一二级水电站土石方开挖及支护施工方案.doc

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1、一二级水电站土石方开挖及支护施工方案1.1 土石方工程施工本工程土石方工程包括永兴河一、二级电站首部枢纽、前池、压力钢管及地面厂房的基础土石方开挖（明挖）及临时工程施工的所有土石方开挖等项目。1.1.1 土石方开挖施工本工程土方开挖拟采用1.0m3挖掘机开挖，8t自卸汽车运输，推土机平整压实，石方开挖采用空压机供风，手风钻造孔，光面爆破施工。爆破弃渣采用开挖拟采用1.0m3挖掘机开挖，8t自卸汽车运输，推土机平整压实。按监理工程师要求和业主指定弃渣场堆放压实。（1） 施工布置1）施工道路布置根据施工总平面布置情况，施工进场后，以发包人所提供的现场公路为主，道路全长约13km，路基宽3.5m，路

2、面宽3m，泥结碎石路面。在施工过程中将根据现场的实际情况现在临时道路满足施工的需要，在施工期间根据发包人的要求对该道路进行维护，保证其安全畅通。2） 风、水、电布置与施工用电施工供风根据施工总体布置，本工程石方开挖拟采用10m3/min电动固定空压机供风，满足施工生产的需要。施工用电主要为施工机械、区内排水和夜间施工照明，分别自工区控制性接线至各用电点。施工弃碴本工程土石方开挖共15万m3，工程土石方回填及填筑9万m3，经平衡后工程弃渣约6万m3。根据发包方规划，主要利用弃碴场为11#、2#、4#、5#及21#、2#、3#、4#、5#、6#弃碴堆场。可满足本标工程弃渣要求。1.1.2 开挖原则

3、和有关规定（1） 开挖原则开挖遵循分区、分层，自上而下的原则进行。开挖施工满足施工总进度计划要求。开挖顺序和开挖方式与出碴道路和施工作业面协调，保证施工道路布置合理，交通畅通。对高边坡开挖优先开挖，尽早为基础开挖施工提供工作面。（2） 相关规定主体工程的基础范围内，挖除树根必须延伸到最大开挖边界或建筑基础外侧1.0m的距离。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范围的天然植被。场地清理中，对文物古迹按相关规定执行，不得擅自破坏。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。爆破材料的运输、贮存、加工、现场装药及瞎炮的处理等，均按

4、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。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。在施工期间直至最终工程验收，如果沿开挖边坡发生滑坡或塌方，施工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。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。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（SJ47-92）规范规定进行设计和试验，并将

5、设计和试验结果报请监理工程师批准后执行。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，方可进行少量的浅孔火花爆破。爆破设计采用光面爆破的参数，如有必要，需进行试验，并调整，使爆破得到满意的结果。与光面相邻的松动爆破孔，应严格控制其爆破参数，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。开挖时，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。（3） 开挖分层该项目开挖主要以边坡石方开挖和覆盖层开挖，覆盖层开挖分层厚为2m3m。石方开挖分层为36m。1.1.3 开挖施工程序开挖程序为自上而下进行

6、，按照施工总体进度的安排，有重点的逐段逐层开挖，为后序施工提供条件。各部位土石方明挖均采用自上而下分层(梯段)施工。土石方开挖一般施工程序为：场地清理危岩处理测量放线钻孔、爆破出碴坡面清理与修整坡面验收边坡支护及验收下一循环作业或完工。设计边坡开挖前，做好开挖线外的场地清理和危石处理，修建地表截、排水沟。开挖采取自上而下分层进行，马道（如有）之间的设计边坡一次光面成型，大面积开挖垂直梯段高度一般为47m，每层边坡开挖完后及时申请初验并经验收合格后进行支护作业。开挖边坡的支护在分层开挖的过程中逐层进行，上层的支护使下层的开挖能安全顺利的进行。施工期间，定期对边坡的稳定进行安全监测，对有可能失稳的

7、地段及时报告监理工程师或业主并采取措施保证边坡的稳定。1.1.4 施工方法（1）土方开挖本工程土方开挖所指土方系指人工填土、表土、黄土、砂土、淤泥、黏土、砾质土、砂砾石、松散坍塌体及软弱的全风化岩石，以及小于或等于0.7m3的孤石或岩块等，无需采用爆破技术而可直接使用手工工具或土方机械开挖的全部材料。土方开挖拟采用1.0m3挖掘机开挖，8t自卸汽车运输，推土机平整压实，开挖时自上而下进行施工，所有主体工程建筑物的基础开挖均应在旱地进行施工。在雨季施工中，应有保证基础工程质量和安全施工的技术措施，有效防止雨水冲刷边坡和侵蚀地基土壤。校核测量开挖过程中，要求经常校核测量开挖平面位置、水平标高、控制

