水利工程土石方施工技术指南(试行)

水利工程土石方施工技术指南(试行)1基本规定1.1本指南适用于各类水利枢纽工程、河道整治工程、灌区改造工程、防洪堤工程、引调水工程的土石方开挖、填筑作业，为施工过程提供技术指导，所有作业必须符合《水利水电工程施工通用安全技术规程》SL398、《水利水电工程土石方施工规范》SL260、《爆破安全规程》GB6722等现行规范要求。1.2土石方工程开工前必须完成设计图纸核对、现场勘察、专项施工方案编制工作，其中开挖深度≥5m的深基坑工程、边坡高度≥20m的高边坡工程、单次爆破工程量≥500kg的土石方工程，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，必须按规定组织专家对专项方案进行论证，审批通过后方可施工。1.3施工前必须查明作业范围内的水文地质条件、地下管线分布、周边建（构）筑物基础情况、文物分布情况，对影响施工安全的隐患提前处置，严禁盲目施工。1.4土石方施工全过程应做好动态监测，深基坑、高边坡工程应布设变形监测点，边坡水平位移、沉降监测频率不少于1次/7d，变形速率超过0.5mm/d时加密至1次/d，超过设计预警值立即停工处置。2施工准备2.1技术准备2.1.1完成现场交桩与测量复测，布设独立的平面控制网与高程控制网，平面控制网精度满足四等三角网要求，最弱边相对中误差不大于1/100000；高程控制网精度满足三等水准测量要求，每公里高差中数偶然中误差不大于±3mm，全中误差不大于±6mm，所有控制点设置在不受施工扰动的区域，做好防护。2.1.2结合地质勘察报告，现场核对作业区地质分层、地下水位分布，绘制施工区地质剖面图与地下水位线图，为施工方案编制提供依据。2.1.3完成三级技术交底，即项目技术负责人向施工管理人员交底、施工管理人员向班组长交底、班组长向作业人员交底，交底内容覆盖技术要求、质量标准、安全风险，所有交底留存签字记录。2.2现场准备2.2.1开挖作业区周边提前设置截水沟，拦截地表汇水，截水沟断面尺寸根据汇水面积确定：汇水面积小于10000㎡时，顶宽0.6~0.8m、底宽0.4~0.6m、深度0.5~0.8m，边坡坡度1:1；汇水面积大于10000㎡时，断面尺寸按水力计算放大，沟底纵坡不小于2‰，保证排水顺畅。2.2.2修建临时施工道路，主干道宽度不小于4m，临时支路宽度不小于3m，道路转弯半径不小于15m，满足20t自卸汽车通行要求，道路纵坡不大于8%，横坡1%~2%，主要通行道路做好硬化处理。2.2.3平整施工作业区，清理地表障碍物，接通施工用水用电，布置不少于2条应急逃生通道。2.3资源准备2.3.1按施工进度计划配置施工机械，常规工程量配置参考：1m³挖掘机台班生产率为60~100m³自然方，20t自卸汽车运距1km内台班生产率为80~120m³自然方，13t振动碾台班压实面积为800~1200㎡，配置数量满足进度要求，机械进场前做好验收调试，合格后方可进场。2.3.2特种作业人员包括挖掘机操作人员、推土机操作人员、爆破作业人员、起重作业人员必须持证上岗，证件在有效期内，进场前完成安全教育培训与考核，不合格不得上岗。3土方开挖施工技术3.1一般土方开挖3.1.1开挖遵循自上而下、分层分段开挖的原则，严禁掏底开挖，开挖分层厚度：机械开挖控制在2~3m，人工开挖不超过1.5m。3.1.2开挖接近设计边坡与基底高程时，必须预留保护层，基底保护层厚度为10~20cm，由人工清理，避免机械扰动基底原状土；边坡保护层厚度为30~50cm，开挖完成后及时刷坡支护，减少边坡暴露时间，晴天边坡暴露时间不超过7d，雨天不超过3d。3.1.3开挖质量允许偏差：主体工程基坑基底高程偏差为-50mm~+200mm，堤岸护坡开挖高程偏差为0mm~+150mm，开挖轴线位移不大于50mm，边坡坡度偏差不超过设计值的5%，不得陡于设计坡度。