第五章 土石方明挖.doc

第五章 土石方明挖施工5.1 概述（1）业主营地场地土石方开挖平整业主营地位于1#公路途经交通洞洞口和排风洞洞口附近的710高程附近，工程分为办公区与生活区相对独立两部分。办公区布置1#公路北侧交通洞东侧710高程上，地势平整，生活区布置在1#公路南侧690高程以下和655高程以上区域，与办公区隔路相对，生活区沿山势台阶式布置，大致分为三个台阶。场地土方开挖平均厚度为6m，挖沟槽深1m，土壤类别为全风化砂；石方开凿深度最大15m，岩石级别为IX级，弃渣弃土运距3000m，废渣废土弃于敦化抽水蓄能电站2#渣场。土石方明挖的内容包括：准备工作、场地清理（砍伐树木及挖出树根）、土方开挖、弃土石渣运输和堆存、施工期排水、边坡稳定监测、完工验收前的维护，以及将开挖可利用或废弃的土方运至合同指定的堆放区，并按环境保护要求对开挖边坡进行保护、治理等工作。（2）路基土石方明挖该标段业主营地道路全长406.696m，起点与业主营地内部道路连接，重点与1#道路连接，该路为水泥混凝土路面，外侧为陡坡、悬崖或障碍物的填方、或零挖路基。土石方明挖的内容包括：准备工作、场地清理（砍伐树木及挖出树根）、土方开挖、弃土石渣运输和堆存、施工期排水、边坡稳定监测、完工验收前的维护，以及将开挖可利用或废弃的土方运至合同指定的堆放区，并按环境保护要求对开挖边坡进行保护、治理等工作。5.1.1 主要工程量业主营地场地平整与开挖主要工程量见表5-1 主要工程量表 表5-1序号工程项目工程量备注单位数量1土方开挖m3189723.002排水沟土方开挖m34000.003石方开挖m341602.004排水沟石方挖槽m3600.00路基开挖主要工程量见表5-2 主要工程量见表 表5-2序号工程项目工程量备注单位数量1清理现场（含挖除树根和砍伐树木）m28325.002挖土方m327619.003挖石方m33766.005.1.2 工程地质条件本标段位于林区，沿线植被茂密，地下水出露点较多，在靠近沟源部位地下水出露形式多为分散的细小支流；道路沿线可能分布有残坡积孤石块石层，块石粒径一般13m，大者达58m具架空结构。5.2 引用标准（1）GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范；（2）GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准；（3）DL/T5113.1-2005水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准 第一部分 土建工程；（4）DL/T5129-2001碾压式土石坝施工技术规范；（5）GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范；（6）GB6722-2003爆破安全规程；（7）DL/T5113.1-2005水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准 第1部分 土建工程；（8）DL/T5123-2000水电站基本建设工程验收规程；（9）DL/T5135-2001水电水利工程爆破施工技术规范；（10）DL/T5173-2003水电水利工程施工测量规范；（11）DL/T5333-2005水电水利工程爆破安全监测规程；（12）DL/T5371-2007水电水利工程土建施工安全技术规程；（13）DL/T5389-2007水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范。5.3 土石方明挖施工程序业主营地的场地开挖平整工作采用采用先挖办公区场地，再逐一向低处开挖。路基开挖工作中先修临时路进入工作面，然后与营地的场地开挖两个工作面同时进行。土石方明挖按照先土方、后石方的原则，自上而下分层进行开挖施工。各建筑物基础开挖及边坡支护处理，采取分区段进行施工。开挖区采用由上至下分台阶钻爆开挖，每个台阶钻爆开挖完成后及时进行边坡锚喷支护，上一层的支护保证下一层的开挖安全顺利进行，未完成上一层的支护，不进行下一层的开挖。各级开挖边坡形成之前，完成相应高程的地表截排水系统的施工。土石方明挖施工工艺流程见框图5-1。