《施工组织设计》第08章 溢洪道开挖及支护

紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计 第08章 溢洪道开挖与支护第08章 溢洪道开挖与支护08.1不分类料及岩石开挖08.1.1概述一、溢洪道紧邻右坝端布置，包括进口段、闸室段、泄槽段及挑流鼻坎，本标承担SP.0+290以前EL857m高程以下及SP.0+290以后EL775m高程以下的开挖及支护，施工对开挖与支护的工序衔接应全面考虑、合理安排。二、工程地质溢洪道岩质由含煤中、细粒砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩以及煤质页岩组成，沿线有一些厚320m块碎石分布，尤其是煤质页岩受层间剪切错动形成破碎带，较大的有L9、L10、L11、L12，由此构成的地基和边坡需要采取妥善的加固保护措施。溢洪道开挖中可能会遇到废旧煤硐，应引起高度重视。开挖过程中会使溢洪道内边坡(SW侧)的L12层间剪切破碎带出露，位于下部坡脚，且向斜轴向坡外(NE向)的倾伏角达2535，易使上部坡体沿差软弱的L12产生滑坡失稳，施工中应及时采取可靠的结构支护措施。三、主要工程量溢洪道开挖总量504850 m3，其中不分类料130150 m3，石方374700 m3，根据工程地质特点，施工规划采取10 m分层开挖，各梯段工程量见表08-1-1。溢洪道开挖工程量表表08-1-1序 号部 位单位工 程 量不分类料开挖石方开挖SP.0+290以前1EL857mEL847mm322180549302EL847mEL837mm322610757803EL837mEL823.5mm32583068350SP.0+290以后4EL775mEL765mm328250539105EL765mEL755mm326680501006EL755mEL745mm32740462807EL745mEL738mm3186025350合计m313015037470008.1.2施工布置一、主要施工道路布置EL857 m施工道路：利用已形成的5#公路延伸至EL800 m处为起点，沿溢洪道首部山坡以10 纵坡“之”字形盘升至溢洪道首部EL857 m高程，该道路负担完成SP.0+290以前的开挖运输任务。开挖料经5#公路到压重体填筑或弃碴场。EL857 m EL823.50 m施工道路：以溢洪道SP.0-006.50桩号处为起点以10左右的纵坡在开挖区内降至EL823.50 m高程。在该道路下降过程中逐层完成SP.0+290以前各梯段的开挖，开挖料经EL857 m施工道路运往压重体填筑或弃碴场。EL775mEL738m施工道路：拟从老213国道EL765m高程处直接进入溢洪道尾部完成EL775mEL765m高程的开挖。再从1#公路EL755m高程处直接进入溢洪道挑流鼻坎EL755m、EL745m、EL738m高程，分别完成溢洪道SP.0+290以后各梯段的开挖。开挖料经老213国道及紫下大桥运往大坝填筑或水文站1#、2#堆碴(料)场。以上道路路面宽9m。平面布置详见（ZPP/IC1-01）及总平面布置。二、风、水、电布置供风：根据工作面变化频繁的特点，采用17m3/min、20m3/min、9m3/min移动式压风机就近供风。供水：初期施工，各工作面由水泵直供，待右岸EL910m的高位水池形成后，由水管直接接至工作面供水。供电：主要是工作面照明所用。具体布置详见第02章“施工总平面布置”。三、开挖区布置开挖严格按照“自上而下，分层开挖”的顺序进行，上一层的支护应保证下层开挖安全顺利进行,未完成上一层的支护,严禁进行下一层的开挖,开挖区梯段划分详见图(ZPP/IC1-18)。