高边坡开挖技术

第1章 施工程序2.0.1为了保证开挖边坡开口线以外的边坡稳定和开口线以内的施工安全，首先需要对开口线以外的边坡进行清理、支护和加固处理。2.0.2开挖边坡的截水沟施工，应在最高一级边坡开挖前进行。截水沟若因分部位施工，或因开挖出渣道路等影响无法连通时，施工单位应采取妥善的临时截、排水措施，并经监理工程师审批同意后方可实施。2.0.3边坡开挖，应严格控制开挖爆破参数，并及时进行支护。施工期支护宜采用“随机支护系统锚喷、锚索支护”的施工顺序。爆破后首先对每层工作面出现的危石及时清除干净，对不稳定体进行随机支护；然后进行出渣，并进行系统锚喷、锚索加固等支护作业。2.0.4开挖梯段的高度应根据爆破试验成果、施工机械性能及开挖区布置等因素确定。对于覆盖层边坡，边坡梯段高度一般不超过6m，类岩石边坡梯段高度一般不超过68m，类岩石边坡梯段高度一般不超过1012m。同一区段内的开挖应平行下降，如不能平行下挖时，相邻区段高差不应超过一个梯段高度。2.0.5开挖边坡的支护应在分层开挖过程中逐层进行，上层边坡的支护应保证下一层开挖的安全，下层的开挖应不影响上层已完成的支护。对于各边坡，永久的系统锚喷与预应力锚索加固支护处理，与开挖工作面的高差不应大于相邻两马道高差，并满足边坡开挖过程中的稳定和限制卸荷松弛的要求。2.0.6在边坡开挖的下切过程中，应注意台阶爆破对紧邻的已形成上部台阶的影响，即在开挖下部台阶前，必须按施工图要求完成上部台阶的锁口锚杆施工。2.0.7边坡开挖及支护施工，允许在同高程分部位实施。对开挖施工揭露的边坡地质缺陷，应结合监测资料等，分析确定其支护措施和时机。第2章 开 挖2.1 土方开挖2.1.1 施工测量和放样2.1.1.1 施工过程中，应根据需要进行测量和放样，其内容包括：（1）布设施工测量控制网；（2）开挖前的测量和放样；（3）为确保设计开挖轮廓准确性而进行的测量放样；（4）为核算工程量而进行的测量；（5）为提供竣工资料而进行的测量；（6）按监理工程师或设计文件确定的为其它目的而进行的测量和放样。2.1.1.2 测量和放样除满足DL/T 5389及DL/T5173规范要求外，还须遵循下列规定：（1）开口轮廓位置和开挖断面应严格按施工详图放样，保证开挖形态；（2）开挖竣工地形测量的范围、比例不小于施工详图相应的范围和比例；（3）实测竣工断面图的位置应和施工详图对应，并具相同比例。2.1.2 边坡清坡（1）应严格按照设计施工图纸的要求，清除设计开挖开口线以外、影响开挖边坡施工安全的浮渣、坡残积层、孤石，以及松动、倒伏、破碎岩体、山梁部位的强卸荷岩体，清坡后的坡面应平顺过渡，不应有陡坎和倒悬岩体。（2）清坡和必要的稳定支护处理工作完成后，方能进行边坡截水沟及工程边坡的开挖施工。2.1.3 场地清理2.1.3.1 场地清理的范围：（1） 设计最大开挖边界或截水沟外侧至少5m以外；（2） 因地质缺陷处理等须外延开挖范围的开挖区，场地清理应延伸到相应最大开挖或支护边界外侧不小于5m的距离，并进行必要的支护；（3） 根据现场地质、地形条件，在上述范围外经监理工程师确认必须进行清理的范围。2.1.3.2 场地清理内容：树木、杂草、废渣、松散堆积物、危及开挖施工安全的危岩松动体以及监理工程师认定必须清除的其它有碍物。清理物应堆放到指定地点。2.1.3.3 场地清理需经验收合格后，方可进行相应部位的开挖施工。2.1.4 开挖轮廓要求实际开挖轮廓必须符合施工图或有关设计文件要求。边坡和基础面开挖误差不超过表3-1的规定。开挖工程超欠挖指标表3-1部 位允许偏差（cm）欠挖超挖不平整度引水发电进口及泄洪（放空）进、出口边坡1020152.1.5 边坡开挖2.1.5.1 边坡开挖应采用自上而下、分区、分段、分层的方法依次进行，不允许先下后上切角开挖。2.1.5.2 边坡开挖应严格施工过程质量控制，避免超、欠挖或倒坡。2.1.5.3 每开挖一层，必要时应及时进行支护处理，以防日晒雨淋松动、冲蚀、坍滑等。2.1.5.4 永久建筑物边坡开挖必须符合施工图纸规定。