水库边坡开挖施工方法.doc

水库土石方边坡开挖施工方法1 概述本施工方法适用于SANTA ISABEL清水库的土石方边坡开挖和支护工程。2 主要工程量依据水库开挖设计图纸，SANTA ISABEL水库和导流明渠的土石方开挖和支护工程如下：序号工作内容单位工程量备注1土方开挖m32石方开挖m33喷射砼m346m长25锚杆根57m长51排水管根66150150挂网m23 施工布置施工道路布置：经SI道路进入SANTA ISABEL水库施工现场，在CENTRALSANTAISABEL电厂尾水渠建设临时桥梁，以便施工设备和运输车辆的通行。道路主要承担开挖过程中机械设备的通行、施工材料的进场和开挖弃料的运输。施工场地布置：在水库库区开挖边坡下方开阔部位布置作业平台（详见施工平面布置图），包括袋装水泥仓库、小型材料和工具仓库、砂石料场存放区、砼拌合站、空气压缩机、发电机、临时炸药库等。施工用电：前期施工用电设备有：砼拌和机、砼喷射机、施工照明、水泵和电焊机等小型设备，采用200KW柴油发电机供电即可满足用电需求。施工用风：在SANTA ISABEL和右岸布置空压站，使用Atlas XAHS 950供风量为27m3/min油动空气压缩机供风，主要为YT-27手风钻、砼喷射机及边坡喷锚前的基础面清理供风。施工用水：施工用水由PARACTI河上游供水管道接入到工作面，并在开挖边坡上方安置10m3储水罐，从储水罐连接供水支管通过自流方式引至各个施工部位。弃碴处理：从边坡开挖的土和石渣经SI道路运送至1.5KM外的5#弃渣场。首先将弃渣场需要的弃渣范围进行清表，修建临时道路至弃渣场底部，从底部开始按照1:1的边坡进行分层填筑，土方和石方分区回填，每填筑5米高度设一条马道，并在马道上开挖排水沟。4 开挖及支护施工方法4.1 开挖施工程序锚杆、排水管安装坡面清理、初喷砼坡面清理、挂网喷砼锚杆、排水管安装挂网、复喷砼EL1732以下边坡伐树、清表测量放样截水沟施工土方开挖、清运石方钻孔、爆破EL1732以下12344.2 开挖分层边坡土方开挖根据马道高程按每4-5米一个梯段开挖，由KOMATSU PC360履带式反铲挖掘机进行开挖。石方开挖由潜孔钻机或液压钻机配合液压破碎锤方式开挖，每梯段高度可根据马道高程按5-9进行松动爆破。边坡开挖完成后对坡面松散物进行清理、喷砼、挂钢筋网片及锚杆、排水管安装，并在马道顶靠近边坡一侧开挖临时排水沟。每梯段开挖、支护完成后进行下一循环的施工。4.3 开挖出碴边坡开挖出的土方和石渣由反铲弃至下方的边坡上，用于施工平台的回填，多余的石渣使用装载机装至自卸卡车运至1.5KW外的5#弃渣场。4.4 钻孔、爆破参数明挖石方钻孔爆破作业采用ATLAS COPCO D7型钻机钻孔，主爆孔钻孔间距为3m、排距为2m、装药量约为0.4kg/m3；周边孔采用欲裂爆破的方式，钻孔间距为1m、抵抗线长度为1m、线装药密度为120g/m；距周边孔1.2m设置拉裂孔，钻孔间距为2m。（详见钻孔爆破设计图）爆破装药示意图：4.5 土石方开挖施工开挖施工前首先用全站仪进行开挖边线放样，并以木桩喷红漆、小红旗或其他较醒目的标记标示出开挖界桩。依据测量所放样的开挖界桩等标记，使用熟石灰标记出开挖边界线。并按设计开挖坡度加工直角三角木架，使用水平尺控制开挖坡度。土方开挖每4-5m为一个梯段施工，采用KOMATSU PC360反铲挖掘机从顶部开始往下开挖，将开挖的土方弃至边坡底部堆积。