第六章 土石方开挖工程施工.doc

1、四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 39 页第六章 土石方开挖工程施工6.1 概述本工程土石方工程主要是：拦河大坝的土石方明挖、灌浆平洞石方洞挖、右岸永久上坝公路的开挖、进水口的土石方开挖等。6.2 土石方开挖施工6.2.1 开挖区地形、地貌舟坝水电站枢纽工程位于舟坝镇下游约 0.51.5km 的河段上。河道由N10E 方向进入坝区转至 S60E 方向，在坝址下游急转弯呈 N30W方向经厂区而流出枢纽区，形成向 SE 凸出的河弯地形。左岸的河弯山体，有利于引水导流系统的布置。坝址岩层产状一般 N2530E/SE22-28 ，河流为横向

2、河谷，断面为基本对称的“V” 型，在 420m 高程以下，两岸为陡缓相间的阶梯状谷坡。陡坡 35-45，上部谷坡左岸为一 N30-40W方向陡崖，坡度 70-80；右岸为陡缓相间的阶梯状谷坡，陡坡 75-85，缓坡 40-50，平均坡度 60-70。枯水期河水面高程 372.6m。水面宽 40-60m，水深 2-6m；水库正常蓄水位 429m 时，河面宽约 156m。引水、导流洞布置在左岸横穿向 SE 凸出的单薄山脊。厂房位于河湾下游左岸，其后山坡自然坡度约 30-40，在石 址处地形坡度较缓。6.2.2 开挖原则和有关问题6.2.2.1 开挖原则（1）开挖遵循分期、分区、分层、自上而下的原则

3、进行；（2）开挖施工满足总进度计划要求；（3）开挖顺序和开挖方式与出碴道路和施工作业面协调，并保证施工道路的布置合理，交通通畅；（4）合理利用截流前期开挖左、右岸坝肩，进水口的开挖，缩短基坑开挖直线工期。6.2.2.2 有关规定（1）除监理人另有指示外，开挖工程施工场地地表的植被清理，必四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 40 页须延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线（或填筑坡脚线）外侧至少 5m 的距离。（2）开挖工程的植被清理，须挖除树根的范围应延伸至离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧 3m 的距离。（3）

4、开挖施工时，必须特别注意尽最大的实际可能保护清理区域附近的天然植被。（4）开挖表土按设计开挖深度执行，并运至指定地点堆放。表土堆积体不宜过高，避免将土壤压实和防止冲刷流失。（5）场地清理中，对文古迹按相关规定执行，不得擅自破坏。（6）爆破材料的运输、贮存、加工、现场装药及瞎炮的处理等，均按有关的安全操作规程执行。选用的爆破材料必须符合国家和有关技术标准，使用前进行性能检查。（7）施工采用的爆破作业必须使开挖符合施工详图和监理工程师规定的边界，并使开挖线以下或以外的基础保持设计要求的完好状态。并对工程要求处理和超挖部分开挖范围外破坏的基岩进行适当的处理。（8）在施工期间直至最终工程验收，如果沿开

5、挖边坡发生滑坡或塌方，应清除和处理由此形成的堆碴，并对边坡进行恰当处理以保持稳定。（9）进行爆破作业时，须对工地职工、当地居民的人身安全和工程施工、当地生产安全认真采取有效措施。（10）在建筑物及其新浇筑砼附近进行爆破前，必须按水利部水工建筑物岩石基础开挖技术规范 （SL47-94）有关规定进行设计和试验，并将设计和试验结果报请监理工程师批准后执行。（11）不得在灌浆完毕地区及其附近进行爆破，如因特殊情况需要爆破时，必须经过试验论证，并且经监理工程师批准，方可进行。（12）爆破设计采用预裂爆破的参数，如有必要，需进行试验，并调整，使爆破得到满意的结果。（13）与预裂缝面相邻的松动爆破孔，应严格

6、控制其爆破参数，避免对保留岩体造成破坏，或使其间留下不应有的岩体，造成施工困难。四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 41 页（14）开挖时，对于坝基开挖后出露的软弱岩层和泥化破碎带区域，必须按施工详图的规定，采取有效的处理措施。（15）基础开挖后表面因爆破震松（裂）的岩石、表面呈薄片状和夹角的突出岩石及裂隙发育或具有水平裂隙的岩石均须人工清理。对过大岩块，采用单孔小炮火雷管爆破。（16）对廊道、截水墙的基础、齿槽、基础防渗、抗滑稳定需要的沟槽等的开挖，应专门设计并进行爆破试验。6.2.3 开挖分区、分层本工程开挖不分期，左右两坝肩、灌