3.2深基坑土方开挖3.2.1开挖深度≥5m的深基坑，严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，开挖分层厚度不大于2m，软土地基分层厚度不大于1m。3.2.2采用内支撑的深基坑，每开挖至支撑设计高程后，必须在48h内完成支撑安装与预加轴力，验收合格后方可继续向下开挖；采用土钉墙支护的深基坑，每开挖一层立即施工土钉与喷锚面层，间隔时间不超过24h。3.2.3基坑排水系统布置：基坑底周边距坡脚不小于0.5m处设置排水沟，每20~30m设置一处集水井，集水井深度低于排水沟底面0.5~1m，排水泵总排水量按基坑渗流量的1.2~1.5倍配置，雨天加大排水能力，严禁基坑积水浸泡基底。3.3高边坡土方开挖3.3.1边坡高度10~20m的高边坡采用分级开挖，分级高度不大于10m，每级边坡设置宽度不小于2m的马道，马道设置向外倾斜2%的横坡，做好排水。3.3.2开挖顺序从边坡顶向坡脚依次进行，严禁在坡顶堆载，边坡顶5m范围内堆载荷载不得超过15kPa，开挖完成后10d内完成支护结构施工。4土方填筑施工技术4.1填筑前准备4.1.1清理填筑基底，清除地表植被、腐殖土、淤泥、建筑垃圾，腐殖土一般清除厚度为0.3~0.5m，存在泉眼、渗沟的提前做好导排处理，清理完成后对基底进行压实，设计无要求时堤基压实度不小于90%，坝基压实度不小于92%，验收合格后方可填筑。4.1.2对拟用土料进行击实试验，确定土料最大干密度与最优含水率，施工中土料含水率控制在最优含水率的±2%范围内，含水率过高采取挖沟翻晒、掺干料处理，含水率过低采取提前洒水闷料处理，合格后方可上料。4.2填筑作业4.2.1填筑采用水平分层填筑法，不得顺坡填筑，每层铺土厚度根据碾压试验确定，机械压实铺土厚度不超过30cm，人工压实不超过20cm，铺土平整度偏差不超过±5cm。4.2.2分段填筑作业，分段长度不小于100m，作业面搭接满足要求：纵向搭接长度不小于3m，横向搭接长度不小于2m，上下层错缝距离不小于1m，严禁出现贯通接缝。4.2.3不同性质土料分区填筑，不得混填，透水性较小的土料不得填筑在透水性较大土料的边坡上，避免形成水囊，防渗体土料与坝壳料分界清楚，偏差不大于50cm。4.3压实作业4.3.1粘性土优先选用羊足碾或凸块振动碾压实，非粘性土选用振动碾压实，碾压行走速度：振动碾不超过2km/h，羊足碾不超过3km/h，碾压遍数由碾压试验确定，一般振动碾碾压4~6遍，羊足碾碾压6~8遍。4.3.2碾压搭接宽度：平行于填筑轴线方向搭接不小于15cm，垂直于填筑轴线方向搭接不小于50cm，碾压过程中发现有“弹簧土”、虚坑、漏压部位立即挖除重新填筑。4.3.3压实度质量标准：1级、2级堤防防渗体压实度不小于96%，堤身压实度不小于94%；3级及以下堤防防渗体压实度不小于94%，堤身压实度不小于92%，坝体防渗体压实度不低于设计要求的95%。4.4接缝处理分期填筑的接头部位，预留坡度不陡于1:3，后续填筑前将接头坡面挖成台阶，台阶宽度不小于2m，高度不大于1m，台阶清理干净后洒水湿润，再分层填筑压实，保证接头部位压实质量。5石方开挖施工技术5.1一般规定石方优先采用机械开挖，坚硬岩石需爆破开挖时，必须编制专项爆破设计，爆破作业由持证人员操作，露天爆破人员安全允许距离：浅孔爆破不小于200m，深孔爆破不小于300m，复杂地形条件下适当加大安全距离。为控制边坡平整度，边坡开挖优先采用预裂爆破或光面爆破，减少超欠挖。5.2预裂爆破参数参考预裂爆破线装药密度：软岩80~120g/m，中硬岩120~180g/m，硬岩180~250g/m，炮孔间距为30~50倍炮孔直径，炮孔倾斜度偏差不大于1°，底部加强装药，顶部不装药段长度不超过1.5m。5.3明挖石方施工5.3.1自上而下分层开挖，分层高度：浅孔爆破开挖分层高度1~2m，深孔爆破开挖分层高度3~5m，基底预留保护层：采用普通爆破的保护层厚度1.0~1.5m，采用预裂光面爆破的保护层厚度不小于0.5m，保护层开挖采用浅孔小药量爆破，接近设计高程时预留30cm，由人工撬挖清理，避免扰动基岩。