CN111456041A - 一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，先对临近道路进行加宽改道防护，然后对临近既有道路开挖段山体预先搭设GPS2柔性主动防护装置预防护，再采用SNS柔性被动防护装置进行双层预防护，最后对防护后的山体采取由上到下、由内到外的顺序分层分段开挖，每开挖一个工作高度时，拆除一道被动防护装置，直至山体开挖至设计标高。本发明用于桥梁、道路的临近既有道路陡峭山体开挖施工，具有保证公路的安全运营，又能保护周边居民住宅的安全，且能有效控制开挖飞石及山体滚石的破坏范围，施工安全可靠，对比现有技术，经济性好，可广泛用于桥梁、道路的临近既有道路陡峭山体开挖施工作业中去。
Description
技术领域
本发明属于机械冷凿石方开挖技术领域，具体涉及一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法。
背景技术
随着国家桥梁建设的不断发展，特别是在现有临近山体的公路附近建设新的桥梁线路的情况日益增多，有时还会出现因大桥墩位占用现有公路而对现有道路进行改移的情况，而所述的大桥墩位又位于公路和山体附近，并且附近居民住宅情况复杂。在此情况下设计施工方案时，既要保护公路的运营安全，又要保护山体周围居民住宅安全，故在进行开挖设计时必须做到以下要求：(1)既有道路的安全保畅。(2)居民住宅的安全保证问题。目前没有成熟的技术可以运用在如此特殊的地理环境。
针对临近既有道路陡峭山体防护及开挖方法，现有技术中通常采用(1)控制爆破、(2)分层分段开挖、(3)施工挡土墙等安全防护结构等施工方法。
因此急需研究一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法来解决在既要保证道路的安全运营，也要保护周边居民住宅的安全问题。
申请号为CN201910537520.9，申请日为2019年6月20日的发明专利申请文件“临近居民区山体排危开挖的施工工艺”公开了一种临近区民区山体开挖方法，该专利通过小型机械、切割相结合的分层分段山体开挖方式作业。
申请号为CN201910070498.1，申请日为2019年1月25日的发明专利申请文件“土石方开挖安全防护结构及土石方开挖安全防护方法”，通过在开挖临近道路侧设置碎石沟、挡墙和安全通道来保证土石方开挖安全防护及道路保畅通行，该专利申请的方法针对开挖产生的滚石等采取的是主动拦截的方式，这种方式适用于距离道路较远的场合，而且，产生的碎石滚石具有随机性，靠主动防御难免会出现疏漏的地方。
申请号CN201811571454.9，申请日为2018年12月21日的发明专利申请文件“一种遮挡落石的道路防护结构及其施工方法”，通过在山体临近道路侧施工钢筋混凝土挡土墙与支撑结构，并在顶部设置支撑防护结构遮挡在道路上方，在山体靠道路侧通过钢绳网缝合固定山体危石，来达到遮挡落石的危险的效果，该专利的方法适合在已经完成建设的山体边的公路防护用，针对需要开挖的山体不适用。
针对临近既有道路山体开挖施工，由于山体与道路较近，如何确保山体开挖的安全性、道路交通的安全性；由于山体较陡峭，如何对山体进行有效的防护，上述专利以及现有技术中，没有一种兼顾既要保护公路的运营安全，又要保护山体周围居民住宅安全的方法，大多数只能保证一种，或者方法本身存在风险系数高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，解决了现有技术中缺少一种既能够保护公路的运营安全，又能保护山体周围居民住宅安全的开挖方法的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，先对临近道路进行加宽改道防护，然后对临近既有道路开挖段山体预先搭设GPS2柔性主动防护装置预防护，再采用SNS柔性被动防护装置进行双层预防护，最后对防护后的山体采取分层分段的方式进行施工，具体的施工过程如下：
