第六章 主副厂房及前池和溢流堰开挖

第六章主副厂房及前池和溢流堰开挖施工程序、施工方法说明6.1概述xx水电站工程厂区工程主要由开关站、前池、厂房等组成。主厂房段包括主机段和安装间两部分，安装间布置在主厂房的右侧。安装间段长18.0m，主机段长38.53m，厂内安装三台装机容量为5.5MW的灯泡贯流式水轮发电机组及1台变频调速桥式起重机；副厂房位于主厂房的下游侧，共分三层布置，分别为控制层、电缆夹层、水机设备层；升压站设在厂房上游侧，平面尺寸（长×宽）36.2m×29m，地坪为现浇C15砼；进厂公路直接接临洮至临圆乡级公路；管理区位于厂房右侧。主要工程量有：砂砾石开挖45000m3，岩石明挖22500m3，土石方回填10600m3。6.2施工部署6.2.1土石方开挖采用自上而下的原则进行，厂房基坑开挖时。采用自厂房尾水渠向主厂房位置推进及压力前池向主厂房基坑方向分层推进的方法施工。6.2.2土石方施工以机械施工为主，人工配合为辅。6.2.3在基坑开挖的同时，进行下基坑施工便道及施工场区临时道路的施工。6.3施工方法6.3.1场地清理场地清理包括植被清理和表土清挖。6.3.2植被清理(1)负责清理开挖工程区域内的树根、杂草、垃圾、废碴及监理人指明的其它有碍物。(2)除监理人另有指示外，主体工程施工场地地表的植被清理，必须延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线（或填筑坡脚线）外侧至少5m的距离。(3)主体工程的植被清理，须予挖除树根的范围应延伸到离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧3m的距离。6.3.3表土的清挖、堆放和有机土壤的使用(1)表土系指含细根须、草本植物及覆盖草等植物的表层有机土壤，承包人要按监理人指示的表土开挖深度进行开挖，并将开挖的有机土壤运到指定地区堆放。防止土壤被冲刷流失。(2)堆存的有机土壤应尽可能利用于工程的环境保护。6.4土石方施工方法6.4.1开挖施工方法（1）施工准备①编写合理可行的土石方施工组织设计及作业指导书。②结合施工场区地形特点，加密控制网，并对厂房开挖边线、厂房轴线、机组纵轴线、单机轴线、前池轴线进行控制。对水准点引测出两个以上加密点，并采取保护措施。依据设计开挖图测设地形图、开挖边坡确定开挖边线。③根据审批的施工组织设计及技术措施，下达施工任务，进行质量、安全技术交底。④在厂房及前池开挖施工之前，根据实际地形在开挖边坡外侧的地势较高部位设置截水沟，排除坡面雨水。厂房基坑开挖前，在基坑开挖边线外设置挡水堤或开挖排水沟，确保地表水不倒流入作业基坑内。⑤结合进场公路修筑施工道路，随着开挖深度的加大，后期施工道路布置在尾水池及前池侧坡，呈“之”字型，自上而下进入基坑。⑥合理布设风、水、电及照明设施。（2）测量放样①土石方明挖工程测量放样在土石方明挖工程开工前，根据设计图纸要求，以二级定线网点为基点，首先进行土石方明挖开口线的放样，并埋设标志杆，在覆盖层边坡开挖过程中，及时检查复核边线、坡度，避免超欠挖，石方开挖每次钻爆前，及时进行测量放样，然后再进行施工，每一层开挖放样一次，土石方明挖测量放样精度按规范要求控制。②填筑工程测量放样在填筑工程开工前，首先按设计图纸沿轴线测设里程桩，里程桩间距10～30m，施工桩号与设计桩号保持一致，测设精度按三等控制网进行，开始填筑前测绘清基后的地形图（比例尺为1∶500）和横断面图（比例尺1∶200），并按清基后地形测设填筑桩。