路基土石方工程施工程序（框图5-1）施工组织设计编制施工准备施工人员组织施工设备组织弃 渣 场 选 择风 水 电 形 成施工便道修筑测量放线表层植被清除及构造物拆除板涵基础开挖挡墙基础开挖弃渣边沟、截水沟开挖多余土石方边坡支护板涵施工挡墙砌筑土石方开挖5.4 施工方法道路边坡段明挖采用自上而下分层开挖，道路明挖包括表土覆盖层开挖和岩石开挖。在开挖施工前，将边坡、仰坡上的浮石、危石进行清除，作好坡面排水系统。开挖过程中挖方高度H小于10m时，只设一级边坡；当边坡高度H大于10m时，路基边坡每10m处设一级平台，平台宽度2m，最后一级边坡高度小于10m时，不增设平台，边坡土石交界限处，可适当调整相邻每级边坡高度，在土石分界处设边坡平台。土质挖方边坡采用1:1坡率。5.4.1 表土覆盖层土方开挖开挖前，首先进行测量放样，标识出开挖范围和位置，然后人工清理开挖区域内的树木和有碍杂物。同时，将开挖区域上部孤石、险石排除，较大块石用小炮解小。开挖区域清理完毕后，即开始按设计要求施工边坡上部地面排水系统，地面排水系统施工始终超前开挖工作面12个台阶，在梯段开挖之前完成。表土覆盖层开挖采用反铲削坡，人工配合修整边坡。按照测量放样开口线自上而下分层开挖。同一层面开挖施工，按照“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。开挖土料翻落至下部集渣平台或直接装车，较宽部位用TY220推土机配合集料。开挖施工的同时采用1.6m3液压反铲修整边坡，预留30cm人工进行修坡，以保证开挖的坡度和平整度满足招标文件和施工规范要求。开挖后的表土土料采用1.6m3液压反铲或3.0 m3装载机装20t自卸汽车运往指定腐殖土暂存场。雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利部位排水。在开挖施工过程中，根据施工需要，经常检测边坡设计控制点、线和高程，以指导施工，并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况，如出现异常，立即向监理人和发包人报告并采取应急处理措施。5.4.2 石方开挖岩石开挖采用钻爆法施工，沿开挖坡面自上而下分层进行，标准分层高度为3.0m，设计边坡线采用光面爆破技术，边坡采用YT28手风钻或QZJ-100B潜孔钻钻预裂或光面爆孔，水平建基面预留保护层， 爆破采用非电毫秒雷管微差起爆网络起爆。开挖后的石渣采用1.6m3液压反铲或3.0m3装载机装20t自卸汽车运往指定施工平台。（1）梯段爆破施工梯段爆破施工工艺流程框图见框图5-2所示。梯段爆破施工工艺流程框图（框图5-2）测量放线放3布孔孔97钻孔孔1011装药连网爆破网10根据测量放线的位置，每次钻孔爆破前，先在台阶面上按设计用红油漆标明爆破孔位并保持钻孔准确。工作面采用YT-28手风钻和QZJ-100B型潜孔钻钻孔，为了提高爆破效率、降低成本，梯段爆破孔采用宽孔距，窄排距布孔方式，在布孔时应尽可能避开软弱夹层；采用偶合装药结构和孔间微差，使爆破出来的石渣粒径均匀，解炮量少。钻孔施工过程中，由专人对钻孔的质量及孔网参数按照作业指导书的要求进行检查，如发现钻孔质量不合格及孔网参数不符合要求，立即要求返工，直至达到钻孔设计要求。装药、联网爆破均采取人工装药，采取全偶合柱状连续装药，岩石爆破单位耗药量暂按0.40.5kg/m3考虑，最终单耗根据爆破试验确定。梯段爆破采用微差爆破网络，采用塑料导爆管连接非电毫秒雷管微差起爆。（2）预裂爆破施工为保证边坡稳定，边坡开挖严格按照“自上而下、分层开挖、及时支护”的原则组织施工，以分层梯段开挖为主导，边坡锚喷支护紧跟，上层支护完后再开挖下一层。为保证边坡岩体完整平顺、严格控制超欠挖，拟在边坡设计边线采用预裂爆破，预裂爆破孔前设23排缓冲孔。爆破参数根据现场试验进行优化调整。预裂爆破施工工艺流程程序见框图5-3所示。预裂爆破施工工艺流程框图（框图5-3） 起爆爆破效果检查起爆联线钻孔质量检查堵塞料准备孔口堵塞装 药平台面，清理浮渣测量定位钻机就位钻 孔清理钻孔绑扎药串导爆索检查炸药检查竹片加工 （3）保护层开挖预留保护层采用YT-28型手风钻钻孔微差分层爆破开挖，保护层开挖的施工顺序为相应的梯段开挖石渣运出后进行。为防止爆破振动对基岩产生破坏影响，保护层分三层开挖。