护主要从支护形式及施工工艺方面以控制坑顶变形为主要目的, 达到减小对坑顶土体的扰动, 并加强对既有边坡“固脚”的效果。另外通过加强监测掌握支护结构的变形及受力情况。
(1) 在基坑支护形式方面采用控制变形能力较好的桩锚支护, 在冠梁及桩间设置多排锚索, 已达到控制变形及增强既有边坡“固脚”的作用。
(2) 在施工工艺方面要求桩前小断面开挖, 先开挖出锚索施工面, 待全部锚索施工完后再进行大面积土方开挖, 另外对于锚索施工方面, 要求锚索钻孔后立即注浆, 减小边坡桩底土方的暴露时间。
(3) 加强本侧基坑及边坡的监测, 在既有边坡加固前开始对场地进行监测, 当基坑施工时加密对场地的监测。
4 基坑与边坡支护计算
鉴于既有边坡坡顶有建筑物, 故不仅需要对既有边坡变形进行控制, 仍按需要对边坡稳定性进行控制。
据上述思路对基坑及既有边坡进行设计计算, 并采用Midas GTS对相应工况的边坡稳定性及变形进行校核。
4.1 基坑设计及验算
本建筑有三层地下室, 基坑开挖至坑底时, 临空面的高度最大, 基坑处于最危险的状态, 应进行整个基坑及既有边坡的的整体稳定性验算以及变形计算, 满足临时支护结构计算要求, 基坑岩土参数取天然重度及天然抗剪强度指标, 剖面计算结果见表1, 设计剖面图见图2, 坑顶变形计算结果 (略) , 稳定性系数>1.3, 基坑坑顶变形<30mm, 满足要求[1,4]。
4.2 既有边坡加固设计及验算
由于既有边坡在基坑开挖前是稳定的, 坡顶基本未产生变形, 而基坑开挖是导致既有边坡产生变形的主要原因, 故当基坑开挖至坑底时, 既有边坡变形达到最危险值, 所以应按永久性边坡的要求对此时的变形进行计算。另外由于既有边坡是永久性边坡, 其稳定性受多种因素影响, 本次既有边坡稳定性计算除考虑基坑开挖影响外, 仍考虑基坑回填后受降雨等不利因素影响的情况, 计算结果取两种情况的最小值。
5 基坑与边坡监测
根据实际需要, 本侧基坑共设置3个桩身变形监测点ZB1-ZB3、6个桩顶 (基坑) 水平、垂直位移监测点ZW1~ZW6、2个锚索拉力监测点ML1~ML2、7个坡顶 (既有边坡) 水平、垂直位移监测点PW1~PW6、8个建筑物沉降监测点JC1~JC8。监测点布置详见图3。
选取部分有代表性的时程曲线图来反映对既有边坡加固后基坑开挖阶段既有边坡坡顶的变形情况, 监测数据分析结果如下:
5.1 坡顶水平位移监测分析
根据选取的坡顶水平位移曲线可以看出 (见图4) , 坡顶水平位移最大点发生于靠近8层建筑物的测点PW2, 最大水平位移为12.50mm, 没有超过报警值20mm。从坡顶水平位移的变化趋势来看, 在2015年1月20日至2015年2月13日小断面开挖锚索施工时, 坡顶水平位移处于缓慢增加的状态, 在2015年3月4日至2015年5月21日全断面开挖时, 坡顶水平位移处于加速增加的状态, 2015年5月21日基坑挖至坑底后, 坡顶水平位移基本趋于稳定。说明基坑开挖的卸荷作用对坡顶土体产生一定程度的扰动, 影响了既有边坡桩板式挡墙的支档作用, 使坡顶产生了变形;另一方面锚索与支护桩组成的桩锚体系对坑顶土体起到了良好的约束作用, 而锚索施工时的小断面开挖减小了对坑顶土体的扰动, 这一系列措施保证了坡顶位移在合理范围内。
5.2 坡顶建筑物沉降监测分析
根据选取的建筑物沉降时程曲线可以看出 (见图5) , 建筑物沉降最大点发生于距边坡最近的建筑物的测点JC2, 建筑物最大沉降量为2.15mm, 没有超过报警值10mm。从建筑物沉降的变化趋势来看, 在2015年1月20日至2015年2月13日小断面开挖锚索施工时, 建筑物有沉降的趋势, 但沉降量较小;在2015年3月4日至2015年5月21日全断面开挖时, 坡顶建筑物沉降处于增加的状态, 2015年5月21日基坑挖至坑底后, 坡顶水平位移基本趋于稳定。说明大段面基坑开挖时既有边坡坡内产生一定程度的变形, 影响了建筑基础周围应力场, 使建筑物产生沉降;而对既有边坡的加固对边坡变形起到了良好的约束作用, 建筑物前的微型桩也起到了良好的隔断及加固作用, 保证了建筑的安全。
6 结束语
本文围绕受邻近基坑开挖影响的既有边坡, 进行方案论证、变形计算、稳定性分析、变形监测, 得到如下结论:
(1) 对受邻近基坑开挖影响的既有边坡加固应该充分利用既有边坡的原支护, 严格控制基坑开挖期间既有边坡的变形, 保证坡顶建筑安全, 并满足永久性边坡稳定性的要求,
(2) 对边坡采取“固脚、强腰、隔断基础”的加固方法能够比较有效的控制坡顶变形, 保证坡顶建筑安全与稳定。
(3) 小断面基坑开挖可以减小由于开挖的卸荷作用而对基坑周边土体的扰动。
(4) 基坑全断面开挖会引起基坑深部剪切变形从而引起周边土体的变形。
参考文献
[1]宫鹤, 熊智彪, 宋世豪等.复杂周边环境深基坑支护设计及监测分析[J].地下空间与工程学报, 2015, 11 (3) :733~738.
[2]《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2012) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2012, 4.
[3]《建筑边坡工程技术规范》 (GB50330-2013) [S].北京:中国建筑工业建筑, 2013, 11.