在填筑过程中，根据设计图纸，每一填筑层均进行各填筑区分界线、上下游边线、填筑高程的测量放样，并在填筑面设置标点用于指导施工，考虑到本工程特点，采用全站仪按极坐标法施测为准。（3）砂砾石开挖砂砾石开挖采用自上而下分层开挖的方式施工，分层厚度3-4m，层内分条带依次开挖，每层开挖结束后方可进行下层开挖，在分层开挖过程中，每一层均与施工道路相连，采用后退法挖装，开挖采用1.6m3反铲挖掘机挖装，20T自卸汽车运输，人工配合削坡。6.4.2设置及人员配置⑴挖掘机配置计算①1.6m3单斗反铲挖掘机生产率每小时生产率Qh=3600qk/t式中：Qh为挖掘机挖掘每小时生产率（m3/h）q为铲斗容量(m3)t为挖掘机每一工作循环延续时间(s)，取40sk为土料利用系数，取0.9Qh=3600×1.6×0.9/40=129.6m3/h②单斗挖掘机台班生产率按下式计算Qd=8QhKb式中：Qd为挖掘机台班生产率Kb为工作时间利用系数，向汽车装土时采用0.7挖爆破后的岩石时取0.6。挖装碎石土台班生产率为Qd=8×129.6×0.7=725.76m3/台班碎石土开挖日强度790m3，每天二班制施工，则需挖掘机台数为790÷2÷725.76=0.55台。则选用1台即可满足施工需要。⑵自卸汽车配置①技术生产率计算Pj=60qKeKchKsu/T式中：Pj---自卸汽车技术生产率m3/hq---汽车载重量（10m3）Ke---土壤可松系数，挖碎石土时取0.8，挖岩石时取0.7Kch---汽车装满系数，取0.9Ksu---运输消耗系数，取1.0T---汽车一次循环时间minT=tz+ty+tx+tdtz---装车时间，mintz=(n/n0)+tvty---行车时间，minty=(60l/vz+60l/vk)K'tx---卸车时间，通常1~1.5min，取1td---调车等车时间，min，取1n---汽车需装铲斗数，取6n0---挖掘机每分钟挖装斗数，取1.5tv---汽车进入装车位置时间，min，通常0.2~0.5min，取0.5l---运输距离，km，取0.5K'---加速或制动影响系数，取1.0vz,vk---重车和空车行驶速度，分别取20和30碎石土技术生产率Pj=13.7m3/h②实用生产率计算Ps=8Pjkt式中Ps---自卸汽车实用生产率，m3/台班kt---时间利用系数，取0.85碎石土实用生产率Ps=93.16m3/台班③开挖碎石土台班产量为725.76m3/台班，据此配置自卸汽车数量N=725.76/93.16=7.8辆，由此配置8辆可满足要求。设备配置表序号设备名称规格单位数量1挖掘机1.6m3台22自卸汽车20T辆83空压机23m3台14风钻YT-28台105风镐把46潜孔钻台26.4.3劳动力配备计划配备劳动力35人。6.5砂砾石填筑施工方法基坑开挖砂砾料经现场试验对合格可利用渣料经监理工程师同意后直接运至尾水围堰或施工道路填筑，对剩余料进行集中堆放，待厂房水下部分及前池部位砼工程完工后，进行厂房基坑及前池基坑填筑。碾压填筑时，严格控制砂砾石料的含水率。6.5.1碾压试验初步决定砂砾石填筑采用T-220推土机分层摊铺碾压，经过振动压实试验选择设备型号和工作参数。6.5.2砂砾石碾压试验通过碾压试验，确定填筑料厚度、含水率及碾压机械等。