7、浆平洞、右岸永久上坝公路、进水口以及坝基开挖均在开工日 2004 年 6 月至 2005 年 5 月以前完成，土方开挖工程量均 109975m3，土石开挖工程量约 591005m3。6.2.3.1 分区开挖分四个区。一区为右岸坝肩和右岸永久上坝公路开挖，二区为左岸坝肩和进水口工程开挖，三区为坝基开挖，四区为消力池开挖。6.2.3.2 分层开挖分层依据具体开挖部位，开挖深度、开挖场面而定，与开挖出碴道路及开挖机械性能统一考虑，并在施工中灵活调整。（1）左、右两岸坝肩边坡石方开挖，高程从 370500m 左右，开挖区高差约 130m。采用潜孔钻和手风钻结合施工，每个台阶 68m。岸坡分层爆破开挖详

8、见附图。（2）坝基开挖，高程从 353370m 左右，开挖区高差约 17m，采用潜孔钻和手风钻结合施工，每个台阶 68m。（3）消力池开挖采用手风钻钻造孔开挖。6.2.3.3 开挖施工程序本工程开挖除按照分区进行外，还要按照施工总体进度的安排，有重点的逐段开挖，为后序施工提供条件。开挖程序为自上而下，先挖岸坡，再挖坝基和消力池。四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 42 页6.3.1 土方开挖6.3.1.1 土方明挖范围土方明挖范围包括本合同范围内各项永久工程和临时工程的基础开挖、土料场、公路、房屋基础以及其它由监理人指示的土方明挖工程

9、。其开挖工作内容包括：准备工作、场地清理、排水、边坡观测、完工验收前的维护，以及将开挖可利用或废弃的土方运至监理人指定的堆放地点并加以保护、处理等工作。6.3.1.2 左右坝肩土方开挖坝肩边坡开挖高度约 130m，采用挖掘机开挖，抛掷河床，再经挖掘机挖装自卸汽车运输至弃碴场。6.3.1.3 坝基和消力池覆盖层开挖采用液压反铲挖机直接开挖装车，10t15t 自卸汽车运输出碴，辅以推土机集碴，废碴运至弃料场，装机或推土机平场。6.3.1.4 右岸永久上坝公路土方开挖土方开挖采用单层纵向全宽掘进，采用液压挖掘机直接挖装上车，15t 自卸汽车运输至邻近弃碴场。地势开阔部位辅以推土机集料。大孤石采用手风

10、钻造孔爆破改小。6.3.2 石方开挖6.3.2.1 石方明挖范围石方明挖范围包括合同范围内各项永久工程和临时工程的基础开挖、公路、施工营地、施工辅助工厂基础以及其它由监理人指示的石方明挖工程。其开挖工作内容包括：准备工作、场地清理、施工期排水、钻孔爆破、石碴的运输和堆放、边坡监测和防护、完工验收前的维护，以及按监理人指示对废弃的碴场进行清理等工作。石方明挖定义为在上述的开挖工程项目中，需要进行钻孔和爆破作业的岩石开挖，体积大于 0.7m3 需用钻爆方法破碎的孤石或岩块亦均属于石方明挖的范围。6.3.2.2 石方明挖有关规定四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四

11、川省水利电力工程局 第 43 页（1）石方明挖引用标准和规程规范水利水电工程施工地质规程DL/T5109-99；爆破安全规程GB6722-86；建筑工程质量检验评定标准GBJ301-88；地基与基础工程施工及验收规范GBJ202-83；水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范SL47-94。（2）爆破作业安全 承包人应加强对爆破作业的安全管理。承包人应制定严格的安全检查制度（特别是装药量的控制检查） ，设立专职的安全检查人员。一切爆破作业应经安全检查员检查签认后方可进行爆破。 参加爆破作业的有关人员，应按国家和行业的有关规定进行考试和现场操作考核，合格者方能上岗。 承包人应加强对爆破材料使用的监

