土石方明挖工程施工方案

土石方明挖工程施工方案

一、土石明挖施工方法

由于施工区域山高坡陡，道路布置比较困难，因此，开挖施工设备将根据道路布置的情况合理选择，具体原则为：与场内相道路连的施工工作面及布置有集渣平台的施工工作面，选用3m³的大斗容挖掘机，配25t的自卸车出渣，对不能直接出渣而需转渣的施工工作面，选用挖掘机翻渣或TY220推土机转渣，钻孔设备将以轻型钻机及履带式钻机为主，以便于设备的爬坡和转移，对于施工道路很难到达的工作面，用人力将手风钻及小型空压机运到工作面，以迅速打开工作局面。

边坡开挖根据施工方式及出渣道路布置按自上而下逐层开挖。开挖以设计马道作为分层标准，因为每一层马道布置有临时道路相通，利用马道搭设施工平台对下部的开挖没有影响。

联合进水口（1#、2#发电洞和1#深孔排沙放空洞）边坡约77m，马道设计高度为10m。EL1857m、EL11827m、EL1795m高程布设为出渣通道。边坡土方开挖主要采用PC650LC-8R反挖直接开挖，石方开挖采用ZGYX-452履带式潜孔钻和QZJ-100B潜孔钻钻孔，YT-28手风钻辅助，人工装乳化炸药、边坡采用预裂爆破开挖。进场后从2#交通洞出口修建道路至边坡EL1857高程平台道路处理边坡，EL1857平台以上高程爆渣采用反挖装渣或推土机翻渣，利用EL1857临时道路平台出渣，装渣由PC650LC-8R反铲挖掘机装25汽车运至上游渣场；EL1857~EL1827高程的爆渣采用反挖装25自卸汽车随EL1827施工平台运输至3#渣场；EL1827~EL1795高程的爆渣采用反挖和推土机翻渣至

EL1795高程出渣平台，由PC650LC-8R反铲挖掘机装25t汽车运至指定渣场。边坡的支护紧随开挖进行。 二、开挖施工工艺及说明 2.1 开挖施工流程

开挖施工流程见下图2-1。

测量放样 植被清理 截、排水沟开挖 覆盖层开 钻孔验孔 坡面预裂爆破 石方松动爆破 下一个台阶开挖 石渣挖运 坡面支护 图2-1 土石方开挖流程图

2.2 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碍杂物，清理范围延伸至开挖线外侧3米的距离，并将开挖边线3米以内的树根清除干净。同时，将开挖区域上部孤石、险石排除，较大块石用小炮清除。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1～2个台阶，在梯段开挖之前完成。

覆盖层开挖采用3.0m3反挖进行大面积开挖，1m³反挖配合人工进行削坡修整。按照测量放样开口线沿人行便道方向形成边坡开口，然后自上而下分层开挖，

分层高度5米，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，使开挖面一同步下降。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。

土方边坡开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留 0.2m～0.3m厚度的削坡余量，再人工整修。人工整修边坡的控制方法是：制作一个与设计边坡相同坡比的角尺，削坡时，用角尺检查边坡的超欠情况，边检查边整修。在修整过程中，每隔2米高差，用测量仪器检查校核一次削坡情况，形成达到设计要求的坡度和平整度为止。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，立即向监理工程师和业主报告并采取应急处理措施。 2.3 石方开挖

由上至下分层开挖，采取深孔梯段微差爆破，梯段高度10m，坡面采取预裂爆破，预裂深度同分级道路高度；道路和建基面采取水平预裂爆破。 1、边坡开挖基本要求

1、边坡开挖前，详细调查边坡岩石的稳定性，包括设计开挖范围以外对施工安全有影响的坡面和岸坡等。对边坡开挖范围内，以及开挖边坡上部和临近两侧存在的不安全因素，必须采取相应的处理措施，山坡上所有危石及不稳定岩体均应撬挖排除，如少量岩块撬挖确有困难，可用浅孔微量炸药爆破。坡顶截水沟系统应在边坡开挖之前完成。

2、开挖自上而下进行，高度较大的边坡，应采用分层台阶爆破的方法，台阶或分层高度应根据爆破方式、施工机械性能及开挖区布置等因素选定开挖边坡的台阶高度。严禁采取自下而上的开挖方式。

3、边坡均应采用预裂爆破或光面爆破，爆破孔距、孔径及装药量应由爆破试验确定。钻孔质量控制标准如下：

（1）孔位偏差不得大于5%孔距；

（2）钻孔方向与设计方向一致，钻孔倾角与方向偏差不得大于±1.5%孔深； （3）终孔的高程偏差不得大于5cm。

4、在开挖边坡的施工台阶逐渐下降过程中，及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线，避免在形成高边坡后再进行处理。

5、对边坡开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域，按施工图纸和监理人的指示进行处理，并采取有效的排水或堵水等措施。

6、开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层进行，上层的支护保证以下各层的开挖安全。施工期安全支护的随机锚杆与开挖工作面的高差不应大于10m，永久支护中的系统锚杆和喷混凝土与开挖工作面的高差不应大于20m；永久支护中的预应力锚索与开挖工作面的高差不应大于40m，并满足边坡稳定和限制卸荷松弛的要求。