6.5.3碾压试验内容进行砂砾石料的击实试验，测定砂砾料的最大干密度及最优含水量；进行现场辗压实验，确定施工机械、铺层厚度、碾压遍数、加水量等。实验委托具有资质的实验室进行。6.5.4砂砾石料场的选定根据综合砂砾石料平衡计算，不用另外设置砂砾石料场，利用开挖砂砾石料进行回填；在存料场四周设置排水沟，保证回填砂砾石料的含水率及边坡稳定。6.5.5试验场地布置根据击实实验结果，在土方填筑前须进行现场砂砾石料压实试验，试验场地面积根据试验内容和规模来确定，应不小于20m×30m，在该场地中按不同铺层厚度和碾压遍数布置试验单元面积。每个单元面积的长度，以能获得2个试样检查压实度为宜；其宽度以振动碾轮宽的3倍为宜，即长×宽约需10m×6m。按铺层厚度布置试验组数，通常取4组。6.5.6碾压试验步骤(1)机具及设备配备。1.6m的挖掘机(正铲)1台；15～20t自卸汽车5辆；按规范要求及设备性能准备T-220推土机1台，筛分工具、取样套环、称量设备和供水设施等。(2)平整和压实场地。试验场地必须整平并碾压密实，其表面不平整度不得超过10cm，基层的密实度至少要与待测试铺层的密度相同，以减少基层对碾压试验的影响。(3)填筑、铺料。根据拟定的铺层厚度，采用自卸车后退法铺料整平，推土机整平。(4)测量。各试验单元区布置(1.5～2)m(2～3)m的网格测点，并在填筑区外设置控制基桩。在各单元的网格测点上以颜色标记和编号，用水准仪测量并记录其初始厚度与相对高程。6.5.7碾压试验结果整理应由专人整理分析试验资料，及时研究试验情况，以便随时修订下一步试验计划的试验参数及方法等。上述各观测值和取样试验值经整理，绘制出如下各条关系曲线：(1)以铺层厚度为参量，绘制压实沉降值与碾压遍数的关系曲线；(2)以铺层厚度为参量，绘制干密度与碾压遍数的关系曲线(3)经过计算，绘制孔隙率与碾压遍数的关系曲线；(4)绘制各试验单元试验前后的填筑石料级配曲线；(5)绘制在最优参数组合下压实密度与加水量的关系曲线。6.5.8碾压参数的选定根据碾压试验结果，结合工程的具体条件，确定施工碾压参数及压实方法，并编制试验报告。其要点如下：(1)论证设计标准的合理性，应明确通过试验能否达到设计压实密度和孔隙率。若经过碾压试验证明，当填料级配满足设计要求，在现有碾压设备功能条件下无法达到设计压实密度时,则应根据碾压试验成果,建议更换压实机具或修改设计,并经过设计单位批准,作为施工压实密度的控制值。(2)选择适宜各种填料的压实机械及其参数，如振动碾行车型号、行车速度等。(3)提出施工工艺与参数，根据压实试验提出施工控制的铺层厚度与碾压遍数。即，在选定的铺层厚度条件下，按某一区最终稳定的最大干密度，再乘以系数0.95的折减系数，所得施工控制值为：[γd]=0.95γdmax≥[γ设]。从γd与Ni等的关系曲线上求得相应于某铺层厚度[h]的碾压遍数[N]，此对应值[h]和[N]即为施工控制值。考虑折减系数，是因为施工时的外部条件不可能与试验时完全一致，所以确定的压实标准合格率应稍低于试验值。对中小型工程，可以参考已建工程的经验，采用类比法选择碾压参数，在正式施工初期进行校核试验，最后确定参数。6.5.9施工工艺流程测量放线→挖运填筑料至现场→摊铺整平→(洒水)碾压→检测合格→下一层填筑(1)施工方法地基填筑采用水平分层填筑法施工，分区连接处分层相互交叠衔接，其搭接宽度不小于2m。由低向高进行碾压填筑。