开挖中出现不利地质情况，施工单位应通知监理工程师，并会同业主和设计共同研究处理方案。2.1.5.5 边坡开挖后表面松动的土体应采用人工清理干净；无论表面出现何种原因产生的较严重缺陷，施工单位均须按监理工程师的指示予以特殊处理，包括（但不限于）增加开挖、回填等。2.1.5.6 采用机械开挖时，应距设计坡面留有不小于20cm的保护层，最后用人工进行坡面修整。2.1.5.7 对施工中出逸的地下水及施工用水，应采取有效和可靠的截、排水措施予以处理。2.2 石方开挖2.2.1 施工测量和放样施工测量和放样除满足3.1.1节的要求外，还需满足下列要求：（1）开口轮廓位置的放线最大误差应控制在15cm以内；（2）开挖测量放样应与开挖进度相适应，放样时应放出轮廓点（包括坡顶点、转角点及坡脚点等），当轮廓线较长时，应视工程情况按5ml0m加密。放样轮廓点的点位线误差和高程线误差不大于15cm；（3）施工过程中每开挖一个平台，应沿开挖轮廓测绘平、剖面图和主要点的高程以及土石分界线，作为爆破设计、竣工资料和计算工程量的依据，剖面图的测量间距可根据情况在5m20m范围内选择。（4）每一排炮均应放样，并测量上一排炮爆破后的开挖面的超欠挖情况及开挖范围，并把资料及时报送监理工程师，以便确定对超欠挖的处理。2.2.2 开挖轮廓要求见表3-1开挖工程超欠挖指标。2.2.3 岩石边坡开挖2.2.3.1 开挖应采用自上而下、分梯段开挖，不应采用自下而上造成岩体倒悬的开挖方式施工。2.2.3.2 设计边坡轮廓面的开挖，应采用预裂爆破或光面爆破，以确保开挖几何形态，减小施工爆破对岩体的破坏和损伤。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。2.2.3.3 马道和平台基础开挖应预留水平保护层，保护层的厚度应通过现场爆破试验确定，保护层的最小厚度不应小于50cm。宜优先采用通过现场爆破试验证明可行并经监理工程师批准的保护层一次爆破法（水平光面爆破或预裂爆破法和孔底设柔性垫层法）。2.2.3.4 岩石边坡开挖前，应先将开口线上的锁口锚杆施工完成。2.2.3.5 边坡截、排水沟施工，可采用小药量爆破进行开挖，以确保截、排水沟平顺。2.2.4 岩石基础开挖2.2.4.1 水工建筑物岩石基础开挖，应采用分层的钻孔爆破法施工。严禁在设计建基面、设计边坡附近采用洞室爆破法或药壶爆破法施工。2.2.4.2 除经监理工程师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。2.2.4.3 开挖过程中必须采取措施避免基础岩石面出现爆破裂隙，或使原有构造裂隙和岩体的自然状态产生不应有的恶化。2.2.4.4 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，并报经监理工程师批准。对于保护层开挖，应采用小炮分层爆破，若采用其它开挖方法，必须通过试验证明可行，并经监理工程师批准。2.2.4.5 基础开挖后，表面因爆破震松（裂）、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。2.2.4.6 开挖后的岩石表面应干净。岩石中的断层、裂隙、软弱夹层等地质缺陷，应按有关设计文件或监理工程师的要求进行处理。2.2.4.7 建基面上不得有陡坎尖角；结构面上的泥土、锈斑、钙膜、破碎和松动岩块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。2.2.4.8 基础开挖面应严格控制平整度。2.2.5 岩石开挖料利用2.2.5.1 石方明挖可用料将用于大坝堆石填筑，承包商应研究采取合理的爆破参数，保证开挖可用料满足堆石料的质量及级配要求。承包商应将监理人认可的可用料运至指定回采场，无用料运至规划的弃渣场，堆渣应服从渣场管理人的协调，保证能顺利取用渣料。2.2.5.2 可利用明挖料应呈粒状颗粒，避免呈片状、针状颗粒，明挖料的最大与最小边长之比不超过34。