08.1.3施工程序施工应自上而下、分层、分块依序进行，各层开挖前应首先做好永久及临时的排截水措施，必要时增设坑槽，使用机械排除，以确保工作面及边坡安全，具体施工程序见下图： 机械出碴 层次验收进入下层开挖循环 结束开挖区坡面危石处理山坡剥离、排截水沟施工 进场施工道路开挖 测量放样定线 预裂、梯段钻孔边坡预裂爆破、梯段爆破建基面及边坡处理、放样验收各种支护及安全处理测量放样08.1.4 开挖施工方法一、开挖技术要求1. 开挖应自上而下进行，高度较大的边坡应分梯段（分层）开挖，严禁采取自下而上的开挖方式。2. 对于开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域以及煤窑煤洞、探洞，必须按施工图纸和监理人的指示进行处理，并采取排水或堵水等措施。3. 开挖边坡的支护应在分层开挖过程中遂层完成，上层的支护应保证下层的开挖安全顺利进行，未完成上层的支护，严禁进行下一层的开挖。4. 邻近水平建基面，应预留岩体保护层，其保护层厚度及开挖方法应经试验，监理人批准方可进行。5. 开挖后的基础岩石应干净、粗糙，建基面不得有反坡，侧悬坡、陡坎尖角，开挖面不充许欠挖，严格控制平整度。6. 为保证开挖面符合设计要求，保持开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，应采用预裂爆破或光面爆破技术。7. 严格控制爆破震动。二、不分类料开挖溢洪道不分类料含量较大,约130150m3,需在各梯段开挖前提早清除,以确保石方开挖及支护的顺利进行,采用PC-200反铲剥土，手风钻松动配合,自上而下分层进行,出碴利用TY220推土机集料，PC-400正铲挖土机上料配以20t自卸车,利用各层施工道路运往堆碴场。三、石方开挖1. 溢洪道整个开挖区划分为SP.0+290以前、SP.0+290以后两大部分，两部分开挖互不影响，同时进行。开挖分层、分块详见图(ZPP/IC1-18)。整个开挖区开挖自上而下分层进行。SP.0+290以前首先进行EL857mEL847m高程的开挖，一次性完成，抢出工作面供支护使用。在EL857mEL847m支护的同时，进行EL847mEL837m高程的不分类料开挖，待EL857mEL847m高程的支护完成后，集中力量一次性完成EL847mEL837m高程的石方开挖，然后及时进行该层的支护。如此循环，逐层完成各梯段开挖。SP.0+290以后的开挖施工方法与此类同。梯段爆破采用“自上而下，分层分块”微差爆破方法施工，选用潜孔钻造孔，梅花型布孔，临近边坡时增设缓冲孔，保护预裂面，各梯段不分类料采用反铲和手风钻配合提前开挖。边坡预裂造孔，所有坡面边界经测量定线后进行预裂造孔，采用潜孔钻造孔，造孔时钻机样架定位必须满足边坡设计要求确保钻孔精度，各级预裂面应按设计要求一次成型，且需在每层支护前完成。垂直于最终开挖面5m距离内所有爆破钻孔的直径应小于75mm。建基面采用预留岩体保护层的开挖方法，保护层厚度22.5m，手风钻多层(至少三层)、浅孔、光面爆破。在保护层开挖的过程中，采用分层、控制的方法完成地下连续墙的开挖，即对L12破碎带的挖除处理。其中地下连续墙窄且深，采用人工和机械相结合的方法开挖，施工中要加强支护确保施工及中间薄壁安全，同时及时进行混凝土浇筑。开挖石碴采用PC-400正铲挖土机装车，CAT966E装载机、TY220推土机配合，20t自卸车运输的方式进行，石碴经各层施工道路运往堆碴场，完成一层进入下一层开挖之前，需进行工作面机械、人工清底。各梯段开挖前需做好排截水工作，永久边坡开挖前按施工图纸在山坡上部做好截水沟，以防雨水漫流冲刷山坡；坡脚及施工场地周边、堆碴场做好排水设施，及时排除积水，确保施工安全，同时注意防止施工排水污染河流。施工中遇煤层和废煤洞采空区时，需加强检测和通风措施，预防瓦斯爆炸事故的发生。2不良地质地段开挖紫坪铺水利工程坝区地质条件复杂，施工中会遇到软弱，破碎的不良地质情况，故在施工中应严格按照“勤观测、弱爆破、强支护”的原则进行。