高边坡开挖方案 第2篇
高边坡开挖施工方案
1.目的
为确保工程质量和施工安全，规范现场施工管理及作业程序和过程控制标准，指导施工人员在高边坡开挖过程中严格按设计要求、规程、规范及质量验收标准进行施工。2 工程概况
洪江市2014年国土增减挂钩项目二标段，位于洪江市太平镇 3 适用范围
适用于太平镇国道沿线30米高边坡土石方开挖施工。4 主要施工方法 4.1土方开挖施工
4.1.1主要机械设备配置 挖掘机、自卸汽车。4.1.2施工方法及工艺 ⑴施工准备
①施工前，仔细查明地上、地下有无管线，提前拆除。②开挖前，测量放线；按永临结合原则，做好防排水设施。③在土石方开挖前，根据设计图纸、相关文件、施工调查资料的特点编制详细且有针对性的开挖施工作业指导书或技术交底书。
⑵土石方开挖施工原则
开挖根据地形情况采用挖掘机配合自卸汽车运输。挖方采用横向台阶分层开挖，采用“横向分层、纵向分段，阶梯掘进”的方式施工；合理安排运
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土通道与掘进工作面的位置及施工次序，做到运土、排水、挖掘、防护互不干扰，以确保开挖顺利进行。
按设计边坡自上而下分层逐层开挖方式，开挖面保持不小于4%的排水坡，严禁积水，并且保持边坡平顺。
每段开挖工作完成后，对边坡进行及时防护，当防护不能紧跟开挖进行，要暂时留一定厚度的保护层，待做护坡时再刷坡。
纵向放坡开挖时，应在坡顶外设置截水沟或挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和高边坡外排水再回流渗入坑内，防止边坡坍塌。
加强明水排放，在高边坡开挖后，应及时设置排水沟，防止积水。在雨季施工，严格执行雨季施工方案。⑶施工工艺
（1）开挖前弃土场地、后续支护工作已落实规划好。（2）交通导行措施已经得到实施。
（3）高边坡周围排水沟已经修好，并能够正常使用；
（4）根据高边坡开挖进展情况，做好临边防护，在高边坡四周搭设强度符合要求、高度不低于2m的防落石挡墙一道.防止物体打击、高空坠落等不安全因素的发生。
2、开挖工序
（1）根据现场地形30米高边坡采用挖掘机配自卸汽车从高至低分为三个台阶往下开挖，每层开挖深度控制在2.5-3m为最佳。先初约开挖至距设计坡面线50～100cm处，后用机械修，坡面线杜绝超挖。
（2）由于征地原因无法开通运输施工便道至坡顶。此施工部位采取三台阶开挖，上至下分台阶开挖甩土至底部集土作业面。
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（3）由于此段开挖工作面位于国道边，为保证公路畅通。坡底集土当到达公路边缘时。需立即停止上部挖掘机甩土开挖工作，进行下部土石方上车运输。
边坡土方开挖详见（边坡土方开挖示意图）
4.1.3 主要技术措施 ⑴技术措施
①开挖前，首先进行排水设施施工。作好天沟、截水沟，并做好防渗工作，保证边坡稳定。
②开挖过程中经常检查边坡位置，防止边坡部位超挖和欠挖；边坡部位预留厚度不小于20cm土层，采用人工配合机械进行边坡修整，并紧跟开挖进行；施工中及时测量，开挖至边坡平台时，预留不小于20cm保护土层，待人工施做平台及其上截水沟时开挖，表面做成向外侧4%的排水坡。
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③防护紧跟开挖，随挖随护。刷坡修整随时检查堑坡坡度，避免二次刷坡造成不必要的浪费。坡面坑穴、凹槽中的杂物清理后，嵌补平整。
⑵注意事项
1对坡面中出现的坑穴、凹槽杂物进行清理，嵌补平整。路堑较高时按设计做出平台位置，路堑平台做成一定坡度，确保不积水。
2施工中保持坡面平整，严禁乱挖。若路堑边坡有变形迹象，不可随便刷方，立即研究对策、采取措施。5 危险源辨识及应对措施 5.1重大危险源的辨识
高边坡的施工因地形和地质水文条件的复杂,从业人员的素质较低,因此它是高风险和易发生安全事故的施工作业。从人、机、料、方法、环境等因素综合分析,识别确认有4个可能造成人员伤害、财产损失的危险源为:(1)机械伤害;(2)爆破伤害;(3)触电伤害;(4)坍塌和滑坡。5.2对重大危险源的评价
(1)机械伤害:机械运转工作时,因机械意外故障或违规操作可能造成人身伤害或机械损害。
(2)爆破伤害:爆破施工时,因违规操作而引起的人员和财产损害。(3)触电伤害:工程外侧边缘距外电高压线路未达到安全距离,用电设备未做接零或接地保护,保护设备性能失效,移动或照明使用高压,违规使用和操作电气设备,对人身造成伤害或损害。
(4)坍塌和滑坡:路基开挖时因施工方法不当,机械使用不当,造成的坍塌和滑坡,对人身或机械造成伤害或损害。5.3预防措施
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5.3.1对重大危险要采取“两个控制”
前期控制,施工过程控制。前期控制:工程开工前在编制施工组织设计或专项施工方案时,针对工程的各种危险源,制定出防控措施。
施工过程控制:在工程施工过程中,严格按照各项操作规程和专项安全施工方案施工和监督检查,认真落实整改。
5.3.2加强安全生产的综合管理。
认真落实各级安全生产责任制,建立健全各项管理制度,杜绝一切人为事故的发生。
加强对员工队伍人员的安全教育,提高作业人员素质和安全生产自我保护意识。
增强各级管理人员安全责任意识,加强安全专业知识培训。严格加强各种危险源预防管理工作,结合工程特点,针对确认的危险源实施相应的预防控制措施。
5.3.3切实加强安全交底制度的落实。
交底必须在施工作业前进行,任何项目在没有交底前不准施工作业。交底工作一般在施工现场项目部实施。
交底必须履行交底人和被交底人的签字模式,书面交底一式二份,一份交底给被交底人,一份附入安全生产台帐备查。被交底者在执行过程中,必须接受项目部的管理、检查、监督、指导,交底人也必须深入现场,检查交底后的执行落实情况,发现有不安全因素,应马上采取有效措施,杜绝事故隐患。6 安全专项施工措施 6.1路基施工准备
(1)机械设备的配备,挖掘机、装载机、推土机、平地机、压路机、自卸
