鋼板圍擋在豐寧電站路基邊坡掛渣防護施工中的應(yīng)用

魯運河

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

鋼板圍擋在豐寧電站路基邊坡掛渣防護施工中的應(yīng)用

魯運河

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，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連接公路施工過程中，成功利用自行設(shè)計可拆移鋼板圍擋預(yù)防路基邊坡掛渣，取得良好效果。鋼板圍擋具有施工簡單、可周轉(zhuǎn)次數(shù)多、節(jié)約施工成本等諸多優(yōu)點，與人工(機械)清理方式比較，節(jié)省工期且經(jīng)濟效益顯著。

鋼板圍擋 邊坡掛渣 防護施工 豐寧電站

1 工程概述

豐寧抽水蓄能電站1號道路為電站上下庫連接公路，也是電站運行期的對外交通通道，起點位于永利村東側(cè)的黃(旗)永(利)公路終點，終點與上水庫堆石壩壩頂相接，起點和終點相對高差490m。道路設(shè)計按照三級標(biāo)準(zhǔn)，采用水泥混凝土路面，路基橫斷面設(shè)計為整體式斷面，設(shè)計速度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口線和填方路基路堤邊坡坡腳線均為2m。在路基爆破開挖過程中，將有部分爆破殘渣和石塊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該地區(qū)生態(tài)植被，擬在路基爆破開挖前，對道路邊坡進行鋼板圍擋防護施工試驗。

2 鋼板圍擋設(shè)計與制作

2.1 鋼板圍擋設(shè)計

本工程項目自行設(shè)計鋼板圍擋為組合式結(jié)構(gòu)，一道鋼板圍擋由若干個單塊圍擋拼裝，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)擋護面三部分組成?；A(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M18螺栓與圍擋正面?zhèn)鹊劐^鋼筋連接。圍擋內(nèi)側(cè)擋護面采用3mm厚鋼板，每塊尺寸為2m×1m，以便運輸與拆卸，擋護鋼板與工字鋼立桿點焊連接，以保證其穩(wěn)定。鋼板圍擋結(jié)構(gòu)尺寸見圖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裝置；在路基爆破料清理干凈后，再移動至下一段路基進行擋護施工，以100m為一個基本單元循環(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)計尺寸以100m為基本單元進行加工，一個基本單元所需材料詳見表2。待零構(gòu)件運至工地現(xiàn)場需防護部位后，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→施工測量→地錨布置→圍擋架立和加固(該環(huán)節(jié)后可同步進行下一單元前期準(zhǔn)備、施工測量及地錨布置工作)→完工驗收→圍擋拆除及轉(zhuǎn)運→下一單元圍擋架立和加固。

3.2 施工工藝說明

3.2.1 前期準(zhǔn)備

清除坡面防護區(qū)域內(nèi)威脅施工安全的浮土及浮石，對局部影響施工的地形進行修整。根據(jù)圍擋設(shè)計圖準(zhǔn)備好以下各項材料：

(1)根據(jù)設(shè)計圖在工字鋼上焊接槽鋼支架并鉆孔；

(2)對[14a槽鋼進行切割并鉆孔；

(3)按設(shè)計圖和地形變化對φ28mm鋼筋進行加工，切割連接板并焊接，同時在連接板上鉆孔。

3.2.2 施工測量

本工程主要測量任務(wù)是確定征地邊線，確保擋護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位。

3.2.3 地錨布置

根據(jù)測量放線，布置地錨鋼筋(地錨鋼筋提前焊接連接板)。對于土質(zhì)邊坡采用大錘敲擊，至少埋深2.5m布置；對于石質(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至施工現(xiàn)場附近。

3.2.4 圍擋架立及加固

材料運輸至施工現(xiàn)場后，人工卸料進行圍擋架立。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，并與工字鋼立桿點焊連接。

3.2.5 圍擋驗收

在圍擋各項工序施工完畢后，報請監(jiān)理工程師現(xiàn)場驗收，驗收通過后進行后續(xù)爆破作業(yè)。

3.2.6 圍擋拆除及轉(zhuǎn)運

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

4 效果評價

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)(見表1)。

表1 邊坡掛渣清理方式對比分析

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)濟分析

4.2.1 自制鋼板圍擋防護費用

4.2.1.1 材料費用計算(見表2)。

表2 材料費計算

考慮管理費、稅金及其他不可預(yù)測的費用占20%，合計每個基本單元(100m)邊坡圍擋總價：(12001.6+15400+6500)×(1+0.2)=4.07萬元。

4.2.2 坡面掛渣臨時占地費用

考慮絕大部分邊坡根本無路可走，重新修路清除掛渣需要重新征地，將會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)需臨時占地留待后期復(fù)耕處理?，F(xiàn)以一個基本單元占地面積進行比較，坡面掛渣擬以100m長、35m寬計，坡度按照30°計算，則掛渣面積為(100×30)/667=4.49畝。根據(jù)當(dāng)?shù)卣峁┑呐R時占地(2年)費用標(biāo)準(zhǔn)，按每畝1.4萬元計，合計每個基本單元占地費用為4.49×1.4=6.29萬元。

4.2.3 對比分析

根據(jù)一套自制鋼板圍擋循環(huán)15次計算，可預(yù)計防護1500m路基邊坡。則1號道路采用自制鋼板圍擋防護，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=90.28萬元，經(jīng)濟效益顯著。

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，也要耗費大量資源。毫無疑問，采用鋼板圍擋防護屬于一種節(jié)能降耗、低碳的綠色施工。

5 結(jié)語

利用自行設(shè)計鋼板圍擋預(yù)防路基邊坡掛渣試驗，在河北豐寧抽水蓄能電站上下庫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)濟效益和良好的社會效益，同時也為今后同類工程積累了寶貴的綠色施工經(jīng)驗，可供同類工程借鑒。

U416.14

B

2095-1809(2016)06-0053-03

魯運河(1981-)，男，江蘇邳州人，項目總工，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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