5.3.2石方开挖质量允许偏差：基岩底面高程偏差为-200mm~+100mm，坡面超挖厚度不大于200mm，预裂爆破壁面不平整度不大于15cm。5.4水下石方开挖河道整治工程水下石方开挖，优先采用长臂挖掘机直接挖除，需爆破的采用水下爆破，必须使用防水炸药，爆破后及时清渣，河床开挖平整度偏差不超过±300mm，清渣完成后及时验收，不得遗漏暗礁。6石方填筑施工技术6.1料源质量控制堆石填筑石料质量满足要求：高坝堆石料饱和抗压强度不小于50MPa，中低坝堆石料不小于30MPa，软化系数不小于0.75，石料最大粒径不超过铺筑层厚度的2/3，其中垫层料最大粒径不超过80mm，过渡料最大粒径不超过300mm，主堆石料最大粒径不超过800mm，次堆石料最大粒径不超过1200mm，超径石料必须破碎后使用，不得直接上坝。6.2填筑作业6.2.1坝体填筑遵循水平分层、从下向上逐层填筑的原则，不得顺坡铺填，相邻填筑区的高差不超过10m，铺筑层厚度由碾压试验确定：主堆石层厚80~120cm，过渡料层厚40~70cm，垫层料层厚30~50cm。6.2.2铺料采用进占法卸料，推土机平料，垫层料采用平地机整平，铺筑厚度偏差不超过±10cm，严禁超径石块集中堆积，发现集中超径石及时清理分散，避免填筑架空。6.3压实作业6.3.1采用10~20t自行式振动碾压实，振动频率控制在20~30Hz，碾压行走速度不超过3km/h，碾压遍数：主堆石6~8遍，过渡料6~8遍，垫层料8~10遍，碾压搭接宽度不小于20cm，不得漏碾。6.3.2岸坡、混凝土结构周边部位，填筑细石混合料，采用小型振动碾或冲击夯压实，不得采用重型机械直接碾压，避免损伤结构，压实质量满足设计要求。6.3.3压实质量标准，设计无要求时，主堆石孔隙率不大于25%，过渡料孔隙率不大于22%，垫层料孔隙率不大于20%，满足规范要求。7土石方平衡调配7.1调配遵循挖填结合、就近调配、减少倒运的原则，优先利用符合填筑要求的开挖料作为填筑料，减少弃渣量，降低工程成本，弃渣必须堆放到指定的弃渣场，不得占用河道、永久耕地、生态保护红线区域。7.2土石方换算系数，自然开挖方换算为填筑压实方的系数为：松土1.15~1.25，普通土1.05~1.15，硬土1.0~1.05，石渣1.15~1.35，调配计算时根据土类性质选择合理系数。7.3弃渣场填筑必须分层压实，做好排水系统，坡脚设置挡护结构，弃渣场边坡坡度不陡于1:1.5，高度超过10m分级设置马道，马道宽度2~3m，完工后及时复绿，防止水土流失。8质量控制与检验8.1开挖工程质量检验，按单元工程划分，每50~100㎡布置1个检验点，检查内容包括开挖高程、边坡坡度、基底地质、平整度，所有项目符合设计要求后方可进入下一道工序。8.2填筑工程质量检验，土方填筑每层每100~400㎡布置1个压实度检测点，每个单元工程不少于3个点，压实度合格率不低于90%，不合格点的压实度不得低于设计值的96%，且不得集中分布。石方填筑每1000~2000㎡布置1个干密度/孔隙率检测点，试坑直径不小于填料最大粒径的2倍，深度不小于铺筑层厚度，干密度合格率不低于90%，不合格点不低于设计值的95%。8.3常见质量问题处置：①超挖：填方区超挖部位采用同性质填料回填压实，不得用虚土或杂物回填；②基底扰动：扰动深度小于10cm的重新压实，扰动深度大于10cm的换填碎石处理；③弹簧土：粘性土填筑产生的弹簧土，全部挖除，翻晒或换填透水性填料重新填筑；④边坡滑坡：挖除全部滑动土体，重新按设计要求分级填筑支护，完善排水系统。9安全与环境保护9.1安全控制：①作业区周边设置明显警示标志，深基坑、高边坡周边设置高度不低于1.2m的防护栏杆，上下基坑设置专用梯道，梯道宽度不小于0.8m，梯步间距不大于30cm；②机械作业，挖掘机回转半径范围内严禁站人，两台相邻挖掘机作业间距不小于10m，自卸汽车倒车设专人指挥；③爆破作业，装药前所有无关人员撤离警戒区，爆破后等待15min，确认