在反铲向边坡底部弃土时，在坡脚部位设置警戒带，并且配置专人在边坡下方有车辆通行的地方进行交通指挥，有车辆通过时通知反铲停止工作，待车辆或设备通过后再开始工作。反铲在上部堆土完毕，然后在底部用装载机装弃碴到自卸汽车运至弃碴场平整。石方开挖采用爆破方式，在测量人员放出孔位后，钻孔的位置按爆破设计放样，孔位时孔位偏差不得大于15cm，但对因地形影响无法摆放钻机时，可作适当的调整。石方爆破由潜孔钻机或液压钻机配合液压破碎锤方式开挖，每梯段高度可根据马道高程按5-9进行松动爆破，爆破完成后再根据爆破高度分层进行开挖、支护。钻孔刚开始时对钻孔方向用水平尺及卷尺检测其钻孔角度，在钻进点至1m时复测一次，保证其钻孔角度。每孔的钻孔浓度严格按爆破设计要求进行，以测量队放样的参考点，以钻进钻杆的长度为比基准控制钻孔深度。每次钻孔完后，用编织袋或其它物体对孔口进行填堵保护，防止施工时杂物掉入孔内。岩石的装药、连网及爆破作业由爆破工程师进行，每次装药爆破时，现场技术人员记录每次所用爆破材料。爆破完约15分钟后，由现场安全人员和爆破工程师对现场检测，看是否有拒爆，根据情况，对拒爆采用冲水溶解炸药或是在拒爆孔旁边加孔引爆的方式处理。现场安全人员爆破后，对边开挖情况进行检查，发现松动、破碎或不稳定岩体，应通知反铲及时进行处理。4.6 支护作业施工4.14.24.34.44.512344.14.24.34.44.54.6边坡支护方式边坡开挖支护分为两种形式，在EL1732以上部位喷射砼厚度为5cm，钢筋网片规格为6300300mm；在EL1732以下部位喷射砼厚度为10cm（两层），钢筋网片规格为6150150mm。排水管为直径51mm、长度7m的PVC管，间排距均为3m，采用梅花状布置；岩石坡面需安装砂浆锚杆，采用8#的螺纹钢筋、长度为6m，间排距均按2.5m，梅花状布置。EL1732m以上边坡支护土方边坡开挖完成后使用简易的耙子将边坡残留的松散材料清理；石方边坡开挖完成后若有局部欠挖使用液压破碎锤修整处理，待满足设计开挖线要求后，使用风水枪对坡面进行清理，清除残余的石屑。边坡清理完成后首先在坡面上安装钢筋网片，网片规格为6300300mm，使用砼垫块将网片垫起，距离坡面2cm的保护层，并安插钢筋与网片绑扎牢固。按照1.51.5梅花状在坡面上安插钢筋，钢筋漏出坡面长度为5cm，以控制喷射砼的厚度，然后喷射5cm厚强度28Mpa 的喷射砼（选用干喷或者湿喷两种方式）。待喷射砼凝固后开始进行锚杆孔和排水孔的钻孔，使用ATLAS COPCO D7型钻机钻孔。岩石坡面需安装砂浆锚杆，锚杆为长6m的8#（25）螺纹钢筋，间排距为2.5m，梅花型布置。锚杆垫板在锚杆安装、注浆完成，砂浆初凝后安装。排水孔为7m长51mm PVC管，排水管需外露岩石面5cm。排水管插入洞岩体内部位需在管壁钻孔，钻孔间隔为20cm、孔径5mm，形成花管，然后在外侧包裹一层土工布，使用扎丝绑扎牢固。排水管安装完成后在孔口使用砂浆封堵，防止漏水。EL1732m以下边坡支护边坡开挖完成后使用若有局部欠挖使用液压破碎锤修整处理，待满足设计开挖线要求后，使用风水枪对坡面进行清理，清除残余的石屑。边坡清理完成后首先按照1.51.5梅花状在坡面上安插钢筋，钢筋漏出坡面长度为10cm，以控制喷射砼的厚度，然后喷射5cm厚强度28Mpa 的喷射砼（选用干喷或者湿喷两种方式）。