某水电站厂房土石方开挖施工组织措施

生态放水工程土石方开挖施工组织措施1、工程概述1.1概述按业主要求，定于2011年10月进行生态放水工程施工。根据监理2011年4月27日下发的《生态放水发电设施开挖支护图（1/5~5/5）》（XX-水道-04-04~08），以及2011年10月23号下发的《厂区开挖图（1/3~3/3）》（XX-生态-厂-01-01~03）结合目前现场施工道路布置及施工进度情况，对该部分开挖进行组织安排。1.2、工程地质及水文条件生态放水机组引水系统地层为南沱组(Zant)、壶天群(C2+3)、其中：Zant在主坝区左岸沿河小范围出露，在河床主河槽约85m范围河流冲基准面积物下有分布；C2+3在主坝区左岸表部分布，临河呈陡崖，厚仅8~20m。主坝区左岸大桥溪至③冲沟一带分布有石炭系残留体，一般在沟谷的部分地段缺失，临河出露呈陡崖分布；在生态放水机组坝址及其附近，为灰白色角砾状白云质灰岩与浅灰褐、灰绿、灰白色厚层、巨厚层砾岩、砂岩夹薄层铝土质页岩，厚度一般12.28~21.83m，局部＞34.6m；角砾状白云质灰岩呈网纹状缝合线构造成的二叠系梁山组(P2L)浅海相碳酸盐岩类。左岸大桥溪至③冲沟一段的中上部(高程215~230m以上)残坡积物厚5~33.4m；成分为浅黄色粉质粘土、粘土夹碎、块石，见杂色砾岩的残积物巨石、大块石；土中所夹碎、块石一般由杂色砾岩风化解体形成。左岸③冲沟以下大部分地段南沱冰碛岩组基岩裸露，残坡积物断续分布，主要见于沟谷中，厚2~4m。左岸强风化带厚1～7m，弱风化带厚1～16.3m；河床多呈弱风化，厚0～4m，无强风化岩带分布；水文地质条件，坝址左岸及河床简单，地下水位向左延伸呈抬升趋势，碳酸盐类岩石。左岸经勘探，钻孔线岩溶率6.85%，钻孔压水试验表明，岩体的透水率一般较低，最大为14.08Lu，一般低于3Lu。相对隔水层顶板埋深在左岸位于基岩面以下8~21m；河床及Ⅰ级阶地位于基岩面以下0~11m。坝区地震基本烈度小于6度。1.3存在的问题、处理办法及主要工程量存在的主要问题：12 主坝右岸三期截流10月底进行。三期截流对生态放水机组厂房基坑围堰施工造成不利影响，另外厂区交通基本靠下游轮渡，左岸上游渣场不能满足堆渣要求，厂房基坑工作面狭窄。处理办法：生态放水机组厂房基坑围堰填筑尽可能在左岸导流底孔放水前填筑完粘土防渗料，围堰头部填筑好石渣层以满足导流底孔水流的冲刷。根据实际情况、以及业主的要求在上游另外开辟渣场。主要工程量：《生态放水发电设施开挖支护图（1/5~5/5）》（XX-水道-04-04~08）、《厂区开挖图（1/3~3/3）》（XX-生态-厂-01-01~03）35万方，其中土方约17万方，石方约18万方，具体以现场测量收方量为准。2、编写依据2.1xx电力工程有限公司发售的XX水电站生态放水土石方工程招标文件、设计图纸、澄清文件、现场踏勘和有关会议纪要等；2.2执行的主要法规、标准和规范《水利水电工程施工手册土石方工程》；《爆破安全规程》(GB6722-2003)；《水电水利工程爆破施工技术规范》DL/T5135-2001；《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-88)；《中华人民共和国民用民用爆破物品管理条例》；《土方与爆破工程施工及验收规范》（GB50202-2002）；《质量管理与质量保证标准》(GB/T19000-ISO90001994)；《电力建设施工及验收技术规范》（水工结构工程篇）（SDJ280-92）；《厂矿道路设计规范》(GBJ22－1987)；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)；《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》L-T-5389-2007；《水利水电工程爆破安全监测规程》(DL5333-2005)；《水电水利工程边坡施工技术规范》DLT_5255-2010；《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DLT5099-1999；其它行业规范和标准。