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翻斗车、电缆线、照明设备、漏电保护器。
(2)安全防护品的配备,口哨、安全帽、红绿旗、警示牌、标 志、红色警示灯、铁丝网。6.2开工前检查
挖掘机、自卸翻斗车是否处于良好状态、各项制动是否有效,电缆线有无裸漏情况。6.3施工安全注意事项
(1)在公路、街道、交通繁华的道路上或附近施工,须有专人警戒。(2)车辆通过较多的便道,弯道半径小于15m,特殊地段小于10m须挂红黄绿旗及警示牌。
(3)施工便道急弯处及陡坡地段须挂标志警示牌。
(4)严禁穿硬底、带钉、易滑、高跟鞋、拖鞋或赤脚进入施工现场。(5)施工现场材料、设备摆放有序、整齐。(6)现场施工人员须戴防尘口罩。
(7)施工翻斗车不能行车载人及超载超速,作业区时速5km/h,其余各施工机械不能超速及违章作业。前后两车(机械)间距不应小于10m。
(8)开挖严禁采取掏底开挖(忌挖神仙洞),以免坍塌。(9)严禁在松动危石下、未熄火的大型机械旁作业和休息。(10)严禁在山坡上同一地段的上下同时作业。
边坡基坑开挖 第3篇
1 工程概况
某办公楼建设, 建筑面积11 850 m2, 地下1层, 地上5层, 建筑高度为20 m, 基础埋深-5.3 m~-6.0 m。
根据岩土工程勘察报告提供的地质资料, 施工场地地层从上至下都是均质粘土, 由实验得知粘土的性质为:γ=17.76 k N/m3, Ψ=12°, 粘聚力c=16.7 k Pa。
水文地质条件:地下水埋深2.4 m, 渗透系数为25 m/d。
2 基坑放坡
通过对本工程现场实际考察, 平面布置如图1所示, 由于受到东西两侧的高楼和北侧的小道及平房的影响, 边坡不能最大限度的放坡, 必须与周边建筑物留出安全距离, 以防止基坑开挖对周围建筑物安全的影响。
安全距离h= (1~2) × (原有建筑基础底面标高-坑槽底标高) 。
所以h东=2×3=6 m;h西=2×3.5=7 m;h北=2×5=10 m。
按要求预留安全距离后, 基坑的放坡β=55°, 基坑尺寸见图1。
3 边坡稳定分析
3.1 土坡稳定计算
1) 按比例绘出土坡剖面图, 按泰勒经验方法确定最危险滑动面圆心位置, 当Ψ=12°, β=55°时, 知土坡滑动面是坡脚圆, 其最危险的滑动面圆心位置, 可从图2曲线查到α=12°, θ=34°, 由此作图求出圆心O。
2) 将滑动土体BCDB划分成竖直土条, 并对土条编号 (见图3) 。为了便于计算, 土条宽度可取滑弧半径的1/10, 即b=0.1R, 量取R=8.35 m。土体内的线即为土条的高度hi, 逐一量取记录在表1中。
3) 计算滑动面圆弧弧长:
3.2 有渗流的稳定计算
采用投资较少的基坑排水法, 在排水的过程中, 土坡内的地下水随着水位的下降, 形成一定坡度的面, 见图3。这种含有渗流的土坡稳定, 我们采用替代法计算 (用浸润线以下, 坡外水位以上所包围的同体积的A水重对滑动圆心的力矩来代替渗流力对圆心的滑动力矩的方法) 。
其中, GD为作用在单位体积上的动水压力, k N/m3;γ为水的重度, k N/m3;I为在面积 (fgbf) 范围内水头梯度平均值, 可近似假设I等于浸润线两端fg连线的坡度, I=0.25;A为滑动土体浸润线以下部分 (fgbf) 的面积, m2。
动水力作用点在面积 (fgbf) 的形心, 其作用方向假设与fg平行, GD对滑动面圆心O的力臂为r, r在图中量取为r=7.58 m。
有渗流时的土坡安全公式:
3.3 改变渗流方向后的稳定计算
采用井点排水法改变土坡中渗流的方向 (见图4) , 增加其稳定性。
《建筑地基基础设计规范》规定滑坡推力安全系数, 应根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定, 设计等级为乙级的建筑物Ks宜取1.15;改变渗流方向后土坡稳定系数K=1.19>Ks=1.15, 满足本工程等级的要求。
4 结语
通过以上的计算分析, 在实际施工中, 采用井点排水法改变土坡中渗流的方向, 其边坡稳定, 满足开挖施工要求, 优点显著:1) 降水影响范围显著减小, 对周边地层扰动轻微, 保证了周边建筑物的安全;2) 基坑内无积水、无明水, 边坡稳定, 消除安全隐患;3) 比采用钢板桩支护可节省费用50%~70%, 显著节约成本, 提高经济效益。所以在本工程中采用井点排水法改变土坡中渗流的方向, 是比较简单可行的, 投资相对比较少。
摘要：结合具体工程实例, 通过大体积深基坑开挖中对有渗流的边坡稳定性计算分析, 提出了利用井点排水法改变渗流方向, 降低地下水位, 从而增加边坡稳定性的方法, 并对其作了探讨研究, 指出该方法可满足施工要求, 效益显著。
安康车站高边坡开挖支护分析 第4篇
安康车站高边坡开挖支护分析
襄渝增建Ⅱ线安康车站属深挖方车站,最大挖深达45 m,其中表层膨胀土最大厚度约20 m,属于膨胀土深挖方路堑.由于边坡挖方高,且具有膨胀性,边坡支护措施的合理选择对边坡稳定及工程成本具有较大影响.分析结果表明在边坡坡脚设路堑挡土墙,第一、二级边坡设锚杆框架梁,第三级平台设桩间挡土墙,上部膨胀土边坡坡面设支撑渗沟和骨架护坡,边坡满足稳定要求及工程造价较低.
作 者：刘辉 作者单位：中铁十一局集团有限公司,湖北武汉,430071刊 名：四川建筑英文刊名：SICHUAN ARCHITECTURE年，卷(期)：29(3)分类号：U416.1+63关键词：膨胀土 高边坡 支护
边坡基坑开挖 第5篇
发展水电对能源结构调整起到积极作用。水电站发电厂房边坡及基坑、尾水渠开挖是项目前期工作中的一项重要内容, 按节点工期要求高质量完成施工对保障厂房主体砼顺利施工尤为重要。为合理利用资源, 刚果 (金) ZONGOⅡ水电站厂房后边坡及基坑、尾水渠开挖的石料需运到碎石筛分厂加工人工级配骨料, 并且碎石筛分的机械设备对石料的粒径要求严格, 必须对爆破开挖技术进行控制研究, 降低爆破大块率, 并使石料粒径满足要求, 避免二次破碎及降低挖运效率导致施工成本增加和施工工期延误[1,2]。
2 工程概况
