魯運(yùn)河

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

鋼板圍擋在豐寧電站路基邊坡掛渣防護(hù)施工中的應(yīng)用

魯運(yùn)河

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

本文詳細(xì)介紹了河北豐寧抽水蓄能電站道路施工工程上下庫(kù)連接公路施工過(guò)程中，成功利用自行設(shè)計(jì)可拆移鋼板圍擋預(yù)防路基邊坡掛渣，取得良好效果。鋼板圍擋具有施工簡(jiǎn)單、可周轉(zhuǎn)次數(shù)多、節(jié)約施工成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，與人工(機(jī)械)清理方式比較，節(jié)省工期且經(jīng)濟(jì)效益顯著。

鋼板圍擋 邊坡掛渣 防護(hù)施工 豐寧電站

1 工程概述

豐寧抽水蓄能電站1號(hào)道路為電站上下庫(kù)連接公路，也是電站運(yùn)行期的對(duì)外交通通道，起點(diǎn)位于永利村東側(cè)的黃(旗)永(利)公路終點(diǎn)，終點(diǎn)與上水庫(kù)堆石壩壩頂相接，起點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)高差490m。道路設(shè)計(jì)按照三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采用水泥混凝土路面，路基橫斷面設(shè)計(jì)為整體式斷面，設(shè)計(jì)速度30km/h，路基寬7.5m，行車道寬2×3.25m，路肩每側(cè)寬0.5m。該路全長(zhǎng)約12.3km，大部分為半填半挖路基及全挖方路基，約8km，占全路段的65%。公路沿線地區(qū)山勢(shì)陡峻，坡面一般在20°～60°之間，且工程永久征地限界距離挖方路基路塹邊坡開(kāi)口線和填方路基路堤邊坡坡腳線均為2m。在路基爆破開(kāi)挖過(guò)程中，將有部分爆破殘?jiān)褪瘔K滾落造成邊坡大面積掛渣現(xiàn)象。加之該地區(qū)氣候全年干旱少雨，植被生態(tài)較為脆弱，為了避免路基邊坡掛渣和保護(hù)該地區(qū)生態(tài)植被，擬在路基爆破開(kāi)挖前，對(duì)道路邊坡進(jìn)行鋼板圍擋防護(hù)施工試驗(yàn)。

2 鋼板圍擋設(shè)計(jì)與制作

2.1 鋼板圍擋設(shè)計(jì)

本工程項(xiàng)目自行設(shè)計(jì)鋼板圍擋為組合式結(jié)構(gòu)，一道鋼板圍擋由若干個(gè)單塊圍擋拼裝，單塊圍擋主要由基礎(chǔ)連接件、圍擋框架、外側(cè)斜支撐和內(nèi)側(cè)擋護(hù)面三部分組成。基礎(chǔ)連接件采用φ28mm鋼筋地錨，土質(zhì)邊坡采用大錘敲擊入土，入土深度大于2.5m；巖質(zhì)邊坡采用手風(fēng)鉆鉆孔后入巖50cm。地錨鋼筋包括圍擋側(cè)面地錨、圍擋正面地錨和斜拉地錨三部分。圍擋側(cè)面和正面地錨鋼筋外露15cm～20cm，外露部焊接1.2cm厚連接鋼板，鋼板上鉆孔與圍擋框架螺栓連接。圍擋正面地錨每50cm設(shè)置一道，與架立橫桿螺栓連接。斜拉地錨外露部分加工為卡環(huán)狀，每1.27m設(shè)置一道。圍擋框架采用18#工字鋼立桿和[14b槽鋼橫桿組成，外側(cè)采用鋼管設(shè)置一道斜撐，以∠45°為宜。斜撐下部與地錨連接板螺栓連接，上部與工字鋼立桿螺栓連接。斜坡內(nèi)側(cè)采用直徑16mm地錨鋼絲繩斜拉，分別連接立桿頂部卡環(huán)和地錨鋼筋卡環(huán)，采用花蘭螺栓緊固。圍擋立桿高2m，每1.27m間距設(shè)置一道，立桿與橫桿采用M18螺栓連接。圍擋橫桿設(shè)置上中下三道，上部槽鋼橫桿距離立桿頂部約50cm，下部槽鋼橫桿距離立桿底部20cm～30cm，下部槽鋼橫桿上鉆孔，通過(guò)M18螺栓與圍擋正面?zhèn)鹊劐^鋼筋連接。圍擋內(nèi)側(cè)擋護(hù)面采用3mm厚鋼板，每塊尺寸為2m×1m，以便運(yùn)輸與拆卸，擋護(hù)鋼板與工字鋼立桿點(diǎn)焊連接，以保證其穩(wěn)定。鋼板圍擋結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖1。