12 3、施工进度安排及总体施工强度根据设计提供的生态放水机组厂区开挖图纸和水道开挖图纸以及进基坑临时施工道路，本土石方开挖分三部分组成，根据实际情况采用分区分层开挖。根据现场实际情况及施工道路要求首先开挖生态放水机组厂区和进基坑临时施工道路，最后开挖引水管。厂区土石方开挖计划3个月完成，厂区开挖分三部分，没区分若干层组成，具体见《生态放水机组厂区开挖分层图》。首先开挖厂区一级马道以上（高程226m）至开口线部分土方（《生态放水机组厂区开挖分层图》中一区），该部分土方计划2011年10月14日～2011年11月14日，该部分土方以粘土为主。根据设计提供的开挖图纸，以及实际地质情况，该部分基本上土方开挖，开挖台阶划分，此部分共分4层，即高程开口线～238m，高程238m～234m，高程234m～230m，高程230m～226m。厂区开挖二区为围堰顶部高程以上开挖区域，该区域以土方为主第四层开挖主要以岩石为主，高程208m以上为覆盖层，此部分开挖台阶划分，此部分共分5层，即高程226m～221m，高程221m～216m，高程216m～212m，高程212m～208m，高程208m～204m。此部分的土方开挖与一区同时进行，开挖石渣料用于围堰堰壳层填筑和钢筋笼块石。厂区开挖三区为开挖最低面至高程226m，该区域基本为石方，此部分开挖台阶划分，此部分共分9层，即高程226m～221m，高程221m～216m，高程216m～210m，高程210m～204m，高程204m～199m，高程199m-192m，高程192m～186m，高程186m～183.1m，高程183.1m～180.6m。厂区开挖计划工期为个月，从2011年10月14日至2012年2月14日，厂区基坑开挖量根据《厂区开挖图（1/3~3/3）》（沅托-生态-厂-01-01~03）工程量为35万方，土石方施工强度为8.75万方/月。进基坑临时施工道路从2011年12月14日至2012年2月14日。生态放水机组引水管道开挖根据《生态放水发电设施开挖支护图（1/5~5/5）》（沅托-水道-04-04~08）土石方量为5万方，从2012年2月至2012年3月份完成，土石方施工强度为5万方/月。4、施工布置4.1场内施工道路生态放水机组土石方开挖施工主要道路按照满足厂区基坑开挖、围堰填筑、水道开挖、以及进基坑临时施工道路布置，其余施工12 便道现场根据施工需要临时修建。主要施工道路布置除利用临1#、临2#、临3#、临4#、临5#、临6#、临7#道路。施工道路具体见《临时施工道路平面布置图》(TK-临时-生态-施工道路)。4.2施工供风开挖施工供风主要采用移动空压机供风形式。引水管边坡开挖工程初始阶段，采用在现场布置柴油空压机移动供风方式。工程局部狭小部位的零星开挖，在现场布置移动式9m3柴油空压机，作为机动供风设备。4.3施工供水施工用水由布置在拌合站上方的1#蓄水池供水，采用DN100主管引水至施工部位，用高压胶管接到用水现场。4.4施工排水岸坡施工，土质边坡开挖前在开挖线外设置好截水沟防止雨水及外来水源进入开挖工作面，并将截水沟引入施工主道路边沟，排入天然水系。特别是先期开挖高程226m至开口线前，做好开口线以上部分土方未开挖体的隔水和截水，保证施工安全。在基坑开挖过程中在每层开挖的适当位置布置低于设计最低开挖面2米左右的3m×3m集水井，集中抽排基坑内渗水及雨水，保证基坑干地施工。4.5施工供电、照明施工用电直接由布置在左、右岸的配电所就近供电，敷设架空线路至施工部位。现场施工照明采用镝灯作为主要照明设备。4.6弃渣场根据招标文件，本合同工程施工的弃渣场为业主左岸上游弃渣场。