步骤1、对临近既有道路开挖段采取临时道路加宽改道，并在道路边搭设安全围挡，安全围挡内侧设置沙袋墙，山体坡脚位置布置砂垫层；
步骤2、在山体临近既有道路侧设置主动防护装置，再每间隔一个工作高度设置一道被动防护装置；
步骤3、对山体按照由上到下、由内到外的顺序分层分段开挖，首先，在山体的上方进行开槽施工，然后，对背离道路侧山体进行开挖，最后，按照从上到下的顺序对临近道路侧山体进行开挖，每开挖一个工作高度时，拆除一道被动防护装置，直至山体开挖至设计标高。
安全围挡不低于2m，沙袋墙不低于1m，砂垫层的厚度不低于50cm。
GPS2柔性主动防护装置包括锚杆和防护网，SNS柔性被动防护装置包括锚杆、防护网、立柱、拉杆绳。
GPS2柔性主动防护装置的施工方法如下：
首先，对临近既有道路侧山体钻取阵列排布的锚杆孔；
其次，预埋钢绳锚杆，采用水泥浆注浆加固；
然后，定时检测锚杆水泥强度，待强度达到要求后；
最后，按照锚杆孔阵列间距搭设主动防护网。
锚杆孔的直径不小于Φ20，深度不小于2m，阵列布置间距为4m*4m；钢绳锚杆的直径不小于Φ18，采用M20水泥注浆加固，安装高度为4m一个工作高度。
SNS柔性被动防护装置的施工方法如下：
钻取地脚螺杆锚杆孔，采用螺纹钢筋作为地脚螺栓，并配置相应垫片和螺母；
锚杆孔采用水泥浆注浆，基础顶面采用砼抹平；
钻取钢绳锚杆孔，在预埋钢绳锚杆，采用水泥浆注浆加固；
待钢绳锚杆孔水泥强度达到要求后，按照每隔一个标高的位置安装一道SNS柔性被动防护装置。
地脚螺杆锚杆孔的直径不小于Φ42，深度不小于1m，布置间距根据山体地形及防护网长度确定；采用螺纹钢筋作为地脚螺栓，直径不小于Φ28，长度为1m，地脚螺栓顶端丝口采用M20*100，并配置相应的垫片及螺母，采用M20强度水泥注浆，顶面采用100mm厚C20砼抹面；
钢绳锚杆孔的直径不小于Φ20，深度为2m，再预埋直径不小于Φ18的钢绳锚杆，采用M20水泥注浆加固。
所述SNS柔性被动防护装置每隔5m一个标高安装一道。
立柱采用I22b加强型钢立柱，防护网采用D0/08/200型钢丝绳网，拉杆绳采用直径不小于Φ18的钢丝绳。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用主动防护和被动防护双重预防护，然后再进行分层分段开挖的方法，一方面保障了既有道路的安全通行，保障了周边居民住宅的安全，另一方面，有效控制开挖飞石及山体滚石的破坏范围。
2、对比目前山体开挖防护施工，经济性好。
附图说明
图1是本发明临近既有道路的陡峭山体防护及开挖防护侧视图；
图2是本发明临近既有道路的陡峭山体防护及开挖防护主视图；
图3a是本发明主动防护装置防护网结构示意图。
图3b是本发明主动防护装置钢绳锚杆安装示意图。
图3c是本发明主动防护装置防护网安装示意图。
图4a是本发明被动防护装置安装主视图。
图4b是本发明被动防护装置安装侧视图。
图4c是本发明被动防护装置立柱部分局部放大图。
图5是本发明实施例中临近既有道路陡峭山体开挖顺序图。
其中，图中的标识为：1-主动防护网；2-被动防护网；3-砂垫层；4-沙袋墙；5-安全围挡。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，先对临近道路进行加宽改道防护，然后对临近既有道路开挖段山体预先搭设GPS2柔性主动防护装置预防护，再采用SNS柔性被动防护装置进行双层预防护，最后对防护后的山体采取分层分段的方式进行施工，具体的施工过程如下：
步骤1、对临近既有道路开挖段采取临时道路加宽改道，并在道路边搭设安全围挡，安全围挡内侧设置沙袋墙，山体坡脚位置布置砂垫层；
步骤2、在山体临近既有道路侧设置主动防护装置，再每间隔一个工作高度设置一道被动防护装置；
