开挖施工组织设计L

1、大坝土石方开挖施工赶工组织设计1概况1.1施工项目及工程量龙开口电站大坝土石方开挖项目包括：右岸上坝公路北线以下的坝肩开挖；泄洪坝段、厂房坝段、冲沙底孔坝段、右岸挡水坝段大坝基础及中导墙基础开挖、 泄洪消能区冲坑开挖；厂房机组段高程1189.4m以上一期开挖及安装场、尾水渠、 冲沙建筑物及右岸挡土墙、进场公路、进场廊道基础开挖；右岸坝顶灌浆洞及左 岸坝顶灌浆洞0+100以后的开挖。主要土石方开挖工程量见表1-1。表1-1土石方开挖工程量表项目单位土方明挖石方明挖石方槽挖石方洞挖小计左岸缆机平台m3P 355016700100021250右岸缆机固定端m3100100左岸挡水坝段m3308313

2、0831溢流、泄洪坝段m3P154375990395r1144770厂房坝段m3212014211669013287043冲沙底孔坝段m3P 11510148699163800右岸挡水坝段m312490501167263261352442448下游岸坡m39831181339179650灌浆平洞m33202:3202拦污漂m393558566499222右岸上坝公路北线m3603552503085385进场公路m3P 88203620P 12440合计m3390326235365422713532027470141注：所有工程量均为设计量。1.2赶工原因龙开口电站大坝土石方开挖较合同发生变化，

3、土石方开挖工程量发生变化， 大坝土石方开挖施工提交工作面日期合同定为 2008年5月12日，实际开始开挖 日期为2008年5月31日，由于开挖日期的调整，工期缩短，各部位及坝段开挖 周期缩短。业主提供道路无法满足开挖要求。龙开口水电站大坝土石方一期开挖高峰期为雨季，天气恶劣，造成开挖场内 交通条件受限，造成施工难度大，加之施工场内抽水影响延误开挖进度，场内开 挖道路无法形成。开挖前期受征地、移民、地质灾害等因素的影响，直接导致工 期延误、人员窝工、设备闲置等状况，开挖施工受到节制，影响施工进度。为保证龙开口水电站大坝土石方开挖施工按时完成，特制定编写龙开口水电 站土石方开挖施工赶工措施，通过增

4、加人员设备、优化施工布置和开挖程序及技 术保证龙开口水电站大坝土石方开挖施工按时保质保量的完成。1.3地形地质条件根据招标文件提供的资料，坝址两岸山体雄厚，左岸山顶高程1800m，右岸山顶高程大于 3000m，两岸大小冲沟发育，沟深长短不一，长年流水， 坝址区较大冲沟有左岸上游的小庄河冲沟及右岸下游的龙开口冲沟。坝址地形较开阔，右岸高程1260m以下多为缓坡地形，坡度1020，分布IW级堆积阶地，高程 1260m以上坡度一般为 3545，靠江边呈基 岩岛状地貌；左岸地形不规则，坡度一般为2040，局部见陡坎（壁），有零星堆积阶地分布。坝址左岸基岩露头较好，覆盖层浅薄；右岸山坡高程 125612

5、90m有零 星或小范围基岩露头，覆盖层浅薄，高程1290m以上有残坡积层分布，厚0.5 5.0m ;高程1256m以下覆盖层深厚，表层为壤土夹碎石，厚0.51.5m，下部为卵砾石夹漂石， 厚度3.043.1m，其中部夹有厚215.1m的浅黄、灰色 粉质粘土，呈硬可塑状。坝址区基岩为二叠系上统玄武岩组（P2 ®玄武岩、黑泥哨组（P2h）灰岩和砂岩、燕山期煌斑岩脉及正长斑岩侵入体。1.4开挖施工难点及采取的措施根据本标控制性工期要求以及与其他工程之间的相互关系，本标土石方开挖 具有开挖工程量大、工期紧、点多面广、施工强度高、干扰大的特点。能否如期 提交大坝混凝土浇筑工作面，是本标开挖施工