5、土石方明挖施工5.1总体施工程序根据本标段进度要求，对三个主要的开挖区域采用分区分时段进行，前期主攻基坑施工。且围堰回填施工与土石方开挖同步进行，并结合爆破作业，做好块料的挑选，以作为堰壳防冲块料。围堰回填采用分层推进为原则的进占法进行施工回填。12 总体施工程序，详见下图：施工准备临建设施主体工程测量放线植被、表土清理石方自上而下分级开挖开挖、基坑及保护层开挖场地清理、竣工验收块料挑选及破碎土方开挖修施工便道各连接道路施工回填区表土清理坡顶截水沟及临时排水土质边坡修整防护工程围堰土方回填围堰块石及壳体防护图5-1工程总体施工流程图⑵施工工艺流程土石方明挖施工工艺流程见图5-2。石渣挖运坡面支护石方松动爆破测量放样植被清理坡面预裂爆破截、排水沟开挖钻孔验孔覆盖层开挖下一个台阶开挖图5-2土石方明挖工艺流程图5.2、施工准备[1]首先，根据发包方提供的测量网点，采用全站仪进行现场测控网加密，并依据加密测控网对开挖部位的原始地形进行复测，将复测结果报监理人审核备案。12 [2]按照施工图纸进行开挖部位的测量，标记开挖开口线、高程、坡度等施工参数，并设置明显的标识牌。[3]人工清理开挖区域内的树木和有碍杂物，清理范围延伸至开挖线外侧3米的距离，并在开挖区以外边坡上按设计图纸要求设置截、排水沟，防止雨水或坡面水流入开挖工作面影响施工。[4]根据开挖部位岩性和拟采用的开挖方法，在现场进行爆破试验，选用合理的爆破参数，报业主及监理工程师审批后用于指导开挖施工。5.3、施工方法5.3.1、土方开挖土方开挖采用SK360挖掘机（1.5m³）直接挖除，开挖土料往适当部位集碴，然后用装载机或1.2m³挖掘机配20T自卸汽车在公路上装车运至指定碴场或部位。大方量土方开挖，可以修筑临时道路到达开挖工作面时，由1.2m³挖掘机直接挖装，配20T自卸汽车装车运至指定碴场或部位；临近边坡和设计平台时预留1m左右保护层。土方边坡和设计平台开挖采用SK360挖掘机（1.5m³）挖坡，人工配合修坡成型，保证边坡开挖尺寸达到设计要求。土方边坡开口线开挖时，在控制坡面坡比及开挖开口线测量放样后，先开挖3米左右高程后，再进行坡面测量校核，确认坡面坡比符合设计值后，再按设计台阶高度继续开挖。需要进行坡面喷护的，喷护施工紧随开挖进行，避免形成裸露高边坡。5.3.2、石方开挖石方开挖采用梯段爆破，最大梯段高度不大于9米，毫秒微差挤压爆破，永久石方边坡及石方马道采用预裂爆破成形，控制超欠挖，水平建基面采用保护层钻爆法。开挖梯段分层详见附图《生态放水机组厂区开挖施工分层图》(TK-生态-厂区-分层开挖)。因石方工程量较多，考虑爆破钻孔主要采用QZJ-100B潜孔钻和YT-26型、Y20型手风钻。为保证预裂孔质量，水平预裂孔及斜面预裂孔主要采用QZJ-100B型潜孔钻钻孔，不宜布置QZJ-100B型潜孔钻的位置采用手风钻钻孔，小量台阶欠挖处理及解炮采用TY26和Y20手风钻钻孔，小台阶爆破，出碴采用1.2m³挖掘机装碴，20T自卸汽车运至指定弃碴场或指定部位。石方开挖采用自上而下分层梯段爆破开挖，施工程序为：12 测量放样→场地清理→钻机就位、钻孔→验孔→装药、联网爆破→排险、出碴→转入下一循环。[1]石方开挖前，将实测地形图和开挖放样图报送监理人复核，并对设计开挖线外对施工有影响的坡面和岸坡、设计开挖线以内有不安全因素的边坡，进行处理和采取相应的防护措施。[2]测量人员根据施工图纸测放出开挖开口线，技术人员根据现场生产性试验结果和施工部位实际地形，确定爆破参数并绘制布孔图，然后由施工人员在现场按设计放出孔位，并设置醒目标识。[3]孔位确定后，施工人员组织钻机就位造孔。层厚小于4m的部位，梯段爆破孔和预裂爆破孔均采用手风钻造孔；层厚等于或大于4m的部位，梯段爆破孔和预裂爆破孔均采用QZJ-100B型支架式潜孔钻机造孔。[4]邻近水平建基面均预留1.5m厚的保护层，采用水平光爆与垂直浅孔梯段爆破结合的方法开挖。