保护层开挖的工艺流程见框图5-4。保护层开挖工艺流程框图（框图5-4）测量放线钻 孔验 孔装药爆破石渣清理5.5 爆破设计5.5.1 梯段爆破设计业主生活营地段和道路段石方明挖爆破标准分层高度为3m，炮孔直径为42mm，间排距为1.51.0m，梅花型布置。采用32药卷，单孔装药量2.0kg。针对本工程的具体工程地质条件和岩石的物理力学性能，在进行正规的爆破施工前，首先寻找具有代表性的区域进行爆破实验，借以调整和修正已设计的爆破参数，使爆破效果达到比较好的结果。梯段爆破钻爆设计参数见表5-3，炮孔布置及装药结构见梯段爆破炮孔布置图 梯段爆破技术参数 表5-3序号项目名称单位爆破参数1梯段高度m32抵抗线m1.53孔径mm424孔距m1.55孔深m3.16排距m1.07单位耗药量公斤/m30.458每孔药量公斤2.09堵塞长度m0.8注：上表中的梯段高度和有关爆破参数须根据现场实际情况适当调整。5.5.1.1 保护层爆破设计保护层厚1.5m，分三层开挖，第一层为0.8m，第二层为0.5m，第三层为20cm的撬挖层。撬挖层采用风镐和撬棍施工。采用2#岩石销铵炸药，导爆管起爆。梯段爆破钻爆设计参数见表5-4，炮孔布置及装药结构见炮孔布置图保护层开挖钻爆设计参数 表5-4序号高度孔高孔径药径角度孔距排距装药长度堵塞长度装药量单耗起爆方法HhDdabll0Qqmmmmmmmmmmkgkg/m311.50.84032601.20.60.620.30.4680.812单孔起爆20.70.54032601.20.60.400.180.2980.828单孔起爆5.5.1.2 预裂爆破设计石方边坡采用预裂爆破，爆破标准分层高度为3m，炮孔直径为42mm，炮孔间距为0.4m。采用20药卷间隔装药，线装药密度为200300kg/m。5.5.2 爆破试验确定适合的、质量优良的、性能稳定的爆破材料；确定适合施工场地地质条件和岩性特征的爆破参数；观测爆破对爆破区底部及周边保留岩体的破坏情况，确定岩体保护层厚度或其他有关数据；观测爆破对建筑物的破坏影响，判断其安全性，为爆破施工提供依据。爆破试验内容包括：爆破材料性能试验、爆破参数试验、爆破破坏试验、爆破地震效应试验。爆破方案中的孔网布置，单位耗药量的选择和起爆方法及顺序等，按钻爆设计方案进行，尽量减小爆破振动的作用。试验方案的要点为：（1）控制台阶高度在3m以内；（2）梅花型布孔；（3）采用微差起爆法，一次爆破中单响药量控制在100300kg；（4）最后一排爆破孔的孔距，试验设计1.52m，并且减少装药量，其目的是防止爆破的后拉作用，为下一次爆破保留完整的台阶工作面。试验次数暂定为23次，对孔网参数及起爆方案仅为验证性的试验，找出合理的爆破方案，以满足施工要求。5.5.3 开挖施工技术措施为了保证高边坡土石方的开挖质量及施工安全，在明挖作业开工前对坡顶设计线上面的高边坡进行检查，如发现不安全因素，要提前处理。并将坡顶设计线外5m范围内浮石、杂物清除干净。沿边坡顶挖截水沟，设安全防护栏。为保证边坡稳定，边坡开挖严格按照“自上而下、分层开挖、及时支护”的原则组织施工。开挖的渣料主要采用反铲配合推土机集渣，然后采用反铲装自卸汽车运至渣场。开挖的边坡采用预裂爆破技术，开挖严格按设计参数施工，特别是预裂孔孔向、孔深要严格控制，采用搭设钢管样架固定钻机和导向；主爆破孔施工，严格控制倾角和孔深，确保爆破质量达到预期要求。5.6 主要施工机械设备及施工人员配置5.6.1总体施工进度安排依据总进度计划，本标段业主营地土方开挖时间主要为：2014年05月012014年6月30，工期61天；道路路基填筑完成时间为：2014年05月012014年5月30，工期30天。按照施工布置各项工序依次进行，故土方开挖时间为业主营地：2014年05月012014年6月15，工期46天；路基：2014年05月012014年5月30。按合理配置资源，均衡生产的原则，安排各部位土方明挖。5.6.2 施工强度分析本标土方明挖总量为21.73万m3，高峰期开挖强度预计达到15.4万m3/月，据此我单位将做好开挖施工设备的组织、调配等工作，保证有数量充足、性能优良的施工设备在现场施工，从而保证满足施工进度及施工强度要求。5.6.2.1装载设备配备实用生产率计算实用生产率计算公式为P=103600qKCKB/TkP。