8、桩号、水准点和边坡坡度等是否符合施工图纸的要求。并及时校核测量成果报告给现场施工人员确保开挖尺寸位置准确。临时边坡的稳定主体工程的临时开挖边坡，应按施工图纸所示或监理人的指示进行开挖。对自行确定边坡坡度、且时间保留较长的临时边坡，经监理工程师检查认为存在不安全因素时，应进行补充开挖和采取保护措施。基础和边坡开挖土方明挖应从上至下分层分段依次进行，严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法，施工中随时作成一定的坡势，以利排水，开挖过程中应避免边坡稳定范围形成积水。基础和边坡易风化崩解的土层，开挖后不能及时回填的，应保留保护层。边坡的风化岩块、坡积物、残积物和滑坡体应按施工图纸要求开挖清理，并应在下部边坡施

9、工前完成。清除出的废料，应全部运出开挖范围以外，堆放在监理工程师指定的场地。弃土的堆置不允许在开挖范围的上侧弃土，必须在边坡上部堆置弃土时应确保开挖边坡的稳定，并经监理工程师批准。在冲沟内或沿河岸岸边弃土时，应防止山洪造成泥石流或引起河道堵塞。机械开挖的边坡修整使用机械开挖土方时，实际施工的边坡坡度应适当留有修坡余量，再用人工修整，应满足施工图纸要求的坡度和平整度。边坡面渗水排除在开挖边坡上遇有地下水渗流时，应在边坡修整和加固前，采取有效的疏导和保护措施。边坡的护面和加固为防止修整后的开挖边坡遭受雨水冲刷，边坡的护面和加固工作应在雨季前按施工图纸要求完成。开挖线的变更在工程实施过程中，根据土方

10、明挖及基础准备所揭示的地质特性，需要对施工图纸所示的开挖线作必要修改时，应按监理工程师签发的设计修改图执行，修改的内容涉及变更的应按本合同通用合同条件第39条的规定办理。因施工需要变更施工图纸所示的开挖线，应报送监理工程师批准后，方可实施，其增加的开挖费用应由计入报价，发包人不为此另行支付费用。施工中，若发现实际地质情况有较大变化，应及时将情况报告监理工程师，并按监理人批准的修改设计施工，此种修改不能作为人员窝工费和机械停置费索赔依据，由此引起的开挖和支护工程量等变更，按合同条款有关变更的规定办理。边坡安全的应急措施土方明挖过程中，如出现裂缝和滑动迹象时，应立即暂停施工和采取应急抢救措施，并通

11、知监理人。必要时，应按监理人的指示设置观测点，及时观测边坡变化情况，并做好记录。施工期临时排水沿山坡开挖的工程，为保护其开挖边坡免受雨水冲刷，在边坡开挖前，按施工图纸的要求开挖并完成边坡上部永久性山坡截水沟的施工。对其上部未设置永久性山坡截水沟的边坡面，加设临时性山坡截水沟，并经监理人批准后，在边坡开挖前予以实施。在场地开挖过程中，做好临时性地面排水设施，包括按监理人要求保持必要的地面排水坡度、设置临时坑槽、使用机械排除积水以及开挖排水沟排走雨水和地面积水等。保护永久建筑物和永久边坡免受冲刷，采取的临时排水措施，注意保护已开挖的永久边坡面及附近建筑物及其基础免受冲刷和侵蚀破坏。在平地或凹地进行

12、开挖作业时，在开挖区周围设置挡水堤和开挖周边排水沟以及采取集水坑抽水等措施，阻止场外水流进人场地，并有效排除积水。（2）石方开挖石方开挖采用空压机供风，手风钻造孔，光面爆破施工。爆破弃渣采用开挖拟采用1.0m3挖掘机开挖，8t自卸汽车运输，推土机平整压实。按监理工程师要求和业主指定弃渣场堆放压实。石方明挖施工工序见图5-1。警报场地清理测量放线施工道路岩石顶面捡平大面积造孔测点放线安全检查记录装药堵塞连线起爆堵塞材料准备人员设备撤离出渣保护层开挖开挖结束出渣建基面清理验收清理出渣覆盖层开挖爆破设计现场试验图5-1 石方明挖施工工艺图（1）边坡石方开挖边坡石方开挖包括大坝、闸坝左右岸坝肩、压力管