刚果 (金) ZONGOⅡ水电站发电厂房位于刚果河左岸一级阶地, 阶面高程240m~248m左右, 宽度50m~60m。刚果河谷坡上缓下陡, 高程280m以上, 地形坡度20°~25°。高程280m以下地形陡峭, 坡度45°左右, 局部呈陡壁。岩性为石英砂岩, 岩石坚硬致密。
岩石物理力学指标:厂房区基岩地层为上元古界 (Pt3a) 长石石英砂岩, 根据室内试验成果, 弱风化岩石饱和块体密度平均值为2.55g/cm3, 孔隙率平均值为3.10%, 饱和单轴抗压强度平均值88.1MPa, 属坚硬岩;微风化岩石饱和块体密度平均值为2.56g/cm3, 孔隙率平均值为3.02%, 饱和单轴抗压强度平均值96.4MPa, 属坚硬岩, 软化系数平均值为0.72, 水理性质较好。
厂房开挖主要包括厂房后边坡 (EL297.6-EL255.2) 、厂房基础 (EL255.2-EL225.38) 及尾水渠三个部分。土石方挖方工程量为212934m3, 土方计强风化岩开挖为9160m3, 石方爆破203774m3。
3 爆破大块产生的位置和机理原因分析
3.1 大块产生位置
爆破大块率是衡量土石方爆破质量的一项重要指标, 大块率较高不仅影响后续挖运施工效率的提高, 而且大大增加了二次破碎的成本。针对本工程回填石料尺寸的严格要求, 施工工期高度紧张, 故通过爆破施工技术的研究进而控制爆破岩石粒径, 减少二次破碎就显得尤为重要。
通过爆破试验和实践分析表明, 中深孔爆破产生大块的位置主要为: (1) 孤石、岩石断层、层理、裂隙及夹泥层等处; (2) 炮孔填塞及孔网参数偏大的部位; (3) 底盘抵抗线偏大的台阶根部; (4) 前排临空面位置等[3]。
3.2 爆破大块产生的机理原因
反射拉应力波和爆生气体压力都是引起介质破坏的重要原因。一般来说, 炸药对介质的破坏首先是爆破应力波的动作用, 然后是爆生气体压力的静作用[4]。笔者对于本工程爆破试验结果进行研究认为, 爆破产生大块的直接原因是炸药爆炸产生的能量不足以使爆区的岩石得到应有的破坏或炸药爆炸产生的能量没有被充分利用以破坏需被开挖的岩石。针对以上两种情况, 对内在原因进行详细分析表明, 造成大块率偏高的原因有以下几个方面。
3.2.1 自然因素影响
(1) 爆破应力波在传播过程中遇到岩石中的层面、节理面和自由面或者在传播过程中介质发生了变化时, 将会在界面发生反射、折射现象, 同时沿结构面和自由面产生表面波、瑞利波、拉夫波带走一部分能量, 结构面越多, 则表面波带走的能量就愈多, 进而导致破碎炮孔周边岩石的能量不足[5]。
(2) 夹层的存在不利于钻孔和正常装药, 以及炸药爆炸产生的爆生气体易从夹层裂隙泄露, 造炸药能量损失, 不利于岩石破碎[6]。
3.2.2 炸药与岩石匹配不当
炸药的物理化学性能和爆炸性能直接影响爆破作用和爆破效果。当炸药与岩石匹配不当时, 炸药爆炸产生的能量得不到充分利用, 影响岩石块度分布, 导致爆破效果不理想。炸药与岩石的匹配问题涉及阻抗匹配, 全过程匹配以及能量匹配原理, 在炸药品种的选择需遵循阻抗匹配原理, 使得炸药的波阻抗与岩石的波阻抗近似相等, 可以提高能力利用率。在炸药的单耗确定时, 有学者研究认为, 能量匹配原理更容易被广泛接受和利用[7]。从能量匹配原理可知, 破碎岩石所做功的能量应与炸药爆破产生的能量相等或基本相等, 因此可通过增减装药量来调整炸药爆破能量, 以适应破碎岩石的需要。
3.2.3 孔网参数控制不合理
爆破参数选取直接影响爆破效果, 为达到理想的爆破效果, 需要对爆破参数进行不断优化研究, 确定合理的爆破参数组合。孔网参数偏大, 炸药爆炸产生的能量不能使孔网中间的岩体破碎成理想的块度。孔网参数偏小, 则导致资源浪费, 成本增加, 甚至影响施工安全。通过分析, 在保证安全的情况下, 尽量节约资源, 控制成本, 则需要确定合理的孔网参数。
3.2.4 装药结构及填塞长度不合理
通过大量工程爆破实践表明, 中深孔爆破过程中, 炮孔顶部与底部较容易产生大块, 究其原因主要是装药结构及填塞长度不合理。由于炮孔顶部填塞长度偏大, 孔内装药中心偏低, 导致孔口的岩石获得破碎能量不足;由于底盘抵抗线过大, 底部未进行加强装药导致装药不足, 使得炮孔底部出现根底或大块。
3.2.5 起爆网络不适宜
露天台阶爆破中经常使用的起爆方式为排间顺序起爆、排间奇偶式顺序起爆、波浪式顺序起爆、V型起爆及梯形起爆等。起爆方式的选择需考虑孔网参数以及工程现场地质情况, 对于不同的起爆方式可能直接影响爆破效果及岩石块度分布。
3.2.6 微差时间不合理
微差爆破技术被普遍应用到工程实践中, 进而合理微差间隔时间的选取就成为必须研究的课题。微差时间的选取合理可有效改善爆破效果, 微差时间过短, 后排炮孔爆炸时最小抵抗线可能过大, 岩石夹制作用过大, 导致岩石得不到破碎, 从而产生大块;微差时间较长, 后排炮孔爆落的岩石与前排爆落的岩石得不到充分撞击, 从而爆破形成的岩石块度分布不理想。
4 爆破粒径控制的措施研究
4.1 合理利用自然因素
岩石的节理裂隙、夹层等结构弱面的存在严重阻碍了爆炸能量均匀分布, 合理利用自然因素, 减少自然因素的不利影响同样可以达到满意的爆破效果。通过以往工程实践研究表明, 在爆破设计施工中, 遇到节理裂隙时, 尽量使炮孔与结构弱面垂直布置, 炮孔与结构弱面平行时, 应尽量减小炮眼孔距和最小抵抗线;遇到含有夹层情况时, 可以采用分层装药结构, 尽量进行分散装药。
4.2 合理使用炸药
根据能量匹配原理, 炸药在炮孔中爆炸遵循能量守恒定律。从相关文献得知[7], 几种炸药在不同岩石中的能量利用率如表1和几种炸药的做功能力与性能如表2。
由于本工程岩石主要为石英岩, 风化程度为中等风化或微风化, 可使用的炸药为乳化或铵油炸药。根据分析, 确定炸药单耗分别为0.45Kg/m3和0.55Kg/m3。
4.3 因地制宜孔网布置
孔网布置是爆破施工过程中的一个非常重要的环节, 孔网参数受到地质条件、岩石性质等因素的影响, 故因地制宜进行孔网布置十分重要。针对爆区岩石可爆性较差的条件, 则需要考虑适当减小孔距与排距;对于临空面凹凸不平的情况, 需要根据实际情况加孔或减孔布置。
结合本工程地形条件和岩石性质, 参考爆破试验结果, 采用梅花形布孔, 孔排距设置为3.5m×3m, 部分特殊区域加以特殊处理, 适当调整孔网参数, 具体爆破参数设计见表3。