1.6m3液压反铲在公式中各参数取值如下：q铲斗容量，1.6m3； T工作循环时间，30s；Kc铲斗充盈系数，1.1；KB时间利用系数，0.7；KP土壤可松系数，1.1。 经计算1.6m3液压反铲的生产率P为1344m3/台班。5.6.2.2装载设备配备最高月开挖强度按15.4万m3/月计算，根据本工程施工的特点，每月按照25d有效工作时间考虑，每天按照20h工作时间进行计算，1.6m3液压反铲月生产率6万m3/月。因此， 1.6m3液压反铲共配置3台，每个工作面另外各配1台推土机和1台3m3装载机，共2台D85推土机，2台3m3装载机，即可满足高峰月开挖装渣强度要求。5.6.2.3运输设备配备自卸汽车的需用量计算，开挖最高强度预计达到15.4万m3/月，平均往返运距约为6km。出渣配置20t自卸汽车，自卸汽车平均速度25km/h。卸车时间按2分钟，装车时间按5分钟计算，有用料运输往返时间为22分钟。汽车生产率计算公式为：Pj = 60qKeKchKsu/T式中：q 汽车容积20m3； Ke 土石可松系数（综合），取0.65； Kch 汽车装满系数，取0.95； Ksu 运输损耗系数，取0.95； T 汽车一次循环时间min。 经计算：20t自卸汽车生产率为 Pj = 23m3/h。根据本工程施工的特点，每月按照25d有效工作时间考虑，每天按照20h工作时间进行计算，20t自卸汽车生产能力为1.17万m3/月，因此，共配置14台20t自卸汽车能满足运渣要求。5.6.3 施工机械设备配置主要施工机械设备配置见表6-3。开挖主要机械设备表 表5-5序号设备名称型号 规格单位数量备注1手风钻YT-28台12其中备用4台2潜孔钻QZJ-100B台1其中备用1台3装载机3.0m3台24液压反铲1.6m3台35推土机D85台26自卸汽车20 t台14其中备用2台7油锯台45.6.4土石方明挖施工人员配置根据施工强度和机械设备配置，土石方明挖高峰期单班劳动力组合见表5.6-2。土石方明挖及支护劳动组合表 表5-6工长钻工炮工司机测量工电工修理工其它合计21244442215855.7 雨季施工措施（1）雨季到来之前修好施工便道并保证晴雨畅通。（2）雨季施工前，对施工场地原有排水系统进行检查，必要时增设排水设施，保证水流畅通。在施工场地周围结合永久结构物加设截水沟，防止地表水流入场内。（3）及时了解天气预报，观察天气变化情况，合理规划作业区间及机动工程。（4）雨季施工时，特别是雷暴天气，加强对供、配电设施及用电器材等的维护管理，防止因雷击，漏电等发生人员伤亡或设备损坏等事故。（5）挖方边坡不宜一次挖到设计位置，应沿坡面留30cm厚。待雨后再修整到设计边坡度。（6）边坡应按设计坡度自上而下开挖，雨期开挖注意边坡稳定，加强对边坡的监测，并随时核对其坡度是否合乎设计要求，作好防护，使边坡在雨水冲刷时，能保持稳定。（7）采用防水爆破材料，雷暴天气不进行爆破施工。5.8 施工质量、 安全保证措施与劳动保护5.8.1 施工质量控制措施（1）严格按设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。（2）开挖前认真做好爆破方案设计，做好光面和预裂爆破参数设计，并先进行爆破试验，以选择和确定合理的爆破参数，确保开挖面质量。（3）采用先进的测量仪器和先进的测量控制手段，提高观测效率、观测质量。所有测量设备检验合格才能使用，控制测量和施工测量采用全站仪进行。测量作业由富有经验的专业人员进行测量放线、复测。（4）在实地放出控制开挖轮廊的坡顶点、转角点或坡脚点，并用醒目的标志标定。开挖部位接近开挖边线时，及时测放基础轮廊点及散点高程，并将欠挖部位及尺寸标于实地，必要时在实地画出开挖轮廊线，以备验收。（5）开挖严格按设计参数施工，特别是预裂孔孔向、孔深要严格控制，钻孔时，搭设钢管样架固定钻机和导向；主爆破孔施工，严格控制倾角和孔深，确保爆破质量达到预期要求。（6）炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由经过考核合格的炮工负责，严格按爆破图的规定和要求进行作业。5.8.2 施工安全控制措施根据本工程实际情况及土石方明挖工程施工特点，为保证明挖施工安全顺利的进行，必须科学合理地安排施工