(2)填筑施工铺料采用20TT自卸汽车车配合T2220推土土机或ZLL50装载载机铺料，铺铺料厚度为为30cmm，实行网网格法施工工。严格控控制填料厚厚度，铺料料完成后用用T-2220推土机机进行压实实，对大型型机械无法法施工的局局部部位，采采用蛙式打打夯机或振振动夯夯实实，摊铺厚厚度为100-15ccm，含水水量、碾压压遍数等参参数，根据据现场实验验确定，碾碾压完成经经检验合格格后进行下下一层填筑筑施工。6.5.10质量量保证措施施由于该工程溢流流橡胶坝地地基填筑全全部安排在在负温下进进行冬季施施工，各个个环节必须须考虑搭设设暖棚进行行施工，故故要保证地地基填筑质质量，主要要从以下几几个方面进进行控制。（1）填筑所用的砂砂砾料，须须级配良好好，含水率率较小但能能满足压实实度要求。开开采时取冻冻土层以下下的砂砾料料，且不得得将冻土块块混入其中中。（2）填筑用砂砾料料不得夹杂杂冰雪，决决不许有冻冻结现象存存在。（3）填筑用砂砾料料在开采，运运输过程中中必须采用用棉被覆盖盖，施工采采取连续作作业。6.5.11资源源配置(1)机械设备配配置：根据据地基填筑筑日强度442m3/d，调配配机械进行行施工，不不另行配置置。6.6石方明挖施施工方法岩石明挖：对岩岩石开挖采采用自上而而下，从外外向内分层层分段实行行梯段浅孔孔松动爆破破和光面爆爆破相结合合的施工方方法进行开开挖，因开挖方方量过大，且且岩石覆盖盖层较厚，故故开挖拟采采用潜孔钻钻打眼，人人工手持风风钻解小和和进行周边边钻孔爆破破开挖，人人工装药的的爆破法施施工。进行行地下水位位以下的基基坑土石方方开挖施工工时，先开开挖排水沟沟、集水井井将地下水水集中，并并抽至基坑坑外排水沟沟，保证地地下水位降降低至最低低开挖工作作面0.55m以下，（水水泵数量型型号在实际际开挖时，根根据实际渗渗水量配置置）保证基基坑土石方方开挖在旱旱地进行。石渣由1.6mm3反铲挖掘掘机装，220T自卸卸汽车运输输至厂房上上游洮河右右测滩地及及下游左侧侧滩地。岩石边坡开挖线线内及建筑筑物建基面面0.3mm左右要预留留保护层，预预留保护层层由人工辅辅以风镐削削坡清基，严严禁超挖。在在削坡清基基过程中出出现洞穴等等不良地质质条件时，根根据监理工工程师指示示进行处理理。6.6.1爆破设设计根据岩石的特性性、产状、边边坡高度及及实际地形形，分段分分层开挖，爆爆破时严格格控制用药药量，爆破破后使基床床、边坡不不松动，爆爆破的坡面面平顺，永永久边坡处处，采用光光面爆破，炸炸药选用22#岩石硝铵铵炸药，导导爆管起爆爆，炮孔垂垂直台阶面面。具体见见图6-11《石方梯梯段爆破示示意图》。该该工程因岩岩层开挖较较厚，故计计划采用潜潜孔钻打眼眼，人工手手持风钻进进行解小和和周边眼钻钻孔，人工工装药的松松动爆破法法施工。潜潜孔钻打眼眼松动爆破破暂按分层层厚度为44m进行设设计，施工工时根据现现场实际情情况进行。调调整人工手手持风钻打打周边眼，爆爆破设计暂暂按分层厚厚度为2mm进行设计计。(1)周边孔爆破破参数的选选取及药量量计算。①梯段高度H的确确定根据现场地形及及所选用的的钻孔设备备，确定HH=2m。②钻孔深度L的确确定L=（1.1～～1.5）H取系系数1.11，LL=2.22m③底板抵抗线W11的确定W1=(0.44～1.0))H取系数0..4WW1=0.88m（取0.5mm）④炮孔间距a的确确定a=（1～2）W1取取系数1a==0.5mm ⑤炮孔排距b的确确定b=(0.8～～1.0))a取系数0..8bb=0.44m炮孔按“一字”形布孔。