待喷射砼凝固后开始进行锚杆孔和排水孔的钻孔，使用ATLAS COPCO D7型钻机钻孔。岩石坡面需安装砂浆锚杆，锚杆为长6m的8#（25）螺纹钢筋，间排距为2.5m，梅花型布置。在锚杆安装完成后安装钢筋网片，网片规格为6150150mm，网片紧贴喷射砼面，并钢筋绑扎牢固。锚杆垫板在锚杆安装、注浆完成，砂浆初凝后安装，将锚杆垫板应压在钢筋网片之上，以固定钢筋网片。排水孔为7m长51mm PVC管，排水管需外露岩石面5cm。排水管插入洞岩体内部位需在管壁钻孔，钻孔间隔为20cm、孔径6mm，形成花管，然后在外侧包裹一层土工布，使用扎丝绑扎牢固。排水管安装完成后在孔口使用砂浆封堵，防止漏水。在喷射第二层砼前，对排水管管口作保护，以免喷射砼时堵塞排水孔。喷射时将露出砼外的5cm长钢筋完全覆盖，达到喷射要求的厚度。4.6.1 喷射混凝土作业水库边坡的喷射砼采用干喷法或湿喷法，由布置在坝顶的砼搅拌机按批准后的混凝土配合比进行配料。干喷法是将水泥、砂和石料在砼拌和机拌合好后由装载机运送至喷锚机处，在喷枪口连接水管添加水和速凝剂；湿喷法是将水泥、砂、石料以及水减水剂在砼拌和机拌好后由装载机运送至喷锚机处，在喷枪口添加速凝剂。原材料：水泥使用COBOCE IP-40水泥，砂石骨料使用COLOMI当地生产的砂石骨料，由Wilson Motao Tapia 石料厂生产。外加剂：减水剂选用Sikament N330，速凝剂选用Sigunit L22。配合比：请见附件28Mpa干喷和湿喷法砼配合比。砼拌合机装载机运输砼砼喷射机喷头砂子石子水泥压缩空气水速凝剂受喷面干喷法喷射砼程序：湿喷法喷射砼程序：砼拌合机装载机运输砼砼喷射机喷头砂子石子水压缩空气速凝剂受喷面减水剂水泥砼拌合机装载机运输砼砼喷射机喷头砂子石子水压缩空气速凝剂受喷面减水剂水泥砼拌合时各种原材料的称量使用体积法，即按照配合比中各种原材料的用量，按照各种原材料的容量换算成体积，现场制作木盒子来计量每次拌合砼时各种原材料的用量。并且在拌合机旁放置1000kg的计量称随机进行检查。速凝剂的计量按照流量和砼喷射机的喷射能力来进行重量抽查。喷射砼作业 喷射混凝土时，应按分段、分片由下而上顺序进行，每段不超过6m。 喷射作业时，喷嘴要垂直受喷面做反复缓慢均匀的螺旋形运动（直径30cm50cm），喷嘴与受喷面保持一定的距离，一般取1.0-1.5m左右。喷射机压力不小于5MPa。 清理岩面后，如有大面积的凹面，应先进行凹面补平，保证每层喷射厚度一致均匀。 如岩石破碎严重，喷射混凝土的附着能力差，喷第一层时，应使用加大速凝剂掺量的水泥砂浆，并适当减小喷射机的工作风压，以便形成初喷壳，为后续喷射提供底层。 根据喷射部位选定合适的高压风压力和一次喷射厚度，使边坡回弹量计划控制在10%左右；喷射混凝土表面平整密实，无裂缝脱落现象，达到设计要求。 突然断料时，喷头应迅速移离喷射面，严禁用高压气体冲击尚未终凝的混凝土，喷射工作结束后要认真清洗喷嘴。 喷射混凝土终凝2h后应进行湿润养护。4.6.2 锚杆施工方法边坡设计锚杆为下倾角，角度为10，深度为6米，锚杆直径为25mm，钢筋材料要求为G60的钢筋，安装锚杆时采取后注浆施工的方法。后注浆施工工序：坡面清理测量放样钻孔清孔安插锚杆注浆安装垫板锚杆制作浆液拌制钻孔钻孔前测量根据锚杆间距，锚杆设计角度放样锚杆位置，并标注记录孔距，角度等。