12、管，对爆破材料的采购、验收入库、提领发放、现场使用以及每次爆破后剩余材料回库等进行全面监管和清点登记，防止爆破材料丢失。（3）控制爆破 对各项永久工程的石方明挖都应采用控制爆破技术。承包人应在向监理人报送的钻爆作业措施计划中详细说明各项工程采用的控制爆破技术方案和设计参数。 为使开挖面符合施工图纸所示的开挖线，保持开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，承包人应采用预裂爆破或光面爆破技术，对于不适宜采用预裂爆破的部位，应预留保护层。 各项石方明挖工程开挖前，承包人应在监理人批准的场地范围内进行控制爆破试验，以选择合理的钻爆布置和装药密度等参数，控制爆破试验成果应报送监理人。 若采用预留岩体保护层的

13、开挖方法，其上部开挖的炮孔不得穿入保护层。开挖保护层时，无论采用何种开挖爆破方法，钻孔均不得穿入建基面岩体。四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 44 页（4）边坡开挖 边坡开挖前，承包人应详细调查边坡岩石的稳定性，包括设计开挖线外对施工有影响的坡面和岸坡等。对有不安全因素的边坡，必须进行处理和采取相应的防护措施。山坡上所有危石及不稳定岩体均应撬挖排除，如少量岩块撬挖确有困难，经监理人同意可用浅孔微量炸药爆破。 开挖应自上而下进行，高度较大的边坡，应分梯段开挖，河床部位开挖深度较大时，应采用分层开挖方法，梯段（或分层）的高度应根据爆破方

14、式（如预裂爆破或光面爆破） 、施工机械性能及开挖区布置等因素确定，垂直边坡梯段高度一般不大于 10m，严禁采取自下而上的开挖方式。 随着开挖高程下降，应及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线，避免在形成高边坡后再进行处理。 对于边坡开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域，必须按施工图纸和监理人的指示进行处理，并采取排水或堵水等措施。 开挖边坡的支护应在分层开挖过程中逐层进行，上层的支护应保证下一层的开挖安全顺利进行。未完成上一层的支护，严禁进行下一层的开挖。（5）基础开挖 除经监理人专门批准的特殊部位开挖外，永久建筑物的基础开挖均应在旱地中施工。承包人必须采取措施避免基础岩石面出现爆破裂隙，或

15、使原有构造裂隙和岩体的自然状态产生不应有的恶化。 邻近水平建基面，应预留岩体保护层，其保护层的厚度应由现场爆破试验确定，并应采用小炮分层爆破的开挖方法，若采用其它开挖方法，必须通过试验证明可行，并经监理人批准。 基础开挖后表面因爆破震松（裂）的岩石，表面呈薄片状和尖角状突出的岩石，以及裂隙发育或具有水平裂隙的岩石均需采用人工清理，如单块过大，亦可用单孔小炮和火雷管爆破。 开挖后的岩石表面应干净、粗糙。岩石中的断层、裂隙、软弱夹四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 45 页层应被清除到施工图纸规定的深度。岩石表面应无积水或流水，所有松散碉

16、石均应予以清除。建基面岩石的完整性和力学强度应满足施工图纸的规定。 建基面上不得有反坡、倒悬坡、陡坎尖角，结构面上的泥土、锈斑、钙膜、破碎和松动岩以及不符合质量要求的岩体等均必须采用人工清除或处理。 坝基防渗部位和岸坡岩面开挖，应使开挖面平顺，开挖时优先采用预裂爆破法。在接近建基岩面时，应避免爆破，使用机具或人工挖除，或用小孔径、浅孔火炮爆破。（6）堆碴场地清理用作堆存可利用碴料的场地，应按监理人的要求进行场地清理和必要的平整处理，碴料堆筑应分层进行，并应保证能顺利取用这些碴料。（7）有序堆放碴料开挖出的碴料，除安排直接运往使用地点的碴料外，其余碴料（包括弃碴料） ，均应按本合同要求分类堆放在

17、指定的存、弃碴场严禁将可利用碴料与弃碴混杂装运和堆存，由此造成的损失将由承包人负责。堆碴范围和高程必须严格按施工图纸和监理人指示实施。承包人还应注意保持碴料堆体周边的边坡稳定，并作好堆碴体的边坡保护和排水工作。（8）合理利用石碴料承包人应按监理人批准的施工措施计划中对碴料利用的安排，采取合理的爆破、装运和堆碴措施，以提高碴料的利用率，确保本工程能充分利用这些碴料。6.3.2.3 基岩开挖开挖区域基岩为砂质泥岩、粉砂岩，开挖层厚。开挖方法为英格索兰 CM-351 型潜孔钻或阿特拉斯手风钻钻孔，梯段微差挤压爆破，开挖边坡预裂爆破。开挖自上而下分层进行，分层高度6.0m8.0m（阿特拉斯手风钻 23