6、的关键所在，也是本标开挖工程的 最大难点，对施工组织提出了较高要求。为确保本标控制性工期要求，及时为大坝混凝土浇筑提供工作面，根据现场 地质地形条件及施工现状，在保证施工安全的前提下，可同时进行右岸挡水坝段 一期开挖、厂房15#17#坝段基础、尾水渠坝下0+200.00桩号以前基础开挖， 形成多点多面的开挖格局。为保证出渣道路畅通，满足车流量大的要求，将 5# 渣 场内外线道路进行整修，路面拓宽至 15m，上铺50cm100cm厚碎石。同时根 据进度合理配备大型挖装、运输设备，满足高强度开挖施工的需要。2 施工布置根据现场实际开挖地形，结合本标开挖工作面和开挖工程量分布特点，按照 各工程部位施

7、工进度总体安排，进行施工道路及风、水、电布置规划，主要内容 如下。2.1 施工道路布置目前连通上下游围堰的施工道路 R5、R6 及 5#渣场内外线道路已初步形成， 作为主干道主要承担右岸挡水坝段、厂房坝段及尾水渠边坡基础开挖出渣。随着 开挖的进行， R5、R6 施工道路将作适当改线修整，并最终与 R15、R16 施工道 路连通，承担后期厂房基础开挖出渣及部分混凝土骨料运输任务。其余施工道路 作为临时便道修筑至各开挖工作面，各施工道路所承担出渣任务及特性详见开 挖形象及施工道路布置图（ 1/5）（5/5）。（1 ）从上游围堰右堰肩 1260m 高程修 R1 、R2 道路分别至右岸挡水坝段高 程

8、1274m 、1264m ，用于右岸挡水坝段高程 1264m 以上一期开挖出渣； R3 、R4 道路分别从 R5、R6 施工道路分支修筑到达高程 1254m、1244m 工作面。 R1、 R2、R3、R4、R5 及 R6 施工道路相结合共同承担右岸挡水坝段、 尾水渠高程 1243m 以上基础边坡开挖出渣。（2）从 R5 施工道路 1238.88m 高程修筑 R7 道路至右岸挡水坝段 1234m 高 程，用于右岸挡水坝段高程 1244m 1234m 的开挖出渣。 R6 施工道路经适当修 整后，从高程 1221m 处修筑 R8 道路至右岸挡水坝段 1224m 高程以及 R9 施工道 路至厂房坝段

9、1210m 高程， R8 道路主要用于右岸挡水坝段高程 1234m 1224m 的开挖出渣， R9 道路主要用于厂房坝段及尾水渠高程 1220m 1210m 的开挖出 渣。（3）R5、R6 道路经适当修整后，从 R5 道路末端修筑施工道路 R10 至厂房 坝段 1202m 高程，用于厂房坝段（带尾水渠）高程 1210m1202m 以及右岸挡水 坝段高程1224m1214m的开挖出渣；从上游围堰右堰肩 1260m高程修筑施工 道路R11至右岸挡水坝段1264m高程，用于右岸挡水坝段高程1303m1263.5m 的二期开挖出渣。（4）从 R5 施工道路高程 1224.73m 沿上游边坡 1224m

10、 马道修筑施工道路 R12 至右岸挡水坝段二期开挖边线，用于高程 1244m 1224m 的开挖出渣；从 R5 施工道路末端修筑施工道路 R13 至右岸挡水坝段 1202m 高程，用于右岸挡水 坝段一期高程 1214m1202m 及二期高程 1224m1202m 的开挖出渣； R6 施工 道路经再次修整后，从高程 1207.2m 处分别修筑 R14、R15 施工道路至尾水渠 1202m高程及进场公路1243m高程。R14道路用于厂房坝段1214m1202m高 程的开挖出渣以及 R10 、R13 施工道路的拆除， R15 道路用于尾水渠坝下 0+273.35m 桩号以后高程 1243m 以上以及