4.4 调整装药结构及填塞长度
由于中深孔爆破炮孔顶部填塞段爆炸作用能量有限以及在炮孔底部的底盘抵抗线偏大, 故炮孔顶部及底部常出现爆破大块, 为解决此问题, 则需要调整装药结构及填塞长度, 采用底部加强装药、孔内分层装药以及孔口空气间隔装药等措施。炮孔底部加强装药可以增加爆炸能量, 克服偏大底盘抵抗线的夹制作用。孔内分层装药可以借鉴以往研究经验进而确定分层装药高度。孔口空气间隔装药可以延长炸药爆炸作用时间, 提高能量利用率, 同时又可以避免减少填塞长度带来的爆破飞石危害风险。
本工程针对以上分析, 采用炮孔底部加强装药、孔口空气间隔装药、孔内分层装药等措施进行控制爆破石渣粒径, 以达到满意爆破效果。考虑缩短填塞长度, 增加了爆破安全风险, 采用含水量合适的黏土代替岩粉填塞, 并分层捣实, 保证填塞质量。
4.5 起爆网络
起爆网络的设置对爆破效果具有较大影响, 对于存在较多的自由面, 可以采用斜线起爆方式, 减少临空面的大块率;对于只有一个自由面的情况, 可以采用“V型”起爆方式, 加强挤压、碰撞等作用效果, 降低大块率。对于上述起爆方式, 不能有效改善爆破效果, 可以采用梯形起爆方式, 减轻中间孔的夹制作用, 利于两侧岩块相互碰撞, 实现降低大块率的目标。本工程主要采用“V型”和梯形起爆方式, 图2为起爆网络示意图。
4.6 微差时间
微差爆破是指先爆炸药在爆破介质中已经造成一定的破坏, 形成了一定宽的裂隙和附加自由面, 为后起爆炸药提供了有利爆破条件。利用微差爆破技术, 则需要选择合理的微差时间及解决好爆破网络的安全性问题。微差间隔时间对爆破块度有较大的影响, 为达到理想的爆破效果, 可以使用高精度雷管控制微差时间。学者研究表明[8], 关于降低块度的合理微差间隔时间的选取, 按照每米最小抵抗线延迟25ms~50ms比较合适。本工程根据以往经验、孔网参数及爆破试验结果综合考虑, 将排间微差时间确定为75ms。
5 爆破效果评价
此工程具有技术要求严、工期要求紧的特点, 土石方工程的完成质量直接影响着后续施工的有效开展, 对本项目的整体质量起到关键性的作用。在工期如此紧张的情况下, 顺利完成开挖、铲装、运输等环节施工就必须研究爆破施工技术, 控制石渣粒径分布, 减少二次破碎, 提高工作效率。
目前, 评价爆破效果的手段有很多种, 本次采用数字图片块度分析软件Split-Desktop3.0对爆堆图片进行了分析, 爆堆块度分析典型图片见图3。通过分析, 一次爆破形成的单边尺寸大于50cm块石占整个爆区体积的5%, 大于100cm的大块石非常少。从而判断, 使用上述解决爆破大块的措施是行之有效的, 可以达到降低大块率的目的, 确保了工程顺利实现节点工期目标。
6 结语
露天中深孔爆破出现大块的原因很多, 则需要针对不同工程的实际情况, 分析产生爆破大块的原因, 采取相应的技术措施, 避开不利的自然因素, 合理控制人为因素, 改善爆破效果, 从而达到控制爆破粒径的目的, 进而实现缩短工程工期、降低生产成本的最终目标。
摘要：ZONGOⅡ水电站项目厂房后边坡及基坑爆破开挖的石料主要是用于砼及进场路泥结石路面铺设的人工级配骨料料源, 需要对爆破开挖石渣粒径进行严格控制。针对碎石筛分厂人工骨料加工对爆破石渣粒径控制的要求 (粒径﹤50cm) , 通过对爆破大块产生的主要位置和原因机理进行详细分析, 并结合现场实际地质情况, 从炸药选取、孔网参数控制、起爆网络布置、装药结构调整、合理微差时间等方面提出系统解决措施, 为按节点工期要求顺利完成本工程提供了保障, 同时也为类似项目施工爆破控制提供了借鉴依据。
关键词：边坡基坑开挖,粒径控制,解决措施,爆破效果
参考文献
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[7]赖应得.论炸药与岩石的能力匹配[J].工程爆破, 1995, 1 (2) :22-26
大岗山边坡开挖爆破研究 第6篇
关键词：爆破,欲裂,缓冲
一、概述
大岗山电站枢纽区微新花岗岩岩体湿抗压强度一般约为70～80MPa, 属坚硬岩, 岩体较完整。岩石具中粒结构, 部分裂面具绿泥石—绢云母化蚀变。弱风化下段花岗岩湿抗压强度一般40～60MPa, 属中硬岩, 岩体完整性差;弱风化上段花岗岩湿抗压强度约为20～40MPa, 属较软—中硬岩, 岩体较破碎;全、强风化花岗岩岩石湿抗压强度<15MPa, 属软岩, 岩体破碎。
岩体中的各种结构面, 按充填物情况划分成刚性结构面和软弱结构面两类。刚性结构面按隙壁接触紧密程度与蚀变特征细分为胶结结构面、蚀变结构面和张开结构面三类;软弱结构面按其成因类型、充填物厚度、物质组成等细分为三类。
左岸坝肩开挖爆破试验主要根据相关的试验、规范以及设计指标的要求在1100m～1090m范围内进行。本次试验在2009年7月开始, 并根据施工进度, 在适当高程及适当部位, 完成相应岩层的爆破试验并提供相应参数。
二、试验目的
爆破试验验证爆破设计的效果, 并通过试验调整、优选钻爆参数和装药结构, 以取得良好的爆破效果。试验的主要目的:
1、确定满足施工期规模生产要求的坝肩边坡钻爆参数及施工工艺。
2、确定满足坝肩槽开挖质量控制要求的爆破装药结构、爆破网络参数及炮孔布置方式。
3、通过监测得到爆破开挖诱发爆破震动在该地区的传播规律, 作为坝肩槽开挖施工时震速预报依据, 同时提出相应的爆破震动控制措施及手段, 保证高边坡及周边建筑物的安全稳定。
三、试验内容
结合前两次爆破试验的结果以及本工程其他部位的爆破参数, 拟定三个线装药密度分3段爆破, 通过对比坡面平整度、半孔率、孔壁裂隙情况等确定最佳的线装药密度和通过震动观测确定缓冲孔与预裂孔之间的最佳距离。
四、试验要求及人员配备
1、试验要求
A.试验必须在与边坡面有一定距离的条件下进行, 岩石状况条件较好。
B.预裂爆破实验孔采用YQ100B打孔, 孔径为90mm。孔中心间距70cm。
C.预裂孔采用φ25和φ32的乳化炸药。
D.缓冲孔采用古禾液压钻机钻孔, 用φ70的乳化炸药装药。
2、人员配备