7、在施工期间直至工程验收，若沿开挖边坡发生滑坡或塌方时，及时通知监理人，并按监理人批准的措施进行边坡处理。

8、边坡开挖偏差控制：设计边坡轮廓面的开挖偏差：在一次钻孔条件下开挖时，不应大于其开挖高度的±2%，在分台阶开挖时，其最下部一个台阶坡脚位置的偏差，以及整体边坡的平均坡度，均应符合施工图纸要求。

9、边坡开挖预裂孔残留孔率控制：

（1）在开挖轮廓面上，残留孔痕迹应均匀分布；残留孔痕迹保存率，对完整的岩体，应达到85％以上；对较完整和较破碎的岩体，应达到60%以上；对破碎的岩体，应达到20％以上。

（2）相邻两残留孔间岩面的不平整度不大于15cm。残留孔壁不应有明显的爆破裂隙。

10、地质缺陷开挖

开挖坡面出露的断层、软弱夹层、卸荷松动不稳定块体的开挖应按监理人指示和施工图纸的要求进行。

11、边坡稳定的临时安全监测

（1）在施工期间直至工程验收，对开挖边坡的稳定进行安全监测，并按监理人指示，定期将安全监测记录提交监理人。

（2）施工过程中，若发现边坡出现不稳定迹象时，或边坡监测出现异常时，及时通知监理人，并采取有效措施保护边坡稳定。

（3）一旦边坡发生塌方或山体滑坡等情况，危及人员和工程安全时，立即通报发包人和监理人立即采取有效措施进行抢险和抢救。 2、梯段爆破施工

1、钻孔

梯段爆破以ZGYX-452履带式潜孔钻和QZJ-100B潜孔钻为主要造孔工具，以YT-28手风钻造孔为辅；钻孔孔径φ50～φ140。

为了提高爆破效率、降低成本，梯段爆破孔采用宽孔距，小排距布孔方式，在布孔时应尽可能避开溶洞、软弱夹层；采用完全耦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。

2、装药、联网爆破

采取人工装药，主爆破孔以乳化炸药为主，采取全耦合柱状连续装药；缓冲及拉裂孔爆破孔采用乳化炸药，采取柱状分段不耦合装药；岩石爆破单位耗药量暂按0.3～0.5kg/ 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1～15段非电毫秒雷管连网，非电起爆。分段起爆药量按招标文件和技术规范控制，梯段爆破最大一段起爆药量不大于500kg；水平保护层上部一层梯段爆破最大一段起爆药量不大于300kg；临近建基面和设计边坡时，最大一段起爆药量不大于100kg。

根据类似工程爆破试验得出的爆破参数，暂定梯段爆破参数如下： （1）梯段高度H=5～8m （2）孔距a=3.5～4.0m （3）排距b=2.5～3.0m （4）超深L=1.0～2.0m

（5）炸药单耗q=0.3～0.5kg/ m³

排间或孔间(有特别控制要求时在孔内)用非电雷管毫秒微差起爆。紧邻边坡预裂面的2～3排爆破孔作为缓冲爆破孔，其孔排距、装药量相对于主爆孔减少1/3～1/2，缓冲孔起爆时间迟于同一横排的主爆孔，以减轻对设计边坡的震动冲击。

3、预裂爆破施工

为使开挖面符合施工图纸所示的设计轮廓线，保证坡面基岩的完整性和开挖面的平整度，在边坡开挖施工中采用预裂爆破技术。预裂孔施工采用ZGYX-452履带式潜孔钻和QZJ-100B型支架式钻机造孔，孔径选用φ80～φ100mm，预裂孔间距为0.8～1.0m，钻孔深度按分级马道高程控制。

1、装药

选用φ32mm的乳化炸药，采用不耦合空气间隔装药结构，线装药密度根据爆破试验确定。预裂爆破起爆网络采用非电导爆系统，导爆索传爆，起爆方式同梯段爆破。为减小爆破震动对建基面的破坏，在预裂孔孔底设置50～70cm柔性垫层,同时，预裂孔起爆时间应超前主爆孔100ms以上。

预裂爆破钻爆参数： （1）孔距：

根据一般经验公式孔距a=（7～12）d 式中：d--孔径,m

故孔距应为0.7m～1.2m。 （2）线装药密度Q:

根据该处地质情况，参照经验公式： Q=0.042Rb0.5a0.67 式中：Q--线装药密度,g/m

Rb--岩石单轴抗压强度,约为120Mpa a—孔距，m

由此可知，Q=0.3～0.45kg/m

在未进行爆破试验得出最优化参数前，可根据类似工程经验，孔距一般为0.8～1.0m,线装药密度约为0.3～0.45kg/m进行爆破试验。预裂爆破施工流程见图3-1。

测量放样、布孔 孔 位 处 理 竹炸安装固定端杆 片加工药检查导爆索检查安装钻机固定支架 支 架 检 查 绑 扎 药 串 钻孔角度检查 钻 孔 钻机垂度检查 吹 孔 装 药 钻孔质量检查 孔 口 堵 塞 联接起爆网络 孔口堵塞检测 起爆网络检查 起 爆 爆破效果检查