⑥单孔装药量Q的的确定Q=(0.6～～0.7))qW1aaH式中q系指正常常松动爆破破单位用药药量，查资资料取q==0.5kkg/m33,取系数数0.655;用药量量为Q=00.1633kg。⑦装药长度L1的的计算：L1=Q/q11q1为每米药包包的重量，ф32药卷为0.8kg/m则L1=0.2mm,采用间间隔装药。(2)潜孔钻打眼眼松动爆破破参数设计计①梯段高度H的确确定根据设计断面及及所选用的的钻孔设备备，确定HH=4m②钻孔深度L的确确定L=（0.8--0.955）H取系系数0.99则L=00.9×44=3.66m③边坡低抗线W11的确定W1=(0.44-1.00)H取系系数0.77则W1==0.7××4=2..8m④炮孔间距a的确确定a=(0.5--1.0))L取系数数0.7则a=00.7×33.6=22.52mm⑤炮孔排距b的确确定b=(0.8--1.0))a取系数0..8则则b=0..8×2..52=22.0166m,取b=22.0m⑥炮孔按梅花形布布孔,单孔装药药量的确定定Q=(0.6--0.7))qW1bbH=0..6×0.4×2.8×2×4=5..376kkg/孔q为正常松动爆破破单位用药药量，根据据岩性查资资料取q==0.4kkg/m33。⑦装药长度L1的的确定L1=Q/q11=5.3376/55.86==0.922mq1为2药卷单单位米重，5.86kg/m⑧爆破参数爆破参数详见下下表炮孔钻孔参数单孔药量装药结构备注深度(m)间距(m)排距(m)抵抗线(m)单重(kg)总重(kg)装药长度(m))爆破孔42.522.85.3760.92连续潜孔钻钻孔周边孔20.50.50.160.2间隔风钻钻孔6.6.2爆破施施工作业爆破作业施工前前进行详细细的设计并并进行爆破破实验，通通过爆破实实验修正爆爆破设计，并并报监理工工程师审批批。(1)钻孔按设计要求布眼眼，风钻造造孔，边坡坡及基础面面予留100cm保护护层，保护护层用人工工辅以风镐镐凿除。(2)装药装药前要清洗孔孔，检查炮炮孔的最小小抵抗线与与钻爆设计计是否相符符，防止抵抵抗线过小小引起冲炮炮，检查每每一孔深度度有无变化化，并调整整装药量。炸炸药采用22#岩石炸炸药，导爆爆索引爆。(3)堵塞塞孔材料选用砂砂粘土，砂砂粘土要有有一定的温温度，每孔孔堵塞长度度不小于计计规定值。(4)爆破爆破作业由专人人统一指挥挥，当在确确认周围的的完全警戒戒工作完成成后，方可可发出起爆爆命令，指指定专人核核对装炮、点点炮。起爆爆后由爆破破专业人员员检查确认认安全后，方方可解除警警戒信号，撤撤出防护人人员，装渣渣前人工消消撬坡面危危石。如发发生瞎炮，要要设立防护护标志，并并及时排除除。6.6.3工期安安排基坑岩石开挖计计划工期22008年11月30日～20009年3月30日，日日历天数1120天，则则石方开挖挖日强度1150m3/d。6.6.4机械设设备及人员员配置(1)机械设备的的配置①潜孔钻需用量根据一般岩石施施工定额和和基础石方方开挖定额额，潜孔钻钻生产率1100m33/0.336台班，因因每天生产产150m3岩石，需需潜孔钻台台班数为1150/1100×0.366=0.554台班，故故选用1台潜孔钻钻，备用11台，共计计2台,手持风钻钻8台，用作作岩块解小小及周边孔孔造孔。