保护层的垂直爆破孔和水平光爆孔均采用气腿钻机或手风钻机造孔。[5]造孔完毕并验孔后，由专业爆破人员装药，采用非电雷管联网、电雷管引爆、孔间微差顺序起爆的方式爆破。[6]基础开挖后表面因爆破震松（裂）的岩石，表面呈薄片状和尖角状突出的岩石，以及裂隙发育或具有水平裂隙的岩石，均采用人工清理，如单块过大，采用单孔小炮爆破。[7]爆碴采用反铲和装载机挖装，自卸汽车运输到指定弃渣场堆弃。5.3.2、钻爆参数初设爆破参数①主爆破采用QZJ-100B潜孔钻造孔时钻孔直径Φ100，装Φ80乳化炸药，台阶高度为3m～9m，设计钻孔孔间排距为2.5×2.0m，单位耗药量为0.25~0.35Kg/m³，封堵长度1.0m～2.5m。②预裂爆破采用QZJ-100B型潜孔钻造孔,钻孔直径Φ100，装Φ32乳化炸药，台阶高度10m～15m，设计孔距为0.8m,线装药密度为250～350g/m。采用TY26或Y20手风钻造孔,钻孔直径Φ40，装Φ32乳化炸药或膨化硝铵炸药，台阶高度3m～5m，设计孔距为0.5m,线装药密度为200～250g/m。12 主爆破及预裂爆破具体钻爆参数见附图《生态放水工程厂区钻孔爆破布置示意图》(TK-生态-厂区-爆破)。大块岩石二次破碎爆破在石方爆破过程中，无论采取什么样的爆破方法，不可避免的会产生一定数量的大块岩石，而这些大块岩石超过了生产要求规格或挖装机械的铲斗容量，对这些大块岩石必须进行二次破碎。本工程主要采用爆破破碎法。根据孤石体积定炮孔个数和深度，深度在0.5m~1m，单位耗药量为0.03~0.06Kg/m³爆破材料选用RJ乳化系列炸药或露天型硝氨（或铵梯）炸药，采用控制爆破技术，主爆孔起爆选用毫秒微差塑料导爆管，预裂和光爆孔起爆材料选用导爆索，电雷管起爆。根据开挖部位岩性和开挖方法，初拟石方开挖典型钻爆参数见表5-1、表5-2、表5-3、表5-4、表5-5，施工过程中，根据现场生产性试验结果进行调整完善。表5-1梯段爆破主爆孔钻爆参数设计表孔径梯段高度孔深钻孔倾角排距孔距单位耗药量（kg/m3）φ100mm6～7.0m6.3～7.4m90°2m2.5m0.25~0.35φ100mm5m5.2m90°2m2m0.25~0.35φ42mm3m3m74°1.2m1.5m0.25～0.35表5-2梯段爆破缓冲孔钻爆参数设计表孔径梯段高度孔深钻孔倾角间距与主爆孔的距离与预裂孔的距离单位耗药量（kg/m3）φ100mm6～7.0m6.3～7.4m90°1.5m1.5m1.0m0.20～0.30φ100mm5m5.2m90°1.5m1.2m1.0m0.20～0.30φ42mm3m3m75°0.8m0.6m0.5m0.20～0.30表5-3预裂孔钻爆参数设计表孔径钻孔倾角孔深间距（m）线装药密度(g/m)φ80mm与设计边坡坡度一致/0.8～1.0250～350φ42mm与设计边坡坡度一致/0.4～0.5250～30012 表5-4保护层爆破参数设计表部位孔径孔深孔距排距单位耗药量马道光爆孔φ42mm1.65m0.8m120g/m建基面光爆孔φ42mm3.0m0.6120g/m垂直爆破孔φ42mm1.4m1.2m0.7m0.25表5-5大块二次爆破爆破参数表大块体积（m3）大块厚度（m）炮孔深度（m）炮孔个数（个）单孔装药量（kg/孔）0.50.80.510.031.01.00.510.082.01.00.6520.063.01.51.020.08以上主爆破网络采用导爆管连接，电雷管起爆，预裂爆破网络采用导爆索连接，电雷管起爆。以上设计爆破参数均根据现场生产性试验结果进行调整完善。