明挖料颗粒级配应满足以下规定：级配连续良好，最大粒径不大于1000mm，小于5mm的颗粒含量应小于20；0.075mm粒径含量应不大于5。2.3 爆破3.3.1爆破控制2.3.1.1 为防止开挖爆破对岩体损伤，建基面部位的岩体爆前、爆后波速的衰减率不大于10%，否则判断为爆破破坏。2.3.1.2 岩石开挖施工前必须进行爆破试验,选定爆破参数，并经监理工程师审批后方可实施。在施工过程中，应随时根据不同的地质条件，对选定的爆破参数进行不断的优化。2.3.1.3 紧邻设计边坡的23排梯段炮孔应作为缓冲炮孔，其孔距、排距和单孔装药量，应较前排梯段炮孔减少1/31/2。2.3.1.4 爆破应符合以下规定：（1）边坡开挖主要应采用预裂爆破技术，预裂爆破形成的裂缝面应贯通。当预裂法爆破施工困难时, 经监理工程师批准后，可采用其它爆破法施工；（2）成形开挖面上，残留炮孔痕迹应分布均匀。残留炮孔痕迹保存率，对完整岩体应达到85%以上；对较完整和较破碎岩体应达到60%以上；对破碎岩体应达到20%以上；（3）相邻两残留炮孔间不平整度不大于15cm；（4）当采用光面爆破施工时，应与缓冲爆破结合使用。2.3.1.5 对于特别重要部位的开挖，应根据具体情况或现场工程师的指示，采用相应措施减轻爆破振动影响。2.3.1.6 爆破振动安全标准（1）新浇混凝土、新锚喷支护及灌浆区安全质点振速不大于安全值，当质点振速大于安全值时，暂停爆破作业。质点安全振动速度应由现场爆破试验确定，在取得试验数据之前,可参考下表执行。爆破振动安全允许标准表3-2单位：cm/s龄期（d）133772828新浇混凝土1.52.52.55.05.07.07.010.0新锚喷支护区（锚索、锚杆、喷混凝土）1.01.55.07.0灌浆区不能受振1.02.05.0（2）设计边坡面上的安全质点振速15cm/s。2.3.2 钻孔爆破2.3.2.1 钻孔爆破前，应进行现场爆破试验，寻求合理的爆破参数，并经监理工程师审批后方可实施。并在施工过程中，随时根据不同的地质条件，对选定的爆破参数进行不断的优化。2.3.2.2 爆破作业前，承包人应根据现场爆破试验，将确定的钻爆参数呈报监理工程师审批。2.3.2.3 从事爆破作业的技术人员必须持有公安部颁发的爆破工程技术人员安全作业证；炮工必须有县级以上公安部门颁发的爆破员作业证。2.3.2.4 在边坡坡面爆破时，必须进行跟踪爆破监测。2.3.2.5 爆破后应及时检查爆破效果，根据爆破效果和爆破监测成果及时修改爆破设计参数。2.3.2.6 开挖爆破过程中应注意防火安全工作，避免发生火灾。2.3.2.7 为减少对未开挖边坡和临近建筑物的破坏及影响，岩质边坡、各建筑物基础、马道等所有轮廓线上的垂直、斜坡和水平面均应采用预裂爆破。2.3.2.8 预裂孔应钻在轮廓面上，开孔点应在轮廓线上，误差应小于5cm，钻孔应强调方位、倾角控制，钻孔孔底最大偏差应小于20cm。预裂爆破钻孔孔径不宜大于110mm，水平保护层爆破钻孔孔径不宜大于50mm。预裂孔孔距、孔径、线装药密度及装药结构由专项爆破试验确定。钻孔应做详细记录。2.3.2.9 预裂爆破孔和梯段爆破孔一般不在同一爆破网络中起爆，若在同一爆破网络中起爆，预裂炮孔先于相邻梯段炮孔起爆的时间，不应小于75ms。2.3.2.10 边坡预裂孔爆破的最大单响起爆药量不宜大于50kg，缓冲区最大单响起爆药量不宜大于100kg，主爆区最大单响起爆药量不宜大于300kg。一次预裂孔较多时，应根据预裂部位的具体情况分为510孔一段，进行串联分段后再实施起爆。最大单响起爆药量最终应通过试验确定。2.3.2.11 梯段爆破一次总起爆药量不应大于10000kg，总排数不得大于10排。紧邻建基面，一次爆破总药量不应大于5000kg，总排数不应超过8排。梯段爆破一次总起爆药量最终应通过试验确定。2.3.2.12 预裂孔应采用不耦合间隔装药，以求最佳的壁面效果。2.3.2.13 已完成的钻孔，孔内岩粉应予清除，孔口应予以保护。钻孔经检查合格后方可装药。2.3.2.14