遇不良地质地段施工时，应首先加强观测，注意边坡岩体的变动，及时采取相应的技术措施，确保安全。开挖过程中应采取“浅孔、少药、多循环”及预留保护层的施工方法，施工中一旦遇到不良地质地段，应马上改变施工方法，采取小孔径机具钻浅孔，而且多打孔，少装药，多次循环的方法进行保护层开挖，同时采取“梯段内进行多次梯段分层开挖”的措施，以确保边坡稳定。随着开挖的进行及时支护，而且应采取加强支护手段，随着梯段内梯段的完成，就及时进行支护，以确保施工安全。如遇不良地质地段，施工前做详细的“开挖施工方案及支护措施”，并报监理批准方可施工。3、爆破参数选择(1)梯段爆破参数选择钻孔机具: YQ-100B潜孔钻孔 径: D=75100mm梯段高度: H=10m钻孔角度: 7590炮孔孔距: a=3-3.5m炮孔排距: b=2.53.0m单 耗: q=0.350.40kg/m3炮孔堵塞长度: L=2.53.0m超 深: 0.50.8m（临近建基面的上层钻孔不得超深）(2)预裂爆破参数选择钻孔机具: YQ-100B潜孔钻孔 径: D=75mm孔 距: a=80100cm药卷直径: d=32mm不隅合系数: =2.2线装药密度: 250300g/m以上爆破参数均为初步设计，在实际施工中应首先进行爆破试验，使各参数均调整到最为合理，以确保工程质量和边坡稳定。08.1.5 爆破试验为保证火工材料的使用安全及工程质量，必须进行一系列的爆破试验，所有各项试验均需工程师审核后，进行现场实地试验。1. 火工材料性能检验对于新入库的火工材料必须进行常规抽样性能检验，确保火工材料的使用安全，现场开挖爆破不得使用不合格材料。2. 梯段、预裂爆破参数试验根据施工要求，必须在开挖前期施工过程中进行生产性爆破试验，为规模性的梯段、预裂爆破提供合理的参数，试验前应根据实际情况进行专题设计，以保证最佳的预裂效果。08.1.6 溢洪道土石方明挖施工进度计划溢洪道施工边坡支护工作量较大，故开挖应及时完成，以供坡面支护所用，其具体进度按排见下表：(表08-1-2) - 115 -序号工程项目单位工程量200220032004不分类 料开挖岩石 开挖小计89101112123456789101112123456781施工道路项2SP.0+290以前EL857mEL847mm32218054930771103EL847mEL837mm32261075780983904EL837mEL823.5mm32583068350941805SP.0+290以后EL775mEL765mm32825053910821606EL765mEL755mm32668050100767807EL755mEL745mm3274046280490208EL745mEL738mm3186025350272109合 计m313015037470050485010备 注溢洪道开挖施工进度表表08-1-208.1.7 主要施工设备主要施工设备表 表08-1-3序号名 称数量规 格备 注1空压机620m3/min移动式2空压机217m3/min移动式3空压机29m3/min移动式4潜孔钻机12YQ-100B5手风钻机5YTP-266装载机2CAT966E7液压挖掘机2PC-200反铲8液压挖掘机2PC-400正铲9交流电焊机2AX-300潜孔钻样架焊接用10推土机2TY22011自卸汽车1220T12测量仪器1套1T2经纬仪、S3水准仪、PCH-2测距仪各一件08.1.8 主要劳动力人员配备（二班制十二小时）主要劳动力人员配备表 表08-1-4 序号工 种人 员工 作 内 容1压风工12压风机运转操作2风钻工50钻机操作3修理工8各种机械修理、维护4炮工6爆破作业5电工2用电维护6测量工5系统测量7挖掘机驾驶员8机械操作8自卸车驾驶员24机械操作9推土机驾驶员4工作面清理10装载机驾驶员4局部出碴11电焊工4样架焊接等12普工15工作面道路维护等13合计14208.1.9主要材料消耗主要材料消耗表 表08-1-5名 称单 位数 量说 明炸药T150药卷直径分别为32mm、60mm、70mm导爆索米10000防水型普通导火索毫秒非电雷管发200001-15段系列导爆管长度不短于4.5m火雷管发1500导火线m300008.1.10 安全保证措施及爆破监控一、爆破作业安全1. 