13、道及取水口等部位。开挖方法为手风钻凿孔，常规松动爆破，开挖边坡进行光面爆破。钻孔爆破分台阶进行，台阶高度1.82.4m。1.0m3反铲挖机装8t自卸汽车出碴，弃碴运到指定弃碴场堆放。边坡开挖后，打系统锚杆，挂钢筋网，喷射混凝土。（2） 河床基础开挖基础内覆盖层采用EX300L-5液压反铲挖掘机直接开挖， 10t自卸汽车运输出碴。对于大于0.7m3的孤石采用手风钻凿孔，小药量火雷管爆破改小。石方开挖区采用手风钻凿孔，周边采用光面爆破开挖成型。光面孔孔径：D=42mm 炮孔间距a根据经验公式：a=（712）D则a=1042=420mm，选用a=50cm；不偶合系数：DdDd=D/d=25 钻孔直径

14、：42mm（成孔） d ：药卷直径，选用药卷直径25mm则D/d=42/25=1.68。线装药密度Qx：根据水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范（SDJ211-83）介绍公式，Qx=0.188a0.5；a ：炮孔间距，50cm；：岩石极限抗压强度，kgf/cm2，基于本工程岩石情况，选用920kgf/cm2Qx=0.188509200.5=285g/m，选用285g/m，装药时底部加强装药23倍。堵塞长度：堵塞长度L取1.5m；采用空气间隔装药。该爆破参数施工中根据实际爆破试验进行调整。建基面保护层开挖建基面保护层开挖根据水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范SL47-94，保护层厚度主要与

15、地质条件、岩石特性、爆破方式和规模、爆破材料、炮孔装药直径有关，一般根据对梯段炮孔底以下的破坏深度的试验结果确定。本工程保护层开挖采用手风钻钻孔，底部设柔性垫层，电雷管起爆，一次爆除的方式，爆破参数暂定如下，实施阶段根据现场试验确定。孔径：该光面爆破孔采用手风钻打孔，孔径D=42mm；最小抵抗线Wp：Wp=KWD（KW=1530，选用KW=15），故Wp=1.1m；台阶高度H：即为保护层厚度2.0m；炮孔深度h：考虑加1520cm底部柔软垫层，取h=2.15m；炮孔间距a：a=（0.82.0）WP，选取a=1.21.1=1.3炮孔排距b：b=（0.81.0）* a；取b=1.0m；装药量Q：Q

16、=（0.60.7）qWP aH,取q=0.55kg/m3；故Q=1.02kg坑槽石方开挖槽坑开挖采用Y28手风钻钻孔，周边光面爆破，密眼、浅孔、小药量爆破，分层开挖，每层开挖厚度1.52.0m。底部预留1.0m厚水平保护层，用手风钻浅孔小药量爆破。开挖渣料采用液压反铲挖掘机挖装，自卸汽车运输至本标指定渣场。（3）爆破设计本标工程边坡及地基周边开挖控制采用光面爆破，其它石方开挖采用浅孔松动爆破。光面爆破参数造孔机具：Y26手风钻造孔直径：42mm 钻孔间距：0.5m造孔深度：2.5m药卷直径：25mm不偶合系数：1.68线装药密度：282g/m常规松动爆破参数造孔机具：Y26手风钻造孔直径：42

17、mm 造孔孔距：1.2m造孔排距：1.0m孔深：2.5m装药量：0.40kg/ m3上述各种爆破参数在正式施工前，都将在施工区选择有代表性的爆破场地，进行爆破试验，加以修正。（4）开挖施工排水在每项开挖工程开始前，尽可能结合永久排水设施的布置，规划对开挖区域内外的临时性排水措施。在开挖施工过程中，尽量保证开挖在干地施工，按施工详图或监理人的指示开挖好边坡以外的山坡截水沟，以防止雨水漫流冲刷边坡造成滑坡。对可能影响施工作业及永久建筑安全的渗透水，地下水和泉水，就近挖集水坑排水沟槽集中抽排。在河槽中河面水位以下施工时，每层开挖前，提前形成排水系统，降低地下水位，满足施工要求。除监理工程师特殊规定和