11、高程 1243m 1224.2m 的开挖出渣。右岸挡水坝段二期高程 1263.5m 1244m 的开挖利用进场公路出渣。（5）R16 道路沿原 R14 道路路线降坡至高程 1193.77m ，主要用于厂房坝段 高程 1202m 1189.4m 的 开 挖出 渣， 并承担尾水渠坝下 0+200m 坝下 0+273.35m 桩号之间部分出渣任务； R15-1 道路用于尾水渠坝下 0+273.35m 坝 下 0+341m 桩号之间 1224.2m 1215m 高程的开挖出渣； R17 道路用于围堰下游 尾水渠的开挖出渣。（6）左岸缆机平台开挖可通过左岸缆机平台施工道路进行，通过右岸缆机平 台施工道路

12、可进行右岸缆机固定端开挖。（7）左右岸坝顶灌浆洞开挖可通过左右岸上坝公路进行。 该道路规划为各梯段开挖工作面的主要施工道路，根据开挖强度和工作面分层布置情况，在场内再另设施工支路，通过以上各施工道路布置，满足大坝土石 方开挖赶工进度要求。2.2 施工供风本标段用风主要为开挖爆破和支护工程造孔用风。梯段爆破主要采用 CM351 钻机造孔，边坡预裂爆破、建基面预裂爆破、边坡支护工程和灌浆洞开挖造孔采 取 CM351 钻机为主、 YQ100B 潜孔钻及 YT28 手风钻为辅的原则。 CM351 钻机 自带空压机供风， YQ100B 潜孔钻以及手风钻采用固定空压站供风，所需风量为3240m 3/min

13、 。2.3 施工供电本工程施工用电由业主提供的坝区 110KV 变电站供给，但是目前尚不具备供 电条件， 因此前期开挖施工用电拟从右岸已经布置的 Z1、Z2 线 10KV 终端杆接电 至工作面，主要为夜间施工照明用电和部分电动设备用电，后期由业主提供的坝 区 110KV 变电站供给。2.4 开挖渣料堆放规划本工程开挖无用料主要堆存于右岸 1#、3#、7#渣场，有用料存于右岸 5#渣场。 目前 5# 渣场尚未堆满至 EL.1260m 高程，本标部分弃渣可堆存于该渣场。渣场挡 排工程由其他承包人负责建设，本标段只负责管理和维护。开挖料依次作为混凝土骨料料源、围堰填筑料和弃料。 围堰填筑料：围堰填筑

14、用堆石料采用弱风化至强风化岩层开挖料，运往3#渣场分类堆存。有用料：大坝基坑开挖料弱风化岩石（可作为混凝土骨料的开挖料）运至右 岸上游 5#渣场堆存。弃料：除满足上述两项备料外的开挖料均作为弃料。3 施工程序及施工方法为满足赶工进度需要，使机械设备及人员达到最大利用，本标段开挖总的施 工程序是：河床截流前，先进行厂房临时围堰围护内的右岸挡水坝段、冲沙底孔 坝段及厂房坝段开挖。河床截流后，待围堰闭气、基坑抽水完，进行溢流坝段开 挖、厂房临时围堰拆除及厂房临时围堰占压段开挖。3.1 右岸挡水坝段及冲沙底孔坝段开挖3.1.1 施工程序受右岸抗滑桩施工的影响以及 23#30#坝段地质条件的约束，将右岸

15、挡水坝 段分为二期开挖，先开挖一期，待设计单位勘测确定二期开挖轮廓线后，再进行 二期开挖。厂房坝段根据开挖强度要求可与右岸挡水坝段一期开挖同时进行，但 必须保证开挖临时边坡的稳定。土质边坡坡度不大于 1:1.5，石质边坡坡度不大于1:0.5 ，当临时开挖边坡高度大于 10m 时，需按 10m 一层设置 2m 宽临时马道， 以利边坡的稳定。（1）一期开挖高程 1224m 以上主要为土方，开挖层高为 5m 左右，以下主 要为石方，开挖层高为 10m ，最大不超过 12m 。（2）二期开挖主要为石方，开挖层高按水平建基面控制。在永久坡面马道及 建基面位置预留 2.5m 保护层，等下一梯段坡面预裂工作