图3-1 预裂爆破工艺流程

（3）预裂孔装药结构

预裂孔均使用间隔不耦合装药，由于预裂孔较深(8m左右)，且一个台阶为一个梯段开挖，底部夹制严重，其底部线装药密度加大为正常段的3～5倍，底部1.5米为加强段；由于开挖区岩石为中硬岩，且马道留有1.5～2.0m保护层，故堵塞不宜太大，取为1.0米。

由于联合进水口边坡较高，故采取以下控制爆破措施确保1#、2#发电洞进口及1#深孔进口有压段进口基础及边坡的稳定：

1）边坡进行爆破时，控制每次爆破的规模；

2）梯段爆破采用多段微差接力（孔内微差，孔外接力）网络，以控制最大段起爆药量为单孔药量，同时改变起爆方向（避免起爆方向垂直于边坡方向）；并在爆破试验中确定合适的微差间隔时间，以达到分离爆破地震波，使其互相干扰抵消。

3）采取预裂爆破形成预裂缝隔离边坡，在孔数较多的情况下，也应分段起爆，段与段之间用ms2段非电雷管接力，从而减小爆破震动对该处边坡稳定造成的影响。

4）减小预裂爆破和梯段爆破的孔网参数。 4、水平保护层开挖

根据建基面地形条件和我公司及其它已建工程的施工经验，保护层开挖拟采取水平预裂(或光爆)辅以垂直浅孔梯段爆破相结合的施工方案，快速开挖保护层。该方案主要利用水平预裂缝减小梯段爆破地震效应对水平建基面的震动作用，可有效阻止梯段爆破在岩体中产生的爆破裂隙使节理裂隙面、层面的破坏延伸到建基面，从而减轻了建基面的整修清理工作量，大大加快了施工进度，保证基础开

挖质量。基础开挖前，选择典型地段进行水平预裂(或光爆)试验，试验成果报经监理工程师批准后，用以指导建基面保护层开挖。

保护层水平预裂(光爆)方法：

先在相邻低块抽槽形成工作槽，工作槽高程低于高块建基面30～50cm时，即可在槽内用钻机沿高块建基面造水平孔。水平造孔的机具选用QZJ-100B型支架式钻机、YT-28气腿钻等。气腿钻孔径50mm，孔深2.5～3.0m，孔间距50cm；QZJ-100B型支架式钻机，孔径76～89mm，孔深控制在10m以内，孔间距70～90cm。

在造水平孔的同时，用YT-28风钻在保护层顶面造垂直辅助孔，孔径64～89mm，孔底至水平孔的距离100cm左右，垂直孔与水平孔同时装药，分段控制起爆药量。

爆破后，采用反铲、推土机迅速将爆渣清理干净，为相邻区域的水平造孔提供工作面。待保护层开挖达到一定面积后，即可进行石渣的清理工作，石渣清理完毕后，用高压风(水枪)进行基础面的冲洗，直至满足建基面终验要求。

水平光面(或预裂)爆破法开挖保护层的工艺流程：抽槽形成工作面→测量放样→造水平孔、垂直孔→验孔→装药爆破→石渣清理→基础面冲洗→基础面验收 5、沟槽开挖

沟槽开挖必须选用合理、科学的爆破技术和开挖方法，以确保设计轮廓成型。沟槽两边采用预裂(或光面)爆破技术，两边可同时起爆、分段控制、起爆时间相对滞后不少于100ms。槽内石方类似保护层分层爆破开挖方法，起爆网络呈“V”型布置，顺槽逐排起爆，以减轻对两侧边坡的冲击震动。槽内钻孔采用手风钻，

分层厚度不大于1.5m。沟槽内的爆渣，用反铲挖装，25t自卸汽车运输，人工辅助清理。

6、基岩地质缺陷处理

本标段建基面范围内，遇规模较大的断层按设计文件要求进行处理；遇规模较小的断层、裂隙、夹层、破碎带等地质缺陷按技术规范或监理工程师要求进行处理。

缺陷内的充填物、破碎物主要依靠风镐、钢钎凿裂。

缺陷宽度1m以上的主要依靠反铲出渣，人工辅助；缺陷宽度1m以内，主要依靠人工出渣、反铲配合；开挖处理达到结构要求后，用风枪将浮渣、岩面浮皮清理干净，浇筑混凝土。 7、开挖料的利用和弃渣处理

1、开挖过程中，凡业主及工程师指定的可利用的石渣，严格按业主及监理工程师批准的爆破设计（经爆破试验确认）进行作业。

2、利用料和弃料分开装运，运输车辆相对固定并编号，做上明显的标志，现场派专人指挥运渣车辆，严格按招标文件要求分类存放。

3、根据出渣强度，渣场安排TY220推土机平整渣料，各类渣料的堆渣范围和高程严格按施工图纸和监理工程师的指示实施。

4、作好堆渣体的边坡保护和排水工作，保持渣料堆体周边的边坡稳定。