步骤3、对山体按照由上到下、由内到外的顺序分层分段开挖，首先，在山体的上方进行开槽施工，然后，对背离道路侧山体进行开挖，最后，按照从上到下的顺序对临近道路侧山体进行开挖，每开挖一个工作高度时，拆除一道被动防护装置，直至山体开挖至设计标高。
具体实施例，如图1至图5所示，
一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，具体的施工过程如下：
第一步、先对既有道路临近陡峭山体开挖位置采取混凝土铺设20cm厚临时加宽改道，并在靠山侧的路边搭设安全围挡5，搭设不低于2m高，在安全围挡5的内侧设置不低于1m高的沙袋墙4，在山体坡脚位置与安全围挡5之间布置50cm厚沙垫层3，防止山体开挖过程中小石块掉落至行驶道路上。
第二步、施工GPS2柔性主动防护装置，GPS2柔性主动防护装置包括锚杆和主动防护网1，对临近既有道路侧山体采取人工手风钻钻取阵列排布的深度不小于2m长锚杆孔，锚杆孔直径不小于Φ20，在预埋Φ18钢绳锚杆，采用M20水泥浆注浆加固，布置阵列间距为4m*4m，待锚杆水泥强度达到要求后施工主动防护网1，主动防护网采用购买的D0/08/200型钢丝绳网，现场采用汽车吊配合人工安装，安装高度为4m一道。GPS2型柔性主动防护网对临近道路侧山体坡面进行主动防护，防止开挖过程中临近道路侧山体坡面石头松动滚落至道路上。
第三步、再施工SNS柔性被动防护装置，SNS柔性被动防护装置包括锚杆、被动防护网2、立柱、拉杆绳，先采用人工手风钻钻取Φ42地脚螺杆锚杆孔，长度不小于1m，采用Φ28螺纹钢筋作为地脚螺栓，总长为1m，顶端丝口M20*100，并配置相应垫片和螺母，锚杆孔采用M20水泥浆注浆，基础顶面采用100mm厚C20砼抹平；
钢绳锚杆孔采用人工手风钻钻取2m长锚杆孔，锚杆孔直径不小于Φ20，在预埋Φ18钢绳锚杆，采用M20水泥浆注浆加固，待锚杆孔水泥强度达到要求后施工被动防护网2、立柱、拉杆绳等；
立柱采用购买的I22b加强型钢立柱，被动防护网采用D0/08/200型钢丝绳网，拉杆绳采用Φ18钢丝绳，现场采用汽车吊配合人工安装，安装高度为5m一道；
每5m一个标高搭设一道柔性被动防护网对山体开挖滚石进行柔性被动防护，防止开挖过程中滚石滚落至道路上。
第四步、山体开挖，施工的总体顺序：山体按附图5编号顺序，分层分段开挖，至上而下，由内向外，该实施例以开挖三个工作高度，即每5m一个标高为一个工作高度，到达设计标高为例进行说明，本领域的技术人员能够理解开挖多层仍然采用相同的方法。
步骤4.1、开挖第Ⅰ层，首先，在山体顶部第一个工作区域Ⅰ层的中间①号工位进行山体开槽施工，然后，对Ⅰ层背离道路侧的②号工位进行施工，最后，对Ⅰ层背离道路侧的③号工位进行施工；
步骤4.2、开挖第Ⅱ层，首先，在山体的第二个工作区域Ⅱ层的中间①号工位进行山体开槽施工，然后，对Ⅱ层背离道路侧的②号工位进行施工，最后，对Ⅱ层背离道路侧的③号工位进行施工；
步骤4.3、开挖第Ⅲ层，首先，在山体的第三个工作区域Ⅲ层的中间①号工位进行山体开槽施工，然后，对Ⅲ层背离道路侧的②号工位进行施工，最后，对Ⅲ层背离道路侧的③号工位进行施工。
临近道路侧外边缘0-50cm开挖时，对改道段采取临时交通管制。
每一层开挖完③号工位后，将山体外侧SNS柔性防护网随着拆除，至山体开挖至设计标高，主动防护网也拆除完毕。
本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明用于桥梁、道路的临近既有道路陡峭山体开挖施工，具有保证公路的安全运营，又能保护周边居民住宅的安全，且能有效控制开挖飞石及山体滚石的破坏范围，施工安全可靠，对比现有技术，经济性好，可广泛用于桥梁、道路的临近既有道路陡峭山体开挖施工作业中去。