16、面出来以后再进行预裂爆 破。为保证造孔、出渣连续施工，须在分层的基础上再分块，合理布置工作面， 在每层工作面出来以后进行地质鉴定，并根据监理人指示，每层施工时先开挖无 用料，再开挖有用料。根据开挖工作面大小，可采取相邻的上下两层同时开挖的 方式开挖。开挖施工分层详见开挖分层图（ 1/2）。3.1.2 施工方法 土方开挖采用反铲挖机直接挖装，自卸汽车运输出渣。岩石无用料和有用料开挖采用梯段爆破，永久边坡、坝基斜面采用预裂爆破，斜面预裂孔造孔采用CM351为主，丫Q100B潜孔钻为辅。水平建基面和马道预留3.0m厚保护层，YQ-100B 潜孔钻造水平预裂孔，上部采用 CM351 或手风钻造垂直主爆

17、孔实施 水平预裂爆破，为保证水平建基面质量，一次推进长度不超过 15m ，爆破参数 详见爆破设计图（ 3/3）。为保证各爆破分区间的临时边坡稳定，对临时边坡实施缓冲爆破，即减小 孔距和药量。爆破后采用正、反铲挖机和装载机装渣，自卸汽车运输出渣。3.2 厂房坝段（带尾水渠）开挖 根据合同文件要求，工作面移交给我局时，厂房坝段已开挖至高程 1220m， 本标厂房坝段基础从高程 1220m 往下开挖。 目前除纵向围堰右侧预留有施工道路 在1224m高程以外，其余部位已开挖至 1220m大面。因此进场先开挖1518# 坝段基础以及厂房14#机组的基础，14#坝段基础和厂房5#机组的基础待临时围 堰拆除

18、后再开挖。考虑到尾水渠开挖工程量大，达到205万m3,因此将尾水渠分部位分期开挖。尾水渠桩号坝下0+150.1坝下0+200.00m与厂房坝段基础同时开挖到设计建基 面，尾水渠桩号坝下 0+200.00m 以后的开挖可视开挖强度要求分期分部位开挖厂房坝段基础开挖前需先抽槽形成下基坑道路，然后按不大于 10m 一层逐层 往下开挖，开挖至建基面时，采用梯段爆破与水平预裂爆破相结合的方法挖除。 尾水渠土方开挖采用挖掘机直接挖装，推土机集渣，自卸汽车运输出渣，坡面预 留0.30.5m厚人工配合修整。对于土方中出露的孤石采用手风钻造孔爆破解碎， 顺边坡出露的孤石采用手风钻贴坡造孔， 光面爆破开挖。石方采

19、用液压钻和 CM351 造孔，梯段爆破开挖。尾水渠 1 ：5 边坡预留 2.5m 保护层开挖，爆破后采用挖掘 机挖装，自卸汽车运输出渣。开挖分层详见开挖分层图（ 2/2）。3.3 灌浆洞开挖灌浆洞净空断面尺寸3 x 4m （宽X高），采用手风钻造孔，周边光面爆破， 中部直孔掏槽，全断面开挖，一次循环进尺12m。出渣采用1m3装载机装渣后卸渣至洞口附近， 在洞口装 20t 自卸汽车运走。 灌浆洞开挖前须事先施工洞口锁口 锚杆后方可进洞开挖。3.4 特殊部位开挖3.4.1 水平建基面开挖大坝水平建基面 23#30#坝段预留保护层开挖，保护层厚度不小于 2.5m， 保护层采用水平预裂爆破开挖，其余坝