18、m） 。每层爆破碴料利用 1.4m33.0m3 反铲和正铲挖机装 15t20t 自卸汽车出四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 46 页碴，在每层开挖范围内，布置场内出碴道路与主干道施工道路相接。开挖炮孔布置图详见附图。6.3.2.4 基础建基面保护所有建基面开挖均作基础保护。软弱建基面基础开挖预留 30cm 保护层，最后采用人工撬挖。坚硬岩石区建基面 1.5m2.0m 范围内严格控制装药量，少药浅孔松动爆破，防止对基础产生过大震动和破坏。6.3.3 爆破设计6.3.3.1 梯段爆破设计（1）梯段爆破使用范围在坝肩进水口等区域基岩开挖施

19、工中，对开挖层较厚的部位均采用深孔梯段爆破方式，为减小对基岩和边坡和破坏，边坡开挖配合预裂爆破技术进行。（2）梯段爆破设计引用公式。 梯段要素：采用垂直孔形式。 装药量计算公式：Q=qaHW1式中： Q装药量 kgq单位消耗药量：kg/m 3。q=（0.330.55）0.4+（r/2450） 2，式中 r 为岩石容重，以 kg/m3 计。（3）爆破参数选择造孔机械： CM-351 潜孔钻（英格索兰）钻孔直径： 80mm钻孔间距： 3.5m钻孔排距： 2.5m梯段高度： 6.08.0m超钻深度： 1.0m单孔药量： 2532kg四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位

20、：四川省水利电力工程局 第 47 页炸药消耗： 0.38kg/m3起爆网络： 非电毫秒微差起爆网络6.3.3.2 预裂爆破（1）预裂爆破设计使用范围对安装间、主厂房等深开挖部位，当其主爆区采用深孔梯段爆破时，相应其开挖基岩边坡也配套采用预裂爆破方式。（2）预裂爆破设计引用公式 炮孔间距a=（ 712）D式中： a炮孔间距， mm；D钻孔直径，mm；712系数，当孔径小时，取大值，孔径大时，取小值；当岩石均匀完整时，取大值，岩石破碎时，取小值。 不偶合系数D=（25）d或 Dd=D/d=25式 Dd分别为钻孔、药卷直径，mm；Dd不偶合系数，坚硬岩石选较小值，松软岩石选大值。 线装药密度Qx=0

21、.188a0.5式中：Qx线装药密度，g/m，以全孔长度计；a炮孔间距，cm，适用 45120cm；岩石极限抗压强度，kgf/cm 2，适用 2001500kgf/cm2（3）预裂爆破参数选定造孔机械： CM-351 潜孔钻（英格索兰）造孔斜度： 1:0.30.5钻孔直径： 80mm钻孔间距： 80cm四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第六章投标单位：四川省水利电力工程局 第 48 页钻孔深度： 68.0m药卷直径： 35mm不偶合系数： 2.3线装药密度： 280g/m6.3.3.3 光面爆破设计对开挖边坡坡度高，开挖层薄，不宜采用潜孔钻钻孔，且主爆区为手风钻凿孔爆破，或对预留保护层进行边坡开挖时，采用阿特拉斯手风钻钻光爆孔，宜选用以下爆破参数。造孔机具： 阿特拉斯手风钻 RH658L造孔直径： 42mm钻孔间距： 0.6m造孔深度： 2.5m 药卷直径： 25mm不偶合系数： 1.68线装药密度： 220g/m6.3.3.4 常规爆破设计（浅孔爆破）（1）适用范围对开挖面积小，开挖深度浅，或不宜采起深孔爆破区域，可采用阿特拉斯 RH658L 手风钻凿孔，浅孔松动爆破施工。（2）选用公式 最小抵抗线 W 为：W=2/3L药包量 Q 为：q正常松动爆破的单位消耗药量。（3）参数选定造孔机具： RH658L 手风钻造孔直径： 42mm