本发明的所有附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：先对临近道路进行加宽改道防护，然后对临近既有道路开挖段山体预先搭设GPS2柔性主动防护装置预防护，再采用SNS柔性被动防护装置进行双层预防护，最后对防护后的山体采取分层分段的方式进行施工，具体的施工过程如下：
步骤1、对临近既有道路开挖段采取临时道路加宽改道，并在道路边搭设安全围挡，安全围挡内侧设置沙袋墙，山体坡脚位置布置砂垫层；
步骤2、在山体临近既有道路侧设置主动防护装置，再每间隔一个工作高度设置一道被动防护装置；
步骤3、对山体按照由上到下、由内到外的顺序分层分段开挖，首先，在山体的上方进行开槽施工，然后，对背离道路侧山体进行开挖，最后，按照从上到下的顺序对临近道路侧山体进行开挖，每开挖一个工作高度时，拆除一道被动防护装置，直至山体开挖至设计标高。
2.根据权利要求1所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：安全围挡不低于2m，沙袋墙不低于1m，砂垫层的厚度不低于50cm。
3.根据权利要求1所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：GPS2柔性主动防护装置包括锚杆和防护网，SNS柔性被动防护装置包括锚杆、防护网、立柱、拉杆绳。
4.根据权利要求3所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：GPS2柔性主动防护装置的施工方法如下：
首先，对临近既有道路侧山体钻取阵列排布的锚杆孔；
其次，预埋钢绳锚杆，采用水泥浆注浆加固；
然后，定时检测锚杆水泥强度，待强度达到要求后；
最后，按照锚杆孔阵列间距搭设主动防护网。
5.根据权利要求4所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：锚杆孔的直径不小于Φ20，深度不小于2m，阵列布置间距为4m*4m；钢绳锚杆的直径不小于Φ18，采用M20水泥注浆加固，安装高度为4m一个工作高度。
6.根据权利要求3所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：SNS柔性被动防护装置的施工方法如下：
钻取地脚螺杆锚杆孔，采用螺纹钢筋作为地脚螺栓，并配置相应垫片和螺母；
锚杆孔采用水泥浆注浆，基础顶面采用砼抹平；
钻取钢绳锚杆孔，在预埋钢绳锚杆，采用水泥浆注浆加固；
待钢绳锚杆孔水泥强度达到要求后，按照每隔一个标高的位置安装一道SNS柔性被动防护装置。
7.根据权利要求6所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：地脚螺杆锚杆孔的直径不小于Φ42，深度不小于1m，布置间距根据山体地形及防护网长度确定；采用螺纹钢筋作为地脚螺栓，直径不小于Φ28，长度为1m，地脚螺栓顶端丝口采用M20*100，并配置相应的垫片及螺母，采用M20强度水泥注浆，顶面采用100mm厚C20砼抹面；
钢绳锚杆孔的直径不小于Φ20，深度为2m，再预埋直径不小于Φ18的钢绳锚杆，采用M20水泥注浆加固。
8.根据权利要求6所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：所述SNS柔性被动防护装置每隔5m一个标高安装一道。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的临近既有道路的陡峭山体防护及开挖方法，其特征在于：立柱采用I22b加强型钢立柱，防护网采用D0/08/200型钢丝绳网，拉杆绳采用直径不小于Φ18的钢丝绳。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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