20、段采用梯段爆破与水平预裂爆破相结合的 方法一次开挖成型。水平预裂孔采用 YQ-100B 潜孔钻造孔，垂直爆破孔采用 CM351 。为保证潜 孔钻造孔精度，水平建基面每循环开挖推进进尺控制在 15m 以内。3.4.2 地质缺陷部位开挖 建基面地质缺陷部位采用风镐人工开挖或利用液压反铲直接挖装。如需钻孔爆破时，采用手风钻造孔，按照 “小梯段、小药卷、微药量、弱震动 ”原则进行爆破 施工，爆破方向与断层走向一致。4 施工技术根据我局在其他大中型工程爆破开挖的实践经验，结合龙开口开挖区的地质 条件，进行设计计算，类比选用。确定爆破参数，再在施工之前进行爆破试验加 以验证，不断调整、优化爆破参数。4.1

21、 预裂爆破(1) 孔距：a= (7 12) D其中a炮孔孔距(mm)D钻头直径(mm)YQ-100B 型潜孔钻或 CM351 钻机，钻头直径为 90 105mm ，故 a=(630 1260) m m ，强风化岩石取小值 800mm ，微、新岩石取大值 1000mm 。马道水平 预裂采用气腿手风钻造孔，钻头直径为 42mm ，炮孔孔距为 400mm 。( 2)线装药密度 本标开挖岩石主要为玄武岩，平均饱和湿抗压强度较大，根据经验潜孔钻造孔预裂线装药密度为300400g/m ,气腿手风钻造孔水平预裂线装药密度为 150 200g/m 。线装药密度根据试验情况作调整。4.2 梯段爆破( 1 )梯段

22、高度 H=10m 左右(2) 爆破孔孔距 a=3.54.0m( 3)爆破孔排距 b=3.0 m(4)超钻深度 c=1.0m( 5)爆破孔孔径 d=140mm( 6)最后一排爆破孔距预裂面之间的距离为1.21.5m 。( 7)装药量 QQ=qabH (kg)，式中q岩石爆破单位耗药量 0.630.72kg/m 3。4.3 孔间微差接力起爆网络 深孔梯段爆破网络采用孔间微差顺序爆破，这种塑料导爆管接力起爆网络，能有效地将多孔齐爆变为单孔接力起爆，且前爆孔为后爆孔提供新的临空面，能 充分利用爆破能量，爆破时增加岩石相互之间碰撞次数，爆破岩块的块度小，且 具有单段起爆药量少，极大减小爆破振动对边坡影响

23、。4.4控制爆破开挖边坡和建基面均采用预裂爆破或经监理人审查批准后采用聚能预裂爆破 减少爆轰波对开挖边坡的影响，梯段爆破控制单响药量等控制爆破措施，还需对 新浇混凝土、新喷混凝土、锚索灌浆施工邻近开挖进行控制爆破，根据质点安全 振动速度严格控制单响药量。根据水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范(SL47-94 )附录B、附 录C,质点振动速度传播规律的经验公式如下：Q=R3 (V/K)3/a式中：V质点振动速度，根据标书要求混凝土龄期728天，V为35cm/s，取 V=4cm/s。Q爆破时最大一段允许装药量，kgR爆破区药量分布的几何中心至控制点的距离，mK.a与场地地质条件、岩体特性有关的

24、系数，施工时由爆破试验确 定，对于硬岩暂定为 K=100，a=1.4。根据以上条件，可计算出新(喷)浇混凝土达龄期7天后，邻近爆破作用点与新浇(喷)混凝土安全距离允许的最大单响药量见表4-1表4-1安全距离与最大单响药量关系表安全距离R (m)10152030允许装药量Q(kg)1.013.418.0827.27从上表可知，安全距离为15m时，单响药量小于3.41kg，可采用手风钻造孔 小梯段爆破；安全距离为20m时，单响药量小于8.081kg，采用© 50药卷装药， 5m高梯段，孔间微差顺序爆破可满足这一施工要求；安全距离为 30m时，单响 药量可达27.27kg，采用©

25、 60药卷装药，10m高梯段，孔间微差顺序爆破可满足 这一施工要求。对于厂房临时围堰拆除以及临时围堰占压段的开挖，须特别严格 按照控制爆破的要求，控制单响药量。5开挖施工进度计划与强度分析本标段开挖工程2008年年底前需完成各类土石方总量约为 432.7万m3。右 岸挡水坝段及冲沙底孔坝段在进场后立即开挖一期，到2008年8月1日开始开挖 二期，于2008年10月31日前开挖完；厂房1518#坝段基础及1-4#机组基础开 挖计划于2008年7月1日开工，到2008年10月31日前完工；尾水渠桩号 0+200.00m以前在2008年10月31日前开挖完，桩号0+200.00m以后至下游围 堰间的