圖1 鋼板圍擋結(jié)構(gòu)尺寸

根據(jù)施工安排，鋼板圍擋在一段路基邊坡爆破前，在路基征地界限內(nèi)約0.5m處安裝可拆移式鋼板圍擋防護(hù)裝置；在路基爆破料清理干凈后，再移動(dòng)至下一段路基進(jìn)行擋護(hù)施工，以100m為一個(gè)基本單元循環(huán)使用。

2.2 鋼板圍擋制作

鋼板圍擋基本零構(gòu)件由外委金結(jié)廠按照設(shè)計(jì)尺寸以100m為基本單元進(jìn)行加工，一個(gè)基本單元所需材料詳見(jiàn)表2。待零構(gòu)件運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)需防護(hù)部位后，由組裝工人人工搬移、拼裝和加固。

3 鋼板圍擋施工

3.1 施工工藝流程

前期準(zhǔn)備→施工測(cè)量→地錨布置→圍擋架立和加固(該環(huán)節(jié)后可同步進(jìn)行下一單元前期準(zhǔn)備、施工測(cè)量及地錨布置工作)→完工驗(yàn)收→圍擋拆除及轉(zhuǎn)運(yùn)→下一單元圍擋架立和加固。

3.2 施工工藝說(shuō)明

3.2.1 前期準(zhǔn)備

清除坡面防護(hù)區(qū)域內(nèi)威脅施工安全的浮土及浮石，對(duì)局部影響施工的地形進(jìn)行修整。根據(jù)圍擋設(shè)計(jì)圖準(zhǔn)備好以下各項(xiàng)材料：

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖在工字鋼上焊接槽鋼支架并鉆孔；

(2)對(duì)[14a槽鋼進(jìn)行切割并鉆孔；

(3)按設(shè)計(jì)圖和地形變化對(duì)φ28mm鋼筋進(jìn)行加工，切割連接板并焊接，同時(shí)在連接板上鉆孔。

3.2.2 施工測(cè)量

本工程主要測(cè)量任務(wù)是確定征地邊線，確保擋護(hù)裝置在征地紅線以內(nèi)；控制地錨鋼筋連接板高程。之后人工鋪灑白灰標(biāo)示出圍擋邊線以及地錨加固點(diǎn)位。

3.2.3 地錨布置

根據(jù)測(cè)量放線，布置地錨鋼筋(地錨鋼筋提前焊接連接板)。對(duì)于土質(zhì)邊坡采用大錘敲擊，至少埋深2.5m布置；對(duì)于石質(zhì)邊坡采用YT-28手風(fēng)鉆鉆孔，入巖深度50cm。并結(jié)合實(shí)際地形坡度情況確定槽鋼斜撐尺寸，再用平板車將所需工字鋼、槽鋼、鋼絲繩及連接螺栓拖運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)附近。

3.2.4 圍擋架立及加固

材料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)后，人工卸料進(jìn)行圍擋架立。具體架立步驟如下：