18、专门书面通知外，所有永久建筑的基础开挖都应在旱地进行。对河床段河面水位以下施工时，每层开挖之前，提前形成排水系统，降低地下水位，满足旱地施工的要求。砂卵石层排水沟和集水井由反铲挖机开挖形成。石方开挖区采用手风钻凿孔，周边采用光面开挖成型。（5） 开挖质量与安全开挖施工质量控制措施A、按照初检复检终检的三级检验制度对土石方开挖工程质量进行严格过程控制。B、认真、细致地进行现场爆破试验，包括光面爆破、深孔梯段爆破、水平保护层和垂直保护层浅孔梯段小药量爆破和上坝可利用料控制爆破等，通过试验取得合理的爆破参数和爆破工艺。C、光面爆破质量控制a、采用全站仪现场放设孔位控制点，利用先进的钻机精确控制光面孔

19、钻孔角度，确保光面孔钻孔质量。b、格按照爆破试验确定的爆破装药结构进行光面孔装药、连线和堵塞。c、每次光面爆破完成后，由爆破工程师质量工程师检查工作面是否沿光面线形成光面，光面是否受到爆破震动破坏、残孔率和岩面平整度是否达到规范和技术条款要求，为进一步优化爆破参数提供依据。D、保护层开挖质量控制所有建基面和马道（如有）均按规范要求预留不小于1.5m厚的水平保护层，采用光面爆破技术沿设计开挖线进行光面爆破，手风钻浅孔小药量一次爆破进行保护层开挖，以确保特殊部位开挖质量。保护层开挖施工时，在爆破工程师和质量工程师的现场指挥下进行钻孔、装药、堵塞、连线等工序，每道工序经检验合格后方可进行起爆，并由爆

20、破工程师和质量工程师检查爆破开挖质量，分析和优化爆破参数，选择合理的爆破工艺。 开挖安全保证措施A、土石方明挖前做好防、降水和排除积水工作，对边坡局部土质较差的地段做好坡面保护。施工期间加强测量监控，严格按照图纸进行施工，误差控制在设计允许的范围之内。B、严格按国家爆破安全规程实施爆破作业。爆破技术人员持公安部颁发的爆破技术人员安全作业证，方可参加爆破设计施工。爆破工持爆破工上岗证方允进行爆破作业施工。C、按爆破规程要求设置爆破警戒区和警报系统，防止人员在放炮时进入爆破警戒区。D、采取临时支护和永久支护结合的措施，防止高边坡开挖过程中边坡失稳。E、开挖施工的过程中需特别注意飞石。一方面，在必要

21、部位设置挡碴坎。另一方面，结合爆破试验，合理确定爆破参数，防止爆破飞石飞到警戒区以外，并尽可能减少爆破震动对相邻建筑物施工安全的影响。F、在陡岩和各级马道处设置安全防护栏和警示标志，陡岩边缘处施工时，施工人员必须系安全带，防止坠落。G、按技术条款和安全规程，布置足够的照明设施，确保夜间施工照明。H、配置专人和专用设备，加强道路维护，保证汽车行驶安全。1.1.5 开挖渣料的利用和弃渣处理本工程在开挖获得的可利用渣料将进行统一规划，渣料应专用于本工程永久和临时工程的填筑及场地平整等。可利用渣料和弃置废渣应分类堆存，进行工程开挖时，应将可利用渣料和弃置废渣分别运至指定地点分类堆存。并严格按照监理工程

22、师批准的施工措施计划所规定的堆渣地点、范围和堆渣方式进行堆存，应保持渣料堆体的边坡稳定，并有良好的自由排水措施。对监理人已确认的可用料，在开挖、装运、堆存和其它作业时，应采取可靠的保质措施，保护该部分渣料免受污染和侵蚀。1.2 喷锚支护施工本工程有喷砼80m3，支护锚杆2425根。1.2.1 施工工艺流程本工程喷锚支护施工的主要工艺流程如下：开挖搭设钢管架平台造锚杆孔清孔检查验收注浆安插锚杆检查验收喷混凝土检查验收拆除钢管架平台及清面5t自卸汽车运输水源拌制潮裹混合料喷射机喷头受喷面速凝剂其它添加材料速凝剂水泥豆石少量水砂1.2.2 施工机械锚杆造孔机械： YT28风钻。注浆机械：锚杆注浆机。