26、部分在2008年11月30日前完工。开挖施工进度计划详见开挖施工进度横道图。6主要设备配置6.1开挖强度分析根据开挖施工赶工强度，土石方开挖最大强度91.9万m3/月，发生在2008年7月，主要为右岸挡水坝段及产房坝段的开挖，其中土方开挖约69.9万m3，石方开挖约22万m3;石方开挖强度最大发生在2008年8月，约45.8万m3, 土 方约41.1万m3;水平建基面预裂钻孔强度最大发生在 2008年10月，约21205m。 6.2主要施工设备配置根据施工赶工进度安排，以及各主要节点工期要求，结合我工程局施工机械设备的现有状况来进行设备的选用与配置。土石方施工设备配置见表6-1。表6-1土石方

27、开挖施工设备表序号设备名称型号规格特性生产地单位数量一、钻孔机械1高风压钻机CM-351孔径105宣化采掘台102潜孔钻机YQ100B孔径90湖北黄石台253手风钻YT-28孔径42天水风动台30二、挖装机械1液压反铲挖机964斗容4.3m 3台12液压反铲挖机CAT385斗容4.3m 3美国卡特台13液压正铲挖机PC7503斗容4.3m日本小松台14液压反铲挖机CAT330斗容1.6m 3美国卡特台65液压反铲挖机CAT320斗容1.2m 3美国卡特台2合计69.7 m3斗容。6液压反铲挖机EX330/EC2903斗容1.6m台46液压反铲挖机沃尔沃290斗容1.6m 3台37液压反铲挖机P

28、C360斗容2.0m 3日本小松台57液压反铲挖机神冈260斗容1.4m 3日本台48轮式装载机ZL50C斗容3.0m 3广西柳工台49轮式装载机ZLV115斗容5.0m 3美国卡特台1序号设备名称型号规格特性生产地单位数量10轮式装载机ZL20C斗容1.0m3广西柳工台1三、推土机械1推土机TY220162KW山东推土机厂台22推土机PDY320235KW上海彭浦机器厂台23推土机CAT D8R228KW美国卡特台14推土机D85163KW美国卡特台1四、运输设备1自卸汽车330532t北方重汽辆52自卸汽车斯太尔20t济南重汽辆120五、供风设备1移动空压机LGCY-21/721m 3/m

29、in柳州压缩机厂台102移动空压机LGCY-12/712m 3/min柳州压缩机厂台23固定空压机5L-40/840m 3/min柳州压缩机厂台6六、撬挖设备1风镐G10天水风动台20七、通风设备1轴流风机YBT52-211KW乐丰机电台17施工质量与安全7.1质量控制措施本工程土石方开挖工程中的质量问题主要指预裂爆破边坡成型的质量和建基 面的质量。抓好预裂钻孔施工环节，严格监控钻孔质量，必要时设专职质检员旁 站检查指导施工。对于预裂爆破的边坡，相邻两残留炮孔间的不平整度不大于 20cm，对于不允 许欠挖的结构部位应满足结构尺寸的要求，残留炮孔壁面不应有明显爆破裂隙， 除明显地质缺陷处外，不得产生裂隙张开、错动及层面抬动现象。在开挖轮廓面 上，残留炮孔痕迹应均匀分布，残留炮孔痕迹保存率，对微风化岩体达到70 %以上；对弱风化中、下限岩体不小于 50 %;对弱风化上限岩体不少于10 %。为保证赶工进度按时完成，炮孔造孔时严格控制孔向和孔深，严格按爆破设 计和规范控制孔排距，避免废孔的产生，造成返工，影响施工进度。7.2安全保证措施安全生产是边坡开挖施工中