根据试验规模及时间要求, 将成立左岸石方开挖专项爆破试验小组, 由有丰富爆破试验与爆破测试经验的人员组成, 并由具备爆破资质证书的爆破专业工程师担任组长。试验小组的人员配备初拟如下:爆破专业工程师:2人;测量技术人员:3人;风钻工:8人;炮工:2人;其他辅助人员:2人;
五、试验地点及时间
为满足大岗山大坝工程各开挖技术要求规定及满足设计要求, 在上游面高程1100～1090m阶段 (坝纵:23.67～33.65;坝横:-200.01～-205.20) 选择了一块岩石具有代表性的开挖区域做预裂爆破参数试验。
试验在2009年7月下旬开始, 并根据施工进度, 在坝基开挖前, 完成相应岩层的爆破试验并提供相应参数。
预裂爆破试验规模为:长×宽×高=10m×3.5m×12m。
六、爆破参数试验
1、爆破试验钻孔机械选择
预裂采用YQ100B钻机打孔, 缓冲采用古禾液压钻孔, 钻机详见表6-1。
2、爆破参数
初拟爆破试验参数见表6-2。
3、爆破试验材料
爆破试验所需材料主要为爆破火工材料, 详见表6-3。
4、爆破试验主要施工方法
(1) 浮渣清理。采用2m3反铲清理。
(2) 测量放样。由具有相应资质的专业测量人员, 利用坝区测量控制网, 按照爆破试验布置图进行测量放样。
(3) 钻孔。按作业指导书要求, 安排钻机在测量放样点位置就位开钻, 钻进过程中应随时对钻孔深度和偏斜进行检测, 以便及时纠偏。
(4) 装药起爆。各钻孔验收合格后, 进行装药, 其中预裂爆破孔采用不耦合装药, 选用Φ25～32mm乳化炸药, 竹片绑扎;松动爆破孔根据设计, 选用Φ70mm乳化炸药。
起爆网络均采用非电导爆系统, 其中松动爆破采用梯段微差爆破。爆前必须认真检查, 确定施工无误且安全措施就位后, 方可起爆。
(5) 爆效检查。主要检查预裂爆破的残留炮孔保存率, 预裂面平整度, 炮孔壁裂隙情况;松动爆破的爆堆岩石块度及挖装效率;飞石大小及距离。
七、结语
高陡边坡开挖爆破震动控制分析 第7篇
1 工程地质
边坡的表浅部 (垂直深度一般12m～48m) 基本上在全、强风化岩体及卸荷带岩体内。上部沉积岩边坡由弱风化及微新岩体构成, 岩体内发育的主要结构面有层面、层间挤压带 (面) 及节理, 产状主要有:a.N36°～63°W, SW∠61°～73°;b.N0°～30°W, SW∠70°～85°;c.N0°～30°E, NW∠73°～85°。挤压面宽度一般2cm～5cm, 挤压带宽一般5cm～20cm。有两条挤压带规模较大, 一条宽度40cm～50cm, 分布在T2m1-1层底部角砾岩之上的粉砂质泥岩内;另一条宽度80cm左右, 分布于T2m1-2层底部砂砾岩之上的泥岩内。下部沉积岩边坡大部分为弱风化下部和微风化～新鲜岩体, 岩体完整, 以块状结构为主。
2 方案制定
2.1 试验目的
爆破试验的基本目的如下:
(1) 评估当前爆破对上部边坡的影响;
(2) 确定在特定地形、岩石特性以及爆破条件下, 爆破震动的传播特性;
(3) 评估相邻边坡可接受的震动标准, 确保安全;
(4) 确定安全有效的爆破方案及相应管理措施。
2.2 位置选定
在塘体边坡开挖至655m高程时, 该高程以上形成了最大高差达185m的边坡。该位置以上的浅层支护已经完成, 695m高程以上深层支护完成, 正在进行680m高程到695m高程的深层支护。在655m高程细堆石料区 (爆破细堆石料需要单耗较大) 进行爆破试验, 监测该部位爆破施工对于上部边坡的影响情况。详见位置示意图1。
2.3 参数确定
大坝填筑细堆石料要求:最大粒径400mm, 级配连续, 小于2mm的含量不超过5%, 填筑碾压后孔隙率n=22%～25%。
3 现场试验
为了确定爆破试验时, 距离对爆破震动衰减特性的影响, 现场采用CD-1型和CDJ-28型速度传感器、MCS-2000瞬态波形存储自记仪及装有MCS-2000分析软件的Evo-n110COMPAQ便携计算机进行数据采集, 采集的数据详见表1。
4 试验结果及其分析
4.1 试验结果
试验过程中, 严格按照试验方案操作。爆破方法合理, 开挖爆破在坡体上产生的震动荷载得到了较好的控制, 没有对上部岩体及支护产生明显影响, 爆破的岩石经现场筛分试验显示满足设计要求。
对于岩质高边坡的爆破震动安全允许指标, 设计部门提出允许的安全质点振速为10cm/s, 但没有规定具体的监控部位。在文献[3]根据三峡工程边坡爆破震动观测资料及边坡变形安全监测信息, 提出并采用的控制指标为:当爆心距10m～15m时, 允许的爆破质点峰值振速为10cm/s～15cm/s, 依据该指标[4], 爆破震动速度处于受控状态。
4.2 回归分析
根据现场试验数据, 经过回归分析得出速度与距离之间的关系:
距爆点直线距离水平点速与距离的关系近似拟合函数:
距爆点直线距离垂直点速与距离的关系近似拟合函数:
5 结论
(1) 该工程按照目前的爆破施工方案能够有效的控制爆破对已成边坡的震动影响, 在有效的施工控制情况下, 能够将爆破震动影响降低到最小, 但是随着现场地址情况的改变以及边坡高差的增加, 边坡的稳定还需要加大现场控制及检测。
(2) 爆破试验与测量可按照与现场所进行相应爆破相同的方式执行, 同时进行回归分析可以得出相应的现场爆破震动结果, 随着距离的增加, 点速逐渐趋近于零, 所得的经验公式对于类似工程其爆破震动控制具有一定的借鉴作用。
参考文献
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边坡开挖支护技术的水利施工研究 第8篇
1 边坡开挖支护技术在水利工程中的重要性
水利工程属于我国重要的民生工程, 其影响着当地居民的生活, 也是政府机构比较重视的施工项目。水利工程增多后, 有效达到了南水北调的目的, 不但解决的人们用水问题, 还可以进行发电, 是提高人们生活质量的有效措施。在水利工程中, 边坡施工具有一定复杂性, 增加了施工的难度, 也影响着工程的整体质量。所以, 在施工的过程中, 一定要合理应用边坡开挖支护技术, 做到结合实际, 并及时调整施工方案, 从而降低施工的成本, 保证施工的质量。通过实践可以发现, 合理应用施工技术, 可以达到防止边坡岩体滑塌的效果, 还可以保证水利工程更好的发挥出综合效益。
2 边坡开挖支护技术的水利施工分析
2.1 监测与物探