②1.6m3反反铲式挖掘掘机需用量量挖掘机生产率：：Qd=（3600qK）/t×8×Kb其中Qd—单斗斗挖掘机台台班生产率率（m3/台班）q—铲斗容量（m33）t—挖掘机每一工作作循环延续续时间（秒秒）取t为40sK—土利用系数，砂砂土为0..8-0..9，卵石石及岩石00.5-00.65，土土方及砂砾砾石取0..7，岩石石取0.660。Kb—工作利用时间系系数为土方方及砂砾石石0.7，岩岩石取0..6则：Qd=（33600××1.0×0.6）÷40×8×0.6＝259..2m3/台班挖掘机每天按两两个台班计计算，则每每天生产率率为：Q石=2599.2m33/d×2=5118.4m3/d根据进度和劳动动强度确定定所需挖掘掘机台数：：N=Vt/Q××T其中Vt—开挖挖的土石方方量Q—挖掘机每天生产产率（m3/天）T—计划天数考虑可松性系数数为1.335n1=240×1..35÷518..4=0..63台，取取1台。根据计算结果，选选用1.66m3反铲挖掘掘机1台，即可可满足施工工需要。③自卸汽车需用量量技术生产率计算算Q=TqK1KK2/T0Y其中：Q—计划划阶段时间间内的生产产量T—计划的阶段时间间（分），60×8=480q—汽车载重量（吨吨）为200TK1—吨位利用系数，取取0.8K2—时间利用系数，取取0.855Y—所运物料的容量量（吨/mm3），砂壤壤土为1..65，卵卵石及岩石石为1.99T0—汽车每一天工作作循环时间间（分）T0=t1+t2++t3+t4+t5式中：t1—装装车时间（分分）t2——载重行驶时时间（分）t3—卸车时间（分）t4—返回装车地点的的时间（分分）t5—装车、卸车、转转向、调车车时的等候候时间或可可能的停车车时间（分分）用单斗挖掘机装装车时间t1=qtW/600eKKY式中：q—汽车车的载重量量（吨）Y—运输物料的容重重（吨/mm3）砂壤土土取1.665吨/m3,岩石取1..9TW—挖掘机一个工作作循环所需需时间（秒秒）KK—开挖系数，砂壤壤土取0..9，卵砾砾石取0..85，岩岩石取0..65则：t石=220×40/（60×1.0×0.9×1.655）=8.998t2=60×0.11/15==0.388t3按一分钟计算t4=60×0.11/20==0.3t5=按4分钟T0=5.21+11+0.338+0..3+4==10.889Q=TqK1KK2/T0Y=8×60×220×0.8×0.855/（10.889×1.9）=363.3mm3/台班外运石方按开挖挖方量进度度计算，则则外运方为为240×1.4==336m3/d，自卸卸汽车每天天按两个台台班生产，则则n=336/7726.66=0.446台，可可取n=11台，备备用一辆。2台挖掘机共需220T自卸卸汽车2台。机械设备的配置置：1.66m3反铲式挖挖掘机1台，T2220推土机机1台，20TT自卸汽车车2台，23mm3空压机1台，风钻钻8台,风镐4台，1000型潜孔钻钻2台。(2)人员配置石方开挖计划安安排劳动力力35人。6.6.5基坑排排水洮河大洪水均由由大面积暴暴雨形成，汛汛期为5～10月，主主汛期7～9月，一次次洪水过程程平均为77～15天，峰峰形以单峰峰为多，洪洪水具有量量大峰高的的特点。厂厂房位置地地下水主要要为孔隙潜潜水、基岩岩裂隙水。孔孔隙潜水主主要分布在在沟谷冲洪洪积层及山山脚的残坡坡积层中，基基岩裂隙水水主要分布布在基岩节节理裂隙中中，它们与与大气降水水及河水补