制立严格的安全检查制度，（尤其是对装药量的控制检查），设立 专职安全检查人员，一切爆破作业应经安检员签认后才准进行爆破。2. 参加爆破作业的有关人员，按国家和行业的有关规定，进行考试 和现场操作考试，合格者方能上岗。3. 加强对爆破材料使用的监管，对爆破材料的采购，验收入库，提领发放，现场使用以及每次爆破后剩余材料回库等进行全面监管和清点登记，防止爆破材料丢失。4. 施工需确保各梯段之间、开挖区与开挖区之间、开挖区与213国道之间、开挖与支护之间的安全，下一层的开挖需在上一层的支护完成后方可进行，施工中首先应严格控制爆破规模，调整最为合理的爆破方向，施工中在5#公路EL800m高程设置必要的挡碴墙，采取严格的安全措施，确保工程安全。5. 爆破作业必须严格执行爆破操作安全规程（GB6722-86）中的有关 规定，进行爆破警戒区，安全区划分，设置警戒系统、标志系统等，统一作业时间，统一指挥管理。二、边坡作业安全每个梯段开挖结束后，必须进行坡面危石处理，坡面清理撬挖；在进行边坡支护、人工修坡时应根据需要增设安全防护网或保护网，配戴安全绳等，以保证设备和作业人员的安全。同时按要求设置观测点及时观测边坡变化。三、钻孔施工安全在钻孔施工过程中严格执行操作规程,严禁打干钻,建立完善的安全防护制度，确保施工人员的人身安全。四、爆破监控施工中监控所有爆破作业,用地震仪确定地面震动的大小和强度,使用能测量重直、横向和纵向波形的三维型设备进行质点速度测量，建立爆区振动速度衰减规律的关系式：V=k(Q1/3/R)式中:V;质点振动速度 (cm/s)。 Q：单响药量 （kg）。 R：测点至爆区中心的距离。 K、:爆区与地质、地形、爆破方法等有关的系数和衰减指数。寻找质点的衰减规律就是要通过试验求出爆区的K、值建立衰减关系式严格按照爆破的震动在离爆破点30m处最大质点速度不超过100mm/s，60m处不得过50mm/s进行爆破控制。同时，建筑物近区内，每一建筑物最近点的60m半径处最大质点速度不应超过100mm/s，30m处不超过50mm/s。30m范围内，喷混凝土和混凝土浇筑、灌浆后24h内不得进行爆破，喷混凝土或混凝土浇筑后60h内，其表面最大质点震动速度不得超过25mm/s。通过检测及时调整爆破方法及装药量，确保施工安全和工程质量。08.2支护08.2.1支护工程主要工程量溢洪道支护主要包括注浆锚杆、挂网喷混凝土、C2类混凝土护坡、贴坡、D1类混凝土护面。主要工程量有：1. 注浆锚杆（40, 32），钻孔210582m/18011根；2. 喷C25、C20混凝土 15093m23. 焊接钢筋网（6.5、15）15093m24. C2类混凝土护坡1450m35. C2类混凝土贴坡15420m36. D1类混凝土 1673m308.2.2注浆锚杆施工溢洪道注浆锚杆分为40、 32两种规格,共18011根，钻孔210582m，沿溢洪道边坡整体分布。一、锚杆加工，选用级螺纹钢筋在工厂内加工,锚杆接长采用对焊。二、施工前的注浆密实度试验，选取与现场锚杆直径、长度、孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管（或钢管），采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7 天后剖管检查其密实度。