为了保证水利工程的质量, 施工单位需要做到一边施工, 一边分析与调整, 对边坡进行安全监测。这一过程需要应用先进的监测仪器, 主要是防止边坡内部出现变形问题, 工作人员结合监测到的资料, 可以判断出位移的趋势。监测工作还包括爆破振动监测, 主要是根据衰减规律以及爆破振动的速度总结出趋势与规律, 从而对爆破工作进行必要的指导。
物探检测工作也是维护工程安全的有效措施, 在对边坡进行开挖时, 施工单位需要设置好长观孔、声波孔以及变模孔, 这些孔洞主要是方便物探检测与分析。在检测的过程中, 如果发现孔口段岩体完整性较差, 孔壁较为粗糙, 检测到的波速比较低, 则需要对施工技术进行改进与优化。利用物探检测技术, 可以优化边坡开挖支护技术参数, 从而保证施工的质量。
2.2 施工关键环节
在边坡开挖支护工程中, 关键的施工环节包括:钢筋网铺设、喷混凝土施工、排水孔施工以及贴坡混凝土支护。控制好这些重要的施工环节, 可以降低安全事故出现的概率。钢筋网的铺设可以防止边坡出现塌滑现象, 有利于维护边坡的稳定性。喷混凝土的环节需要做好封闭工作, 对边坡建基面进行必要的养护, 降低其受到风化的概率。排水孔施工可以避免山体水压对边坡造成的破坏。贴坡混凝土支护是一项常见的支护技术, 其可以保证边坡的稳定性, 在施工的过程中, 需要保证整个过程的持续性。另外, 在边坡开挖支护施工操作中, 还要按照水工混凝土的相关标准进行严格的把关, 保证各项技术参数达到要求。
2.3 施工控制技术
2.3.1 边坡开挖施工流程
2.3.1.1 技术交底。水利工程是一项系统的工作, 在施工前, 首先需要做好技术交底工作, 技术人员应做好与现场管理人员及施工人员的沟通与交流。如果相关人员对技术交底内容有更为合理的建议, 必须向技术部门申请之后, 得到核实同意才能顺利实施。
2.3.1.2 测量放线工序。进行边坡开挖施工之前, 现场施工人员要依照有关技术和设计图纸要求对开挖的轮廓展开测量放线, 保证测量放线点达到水利工程的实际要求。施工人员要遵照成型后的开挖断面实施检测, 如果出现无法达到工程规范及设计要求的部分, 及时给予相应的处理。
2.3.1.3 合理开挖硐室、竖井。水利工程边坡开挖施工主要采用钻爆方式实施, 采用自上而下的顺序进行。钻爆法进行开挖可以划分为台阶式分层开挖、逐层爆破开挖、薄层爆破开挖这三种主要方式。多数爆破方式必须在施工前要在边坡上钻出多个竖井及洞室, 方便放置炸药。在进行竖井及洞室开挖的时候, 施工人员要依照有关的技术要求施工, 合理控制欠挖和超出开挖范围的情况, 要在规定的范围内施工, 合理掌控洞室安放炸药的参数。
2.3.1.4 槽挖施工。进行边坡开挖的钻爆设计过程中进行水质岩质边坡施工最重要, 对提升开挖施工的效率及开挖施工质量具有重要意义。技术人员必须现场施工岩石结构和实际情况展开考察, 选取科学、合理的施工办法, 同时设置合理的爆破性试验爆破参数。
2.3.2 边坡支护施工技术
2.3.2.1 浅层支护。一般来说, 水利水电施工工程在进行边坡开挖支的护施工过程当中, 边坡的浅层支护涉及到的部分主要有排水孔、喷混凝土以及锚杆束等。施工过程中, 可采用XZ-30 钻机或全液压钻机来进行锚杆束的钻孔工作。其中全液压钻机的造孔施工通常使用于对已经形成的施工平台进行开挖作业, 能够保证高速、高效、可靠的钻孔施工工作。在排架搭设的工作完毕之后, 则可使用XZ-30 钻机针对边坡的上部孔位来造孔。对锚杆束进行安装的施工:采用先注浆后插杆的方法对岩层较为完整的部分进行施工, 然而对于岩层中的容易塌孔、较为破碎的部分则应该采用先插杆后注浆的方法对其进行施工。
2.3.2.2 深层支护。在水利水电工程中边坡开挖的过程中, 一个无法避免的施工技术就是深层支护了, 在施工中要注意, 需要使用轻型的锚固钻机对锚索钻孔, 在控制钻孔时要检查并进行纠偏和测斜。在深层支护的施工中, 若是使用的是3SNS型号的高压灌浆泵进行的灌浆施工, 使用的是溜槽来入仓锚墩混凝土的话, 要在锚墩混凝土在凝结后并达到了设计中要求的强度后在进行锚索张拉程序, 这个过程中要注意到, 初期要根据设计值的90%来对张拉力进行控制, 并且要使用专门的设备来对单根的钢绞线进行对称的循环张拉操作, 以此来测试是否还需要进行补偿张拉。
3 结论
综上所述, 边坡开挖支护在整个水利工程中发挥着重要的作用, 影响着工程是否可以安全的运行, 对整个工程的质量也有着关键性作用。为了提高水利工程的综合效益, 施工单位需要做好技术监测以及控制工作, 结合工程实际情况, 选择适合的技术;还要重视施工关键环节的质量检测, 提高施工人员的安全意识, 从而在最短的时间完工, 缩短工期, 降低施工的成本, 提高工程的经济效益。
参考文献
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岩石高边坡爆破开挖安全评价分析 第9篇
1 问题的提出及相关意义
大型水利工程、交通建设工程等一系列开发工程都在一定程度上涉及到大量的高边坡爆破开挖问题, 过程中的爆破振动对它的稳定性带来的影响是工程师研究的重要课题。在岩石高边坡爆破开挖过程中, 由于爆破比较频繁, 往往会对高边坡带来不利的影响, 特别是那些已经存在着一定地质缺陷的部位, 甚至在其影响下会造成大面积的滑坡。随着我国工程建设的大力发展, 涉及到高边坡开挖的工程日益增加, 因此, 有必要对其进行主要分析, 并找出相应措施。
岩石高边坡开挖过程中一般都采用分层爆破的方式进行施工, 它的安全稳定问题不仅在一定程度上与地质条件有关, 还与施工方案密切相关, 特别是爆破过程中所采用的方案和技术。爆破开挖不仅改变了它原本的地形, 还会由于频繁爆破振动使岩体产生裂痕, 从而降低它的岩体结构的粘结力度, 会间接的导致坡体失去稳定。从另一方面上来说, 振动引起的惯力会引起坡体的下滑力度加大, 最终导致整个动力失去稳定性。在开挖过程中除了对高边坡的稳定带来影响外, 振动对岩体的破坏力也是不容小觑的。根据爆破作用原理可以得知, 爆破过程中的振动区域是对地质条件的影响区域, 还会在此过程中在原有的裂痕上产生新裂痕。因此, 正确评价开挖对高边坡的影响, 不仅可以准确确定爆破方案和规模, 还可以通过制定的相应措施来控制振动, 以便直接避免振动带来的破坏, 另外, 对高边坡进行加固, 会在一定程度保障人民财产的安全。