23、混凝土喷射机械：UZP-50混凝土喷射机。1.2.3 喷锚支护材料要求（1）锚杆:锚杆和预应力锚杆的材料应按施工图纸的要求，选用高强度的螺纹钢筋；（2）水泥：注浆锚杆和预应力锚杆的水泥砂浆应采用标号不低于P.O32.5的普通硅酸盐水泥；（3）砂：采用最大粒径不大于2.5mm的中细砂；（4）水泥砂浆：砂浆标号必须满足施工图纸的要求，注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不应低于20MPa； （5）外加剂：按施工图纸要求，在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂，其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分。1.2.4 喷混凝土施工方法喷混凝土选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于425#，并具备生产

24、厂的质量证明书。细骨料采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数2.5，含水率宜控制在5%7%。粗骨料采用耐久的卵石，粒径10mm。水、外加剂和速凝剂的质量符合施工规范要求，并有生产厂的质量证明书。喷混凝土配合比通过室内试验和现场试验选定，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥的用量。速凝剂的掺量通过现场试验确定，喷混凝土的初凝和终凝时间，满足现场喷射工艺的要求，配合比试验成果报送监理工程师批准。拌制混合料的称量允许偏差按下述标准控制：水泥和速凝剂：2%砂、石：3%喷混凝土采用0.5m3强制式搅拌机拌料，搅拌时间不少于1.5min。混合料采用自卸汽车运输，运输过程中采取车厢加棚（盖）等措施，严防雨淋、

25、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前过筛。喷射前，对喷射面进行检查，清除开挖面的浮石、石碴和堆积物，处理好光滑岩面，用高压风（水）枪冲洗喷射面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志。喷射作业前，对施工机械设备、风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。在受喷面滴水部位埋设导管排水。喷射混凝土作业采用UZP-50型混凝土喷射机组分段、分片、依次进行。喷射顺序自下而上，一次喷射厚度按GBJ 8685表6.1.1规定数据选用。喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一次循环放炮时间不应少于3h。喷射机作业应严格执行喷射机的操作规程，应连续向喷射机供料，保持喷射机工作风压稳定。喷射混凝土的回弹率：应不大于10%

26、。喷射混凝土终凝2h后喷水养护。1.2.5 锚杆施工方法(1)锚杆孔的钻孔1) 锚杆孔的开孔应按施工图纸布置的钻孔位置进行，其孔位偏差应不大于100mm。2) 锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面；局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45。3) 注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径15mm以上；若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径25mm以上。4) 锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于50mm。(2)锚杆的注浆

27、1) 锚杆注浆的水泥砂浆配合比，应在以下规定的范围内通过试验选定。水泥：砂，1:11:2(重量比)；水泥：水，1:0.381:0.45。2) 先注浆的永久支护锚杆，应在钻孔内注满浆后立即插杆；后注浆的永久支护锚杆和预应力锚杆，应在锚杆安装后立即进行注浆。3) 锚杆注浆后，在砂浆凝固前，做好锚杆孔口保护，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。1.3 质量安全保证措施根据本标招标文件资料及土石方工程特点，为确保建基面的完整和不发生欠挖，保证施工安全，制定以下质量安全保证措施：1、严格按照设计图纸及有关技术规程规范精心组织施工。2、测点放线精确，严格控制开挖边线及建基面超欠挖。3、土石方开挖施工遵循自上而下分层

28、施工的原则，严禁使用自下而上或使岩石倒悬的施工方法。4、在石方开挖前，应进行现场爆破实验，精心设计爆破参数和起爆网络，严格控制起爆程序和单位药量，确保岩石开挖质量。5、对基坑设计边坡部位等出现的不良地质地段及时进行临时支护处理。6、设计开挖边坡线部位采用光面爆破，确保开挖质量。7、邻近设计水平建基面预留约1.5m厚保护层，采用YT28手风钻钻孔，小炮分层爆破，以确保爆破震动不对基础岩石产生扰动。8、由于边坡开挖坡高较大，在基坑开挖时，应定时进行边坡稳定监测，及时进行边坡喷护，以确保施工安全。9、对爆破开挖完成后的建基面，在进行喷护或混凝土浇筑前，必须彻底清除表面浮碴、松动岩石碎屑，杂物等，经监理工程师验收合格后方可进行喷护或混凝土浇筑。10、在整个土石方开挖过程中进行严格的全面质量管理，杜绝安全、质量事故的发生。1.4 主要施工机械设备配置主要施工机械设备配置表序号设备名称型号规格单位数量备 注1手风钻YT-28台302液压反铲挖掘机CAT320台63推土机ZL50台44自卸汽车8t辆165混凝土喷射机UZP-50台46潜水泵2.2KW台107锚杆注浆机SNS-150/3.5台1