(1)根據(jù)所布置的地錨鋼筋架立底部橫桿，并用M18螺栓連接緊固；

(2)架立立桿和上部橫桿以及拉錨繩，并連接緊固；

(3)架立外側(cè)斜撐桿，下部與地錨螺栓連接，上部與立桿焊接牢固；

(4)檢查各螺栓緊固完全后，立桿內(nèi)側(cè)立靠3mm厚鋼板擋護(hù)，并與工字鋼立桿點(diǎn)焊連接。

3.2.5 圍擋驗(yàn)收

在圍擋各項(xiàng)工序施工完畢后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，驗(yàn)收通過(guò)后進(jìn)行后續(xù)爆破作業(yè)。

3.2.6 圍擋拆除及轉(zhuǎn)運(yùn)

在爆破開(kāi)挖后進(jìn)行路基清理，再按照順序依次拆卸各連接螺栓，并將材料歸類轉(zhuǎn)運(yùn)至下一工作單元。

4 效果評(píng)價(jià)

4.1 技術(shù)分析

本工程采用自制鋼板圍擋預(yù)防邊坡掛渣，與形成了邊坡掛渣再安排專門設(shè)備清理相比較(以100m為基本單元)(見(jiàn)表1)。

表1 邊坡掛渣清理方式對(duì)比分析

綜上，采用自制鋼板圍擋預(yù)防邊坡掛渣，與形成了邊坡掛渣再安排專門設(shè)備清理相比，節(jié)約工期顯著。

4.2 經(jīng)濟(jì)分析

4.2.1 自制鋼板圍擋防護(hù)費(fèi)用

4.2.1.1 材料費(fèi)用計(jì)算(見(jiàn)表2)。

表2 材料費(fèi)計(jì)算

考慮管理費(fèi)、稅金及其他不可預(yù)測(cè)的費(fèi)用占20%，合計(jì)每個(gè)基本單元(100m)邊坡圍擋總價(jià)：(12001.6+15400+6500)×(1+0.2)=4.07萬(wàn)元。

4.2.2 坡面掛渣臨時(shí)占地費(fèi)用

考慮絕大部分邊坡根本無(wú)路可走，重新修路清除掛渣需要重新征地，將會(huì)造成新的邊坡掛渣和生態(tài)破壞，邊坡已掛渣面積短期內(nèi)需臨時(shí)占地留待后期復(fù)耕處理?，F(xiàn)以一個(gè)基本單元占地面積進(jìn)行比較，坡面掛渣擬以100m長(zhǎng)、35m寬計(jì)，坡度按照30°計(jì)算，則掛渣面積為(100×30)/667=4.49畝。根據(jù)當(dāng)?shù)卣峁┑呐R時(shí)占地(2年)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，按每畝1.4萬(wàn)元計(jì)，合計(jì)每個(gè)基本單元占地費(fèi)用為4.49×1.4=6.29萬(wàn)元。

4.2.3 對(duì)比分析

根據(jù)一套自制鋼板圍擋循環(huán)15次計(jì)算，可預(yù)計(jì)防護(hù)1500m路基邊坡。則1號(hào)道路采用自制鋼板圍擋防護(hù)，一套自制鋼板圍擋較傳統(tǒng)先掛渣后處理可節(jié)約6.29×15-4.07=90.28萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.3 環(huán)保分析

采用鋼板圍擋，周轉(zhuǎn)利用率高，且避免了邊坡掛渣造成的環(huán)境污染，即使后期恢復(fù)原狀，也要耗費(fèi)大量資源。毫無(wú)疑問(wèn)，采用鋼板圍擋防護(hù)屬于一種節(jié)能降耗、低碳的綠色施工。

5 結(jié)語(yǔ)

利用自行設(shè)計(jì)鋼板圍擋預(yù)防路基邊坡掛渣試驗(yàn)，在河北豐寧抽水蓄能電站上下庫(kù)連接公路施工的成功應(yīng)用，不僅有效解決了本工程的環(huán)保難題，在節(jié)約工期、節(jié)省投資、節(jié)能降耗方面獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益，同時(shí)也為今后同類工程積累了寶貴的綠色施工經(jīng)驗(yàn)，可供同類工程借鑒。

U416.14

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2095-1809(2016)06-0053-03

魯運(yùn)河(1981-)，男，江蘇邳州人，項(xiàng)目總工，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作。

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