2 对高边坡爆破开挖的现状研究
岩石爆破是一个非常复杂的过程, 涉及到多种学科知识, 同时, 爆破过程中的炸药反应是一个快速的过程, 人们对岩石爆破的程度了解的不够全面, 再加上岩石具有性质上的复杂性和多样性, 这些都决定着振动下的稳定问题是工程师们所关注的重要难题之一, 并且就目前情况来看还没有提出准确的评价。虽然在一定程度上岩石高边坡爆破技术有所进步, 但是从理论上对它的相关评价还是满足不了实践过程中的需要。
近年来, 随着计算机科学的快速发展, 岩石力学的方法得到了大幅度的发展, 在对爆破工程进行分析过程中, 较为成熟的是有限元方法, 国外曾在六十年代就开始使用这一方法进行爆破的计算, 随着计算机的日益完善, 这种方法在动力学更是取得很大的发展, 在处理相当大的变形以及条件比较复杂等方面有非常明显的优势, 还在这一方面取得相关成果。
3 爆破开挖对高边坡的影响及破坏
3.1 爆破开挖对高边坡的影响
边坡工程是岩石爆破工程中最重要的组成部分, 它的工作状况直接影响着工程的稳定性和安全性。水利工程、交通建设等要在一定程度上涉及着大量规模不同的爆破开挖, 由于它的频繁性, 经常会对边坡带来不良影响, 甚至严重时会推延工期, 给经济造成损失。爆破开挖对高边坡的主要影响分内在和外在因素, 主要是:内在因素是工程的地质条件。高边坡在形成过程中, 通常情况下会受到各种自然因素, 如地下水、风化等, 地质结构的存在, 如缝隙面、积压面等, 这些都是影响高边坡的重要因素。同时, 结构面的存在还降低它的整体强度, 使其增大变形, 还改变着岩体的不均匀和非连续性能, 当高边坡体内的承受力超过了岩体的相应强度时, 将会在一定程度上导致坡面产生变形, 近年来的许多岩体工程事故证明, 呈现不稳定状态的岩体往往会沿着一个结构面滑移、错位等造成岩体失去稳定性;外在因素主要是开挖过程中产生的荷载或开挖后的卸荷。爆破开挖对高边坡的稳定影响有两个方面:一是爆破过程中产生的荷载直接作用在高边坡上, 从而在一定程度上减小着岩体的抵抗力, 频繁振动降低着它的强度, 对高边坡产生不利影响;二是开挖过程中形成的新的坡面, 改变了原地形和覆盖层之间的相互约束, 又随着时间和空间的不断变化, 使结构发生着系列变化。
3.2 爆破过程中对高边坡的破坏
爆破对高边坡稳定性的破坏。爆破对高边坡的稳定性影响可以从两个方面体现出来:爆破的振动强度和自身的地质条件。资料显示:角度在三十五度以上就会出现稳定性不强的现象, 同时, 根据地质条件来看, 容易发生失稳的结构有以下几种:爆破前已经有着一定的滑面, 并靠它的抗剪度来维持现状, 爆破过程中由于频繁振动, 导致抗剪度降低, 从而引起滑体;虽然没有滑面, 但是却存在着裂缝, 使强度降低, 在爆破的振动下, 促使该裂缝扩张, 产生变形, 又在降雨的影响下失去稳定性。一般情况下, 高边坡失去稳定是由强度大的爆破引起的, 这种大爆破所产生的振动比较强烈, 并且范围也比较广, 因此, 这样的情况对高边坡带来的影响应该引起格外重视。
同时, 爆破过程中还会相应的对那种内部岩石造成破坏, 主要表现为:爆破量大、抵抗线大、地质条件不良等, 这些因素直接对内部岩石造成系列破坏。
4 岩石高边坡爆破开挖的评价及分析方法
4.1 分析方法
上文曾提到过有限元法, 这种方法主要是对方程进行系列求解, 它的基本思想就是将实际中有一定联系的求解区进行离散, 将它们离散为一组按一定方式联结起来的组合体。有限单元法的另一个重要特点是利用每个近似函数来表示那种待求的函数。近年来, 有限单元法的应用逐渐广泛, 分析的对象也逐渐扩展, 在爆破技术中也经常采用这一方法。
常用的一种方法是拟静力法, 这种方法将分布在爆破中的惯力拟静力化, 然后参与稳定性计算。总的来说, 这种方法和爆破地震作为一种影响力小、能够在一定程度上进行人为控制是相互适应的, 同时, 这种方法的基本假设认为地震过程中高边坡会一直受到速度的作用, 而且这种作用方向不会发生改变。
岩石高边坡爆破开挖的分析方法除了有限单元法和拟静力法之外, 还有概率统计法、工程类比法, 这两种方法都在一定程度上影响着高边坡的稳定性。
4.2 评价方法
在实际工程中, 爆破振动下的高边坡的分析方法和安全标准, 主要包括以下几种:安全系数法。这种方法将分布在高边坡上的荷载作为一种外力使用, 从而确定它的抗滑度。早期的工程师曾用拟静力法来进行抗滑度的计算, 这种方法主要是将荷载转化成大小、方向不变的力使用在滑动体上, 从而算出它的安全系数, 很显然, 这样的方法是不准确的。后来, 经过工程师的不断试验和研究, 终于确立了这种安全系数法, 并成功应用在爆破工程中;质点振速法。质点振速法是实际工程中最常用的, 它主要应用在控制振动的破坏等级标准。目前, 各国对高边坡的岩体破坏标准都在一定程度上以振动的频率作为评判标准, 由于在此过程中有着所谓的临界值, 各国的标准也因此存在着差异, 主要有以下方法:根据岩石的拉伸破坏过程中的极限值来求振动速度;根据岩石抗拉强度求振动速度;根据近似值的计算求振动速度;安全距离估算法。爆破的安全距离主要指爆破后不引起建筑的破坏, 所处位置距离爆破点的距离最近。在这一段距离内, 如果建筑遭到一定程度上的破坏, 就会被称为危险区, 如果在这个距离之外, 则是安全区。这个估算法是从向上抛爆破物时药包对岩石的破坏范围得来的, 没有对爆破的方向进行考虑, 同时也没有靠虑高边坡的结构特性。当然, 除了以上方法外还有许多方法, 这需要工程师的不断试验和探索, 从而促进爆破技术的进一步发展。
5 结束语
爆破过程中的振动在一定程度上对岩石高边坡的稳定性影响是一个非常复杂的问题, 涉及到多个科学领域, 同时也是我国大型水利工程建设过程中亟需的重要问题。本文不仅对高边坡爆破开挖的评价和分析方法进行了简要介绍, 并同时对边坡的稳定性进行了系列研究, 主要是想通过这些现象表明施工过程中的相关问题, 同时希望广大学者继续对其进行研究、探索, 以便为我国的大型施工建设提供相应技术。
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