三、注浆锚杆的施工程序，采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，其施工流程如下：孔位布置 钻孔 冲洗钻孔 排干孔内余水 安装锚杆 注浆 养护 锚固力测试。四、钻孔，钻孔孔径选取65mm，拟选用国产MB-150Z型锚杆钻机造孔，钻机耗气量为11m3/min。钻孔在开挖台阶上或钢脚手架上操作。按自上而下分层进行，同层自下而上进行锚杆的钻孔、安装。采用移动空压机供风，在同一开挖台阶上就近布置风机。钻孔的技术质量要求与趾板区锚杆类同。五、安装、人工安插。六、注浆，通过试验选定水泥砂浆的配合比，用高速搅拌机拌制水泥砂浆，挤压式注浆泵（UB-3型）泵送水泥砂浆，注浆时，将注浆管伸至孔底，随注浆随上提注浆管，直至全孔注满封孔，封孔后应将孔口锁定锚杆，以免松动。在开挖台阶上，选择适当位置布置搅拌机、砂浆泵及堆存水泥、黄砂等。 同样，锚杆施工尾随溢洪道边坡开挖工序后紧接施工，施工分层也与开挖相同。七、配备的主要施工设备有： MB-150Z型锚杆钻机 6台； 注浆泵（UB-3型） 4台； 高速搅拌机 ZJ-200 2台； 移动式空压机（17m3/min） 6台；八、锚杆施工的质量控制1. 施工前做好锚杆的材质检验和注浆密实度试验；施工中，认真做好钻孔（孔位、孔径、洗孔等）和注浆饱满度的检查工作，并做好记录。锚杆安装、养护结束后，做好锚杆的抗拔试验，确保锚杆抗拔力满足要求。08.2.3喷混凝土施工溢洪道喷混凝土为挂网混凝土，分为C20喷混凝土挂钢筋网(6.515=8cm)、C25喷混凝土挂钢筋网(1015=10cm)两种，共15093m2，沿溢洪道整体分布。 一、喷混凝土前的准备工作1. 施工设备及材料需准备就绪并经检查试验符合要求，施工设备和材料仓库及堆场主要布置在857平台上及溢洪道尾部与老213国道相接空旷场地上。2. 岩坡面冲洗干净，松动浮石清除完毕3. 钢筋网按设计间距安装并与锚杆连接。4. 岩面渗水点引导集中外排处理完毕。5. 安设喷层厚度标志。二、喷射混凝土喷射混凝土尾随注浆锚杆进行，采用湿喷法施工，喷射工艺、施工设备、质量控制等均与大坝喷混凝土施工类同见07章。08.2.4 C2类混凝土护坡、贴坡及D1类混凝土施工溢洪道 C2类混凝土护坡共1450m3， C2类混凝土贴护共15420 m3， D1类混凝土护面共1673 m3，沿溢洪道SP.0+290以前边坡整体分布。具体施工工艺、施工设备、质量安全控制详见第14章。08.2.5施工进度与劳动力安排一、施工进度采用分层开挖分层支护的施工程序，同一层开挖坡面支护完毕后，才能进行下一层施工，故每层必须将支护项目（包括锚杆、挂网、喷混凝土及C2类、D1类混凝土等）全部完成，方能进行下一层的开挖。施工进度安排见表08-2-1。溢 洪 道 支 护 施 工 进 度 表表08-1-2序号工 程 项 目单位工程量200220032004锚杆喷砼(m3)类砼护坡贴坡、D1类砼（m3）89101112123456789101112123456781SP.0+290以前EL857mEL847m根/米2460/28782253049802EL847mEL837m根/米3425/40072325075903EL837mEL823.5m根/米3110/36387287569744SP.0+290以后EL775mEL765m根/米2545/2977622405EL765mEL755m根/米2485/2907418206EL755mEL745m根/米2270/2655913907EL745mEL738m根/米1716/199329888合 计18011/21058215093185449备 注二、主要劳动人员配备(二班制十二小时)主要劳动力人员配备表表08-2-2序 号工 种人 员备 注1压风工12压风机运转操作2风钻工24锚杆钻孔3喷射工8混凝土喷射操作4注浆工8锚杆注浆5运转工4机械运转操作6架子工14支护架搭建7普工30合计100