使用ATLAS COPCO D7型钻机进行造孔，造孔过程中随时检查调整孔距角度，符合设计要求。锚杆直径 25mm，孔径 76mm。清孔钻孔完成后用高压风、水联合清洗，将孔内松散岩粉粒和积水清除干净；如果不需要立即插入锚杆，孔口应加盖或堵塞予以适当保护，在锚杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。锚杆安装锚杆安装前先检查加工好的锚杆是否具备设计要求标准，锚杆长度为6m，材料必须符合设计的G60 #8的棒材。锚杆末段必须具备良好的 23mm150mm的丝杆。在锚杆上每隔2.5m焊接6mm架立钢筋，以保证锚杆在孔中始终处于中心位置。锚杆加工图注浆浆液配比详见附件。首先安装锚杆，然后将注浆管插入孔底，注入浆液的过程缓慢向外抽出，保证孔内注浆充分包裹锚杆，待孔口有浆液溢出，证明孔内浆液充足。注浆完成后使用扭力扳手机械转动锚杆，使水泥浆能与锚杆充分黏合。注浆完成后待达到初期强度，安装锚杆垫板、垫片和螺母并使用扭力扳手加紧螺母。4.6.3 排水管施工方法排水孔在第一层喷射砼和钢筋网片安装完成后进行，首先使用ATLAS COPCO D7型钻机钻孔，钻孔孔径76mm，钻孔深度7m。排水管采用51mm长度7m的 PVC管材，在PVC管壁上间隔20cm钻6mm的孔，形成花管，然后在外侧包裹一层土工布，使用扎丝绑扎牢固。安装排水管外露坡面5cm，完成后排水管孔口用适当材料保护，避免在喷射第二层砼时堵塞排水管。4.7 爆破安全12344.14.24.34.44.54.64.74.7.1 爆破振动控制4.7.1.1 爆破振动波的规律炸药在岩土介质中爆炸，其释放的一部分能量以波动形式沿地面传播，形成了爆破的地震效应，振动速度计算公式如下：=K3QRa式中：R建筑物距爆破点距离，m；Q炸药量（齐爆时为总装药量，延迟爆破时为最大段装药量），kg；地面质点峰值振动速度，cm/s；K与爆破点至计算点间的地形、地质条件有关的系数和衰减系数。Qmax=R3K3a根据现场实际情况，水电站和发电厂房地面质点峰值振动速度V值取0.5， K值可以通过爆破试验取得。4.7.1.2 降低爆破振动的技术措施采用毫秒延期爆破，限制一次爆破的最大用药量。被保护建筑物的允许临界振动速度V确定后，即可根据下式计算一次爆破最大用药量。Qmax=R3K3a当设计药量大于该值而又没有其他降振措施时，则必须分次爆破，控制一次爆破的炸药量。将一次爆破药量分成多段毫秒延期起爆，使得爆破振动速度峰值减小为受单响最大药量控制，这样，一次爆破规模可扩大很多倍而不会产生超强振动。采用毫秒延期爆破，使得先爆炮孔产生的振动波与后爆炮孔的振动发生相互干扰或峰值不能叠加而错开，导致爆破产生的最大峰值减小。在建筑物附近进行爆破时，应进行爆破振动监测，以掌握这些设施在爆破振动作用下的受力状况，为安全核算提供较为准确的依据。这不仅有助于及时调整爆破参数，确保被保护物的安全。4.7.2 爆破警戒与信号爆破工作开始前，必须确定危险区的边界，并设置明显的标志。地面爆破应在危险区的边界设置岗哨，使所有通路经常处于监视之下。每个岗哨应处于相邻岗哨视线范围之内。爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。应使全体职工和附近居民，事先知道警戒范围、警戒标志和声响信号的意义，以及发出信号的方法和时间。第一次信号-预告信号。提前30分钟发出，所