6、主要机械设备配置结合工期及各台套设备的生产能力，拟投入本工程的主要机械设备配置详见下表表6-1生态放水工程土石方开挖主要机械设备配置表序号设备名称型号数量月生产能力备注1钻孔设备QZJ-100B31200m/月台2钻孔设备TY-262800m/月台3钻孔设备T-206600m/月台4挖掘机SK360（1.6m³）22万m³/月台5挖掘机SHB330（1.5m³）21.9万m³/月台6挖掘机SK240（1.2m³）11.5万m³/月台7炮机Cat30015自卸汽车20T150.8万m³/月台6空压机柴油移动式3m³/min5/6空压机柴油移动式7m³/min17推土机D85-18A2/12 7、质量安全保证措施7.1、施工质量保证措施[1]每次爆破先由技术人员设计爆破钻孔布置图和爆破网络布置图。测量人员严格按设计图在现场放出孔位，并标出孔号，有角度的钻孔并标出钻孔方向，然后实测孔口高程，计算实际孔深，交钻孔人员施工。坝肩和坝基开挖过程中，严格控制开挖边坡线，均采用预裂或光面爆破手段加以控制，以保证开挖线以外保留岩体的稳定。[2]造孔是控制开挖质量关键的一道工序，造孔前测量人员按设计要求放样，施工人员严格按测量放样施工，造孔角度与设计角度误差不得大于1度，间、排距误差小于10cm，造孔深度误差小于20cm。永久边坡保护层开挖严格按设计要求钻孔、装药，潜孔钻机设置样架，确保开挖边坡、建基面施工满足设计要求。在实施预裂爆破过程中，严格控制爆破孔距和线装药密度，以达到预裂爆破后，其预裂面不平整度（相邻孔间）在15cm以内。[3]每爆区钻孔完后，由质检办会同监理工程师按设计图要求严格逐个检查孔深，孔、排距及钻孔角度，验收合格后进行装药爆破。[4]边坡开挖过程，遵循自上而下的控制原则，在下一层开挖之前，对上层开挖的轮廓、高程进行测量校核，以满足设计要求。同时对建基面进行必要的清理或处理，经监理工程师验收合格之后进行下一作业施工。为了保证开挖质量，开挖过程中定期检测建基面的高程。每次放炮后，均进行规格检查，发现不符合质量要求，及时修正。[6]施工期要做好各项原始记录。包括施工时间、钻孔爆破效率；施工方法、使用机具、劳动组合；型式和数量；施工中发生的问题和处理措施；质量检查情况和质量检查人员的意见等。[7]邻近水平建基面，预留岩体保护层，保护层厚度暂按2m,待现场实验后，再进一步确定。[8]开挖后的建基面表面干净、粗糙。对岩石中的断层、裂隙、软弱夹层清除到图纸要求的深度，建基面无积水或流水，所有松散岩石予以清除，避免有反坡、倒悬坡、陡坡夹角。在开挖时若有地下水流时，采取必要的导流和保护措施。[9]除特殊原因外，本合同工程建筑物的基础开挖都在旱地中进行。[10]12 在边坡、厂房基础石方开挖过程中均采用控制爆破技术，严格控制爆破单响药量；并使开挖厂房基础、边坡超欠挖控制在规定的允许范围内。[11]开挖到位的基础表面因预裂造孔设备限制留下的小台阶采用风镐凿除；因爆破震松（裂）的岩石，反坡、倒悬坡、陡坎尖角等全部清除；结构面上的泥土、锈斑、钙膜等均清洗干净；断层、裂隙、软弱夹层均清除到施工图纸规定的深度。[12]对于裂隙较发育部位的基面、边坡可采用临时支护进行保护；开挖到位的基面均应满足设计图纸要求的岩体质量标准。7.2、安全文明施工保证措施安全是为了更好的生产，特别是开挖爆破更应有严格安全措施，其主要安全保证措施如下：[1]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核和现场操作考核，合格者上岗；[2]加强对爆破作业的安全管理，设立专职安全检查人员，并制定严格的安全检查制度（尤其是对装药量的控制检查）。一切爆破作业均经安检员检查签认后进行爆破；[3]爆破人员严格按照爆破网络图装药连网，并由专职安全员现场监督，施工现场用红旗明显标志，同时安全人员搞好警戒工作。爆破时，各开挖爆破工程在300m范围内，通往爆破区的各道口设置安全警戒，派设安全员。在爆破期间，所有现场电源均切断，待爆后再恢复，现场所有的机械设备均撤至安全地带，无法撤离的机械设备均设有安全防护；[4]一切爆破作业均必须经专职安检员检查签认后才准进行爆破，每次爆破时，由安全员鸣放警笛，提醒有关人员离开警戒区，并在主要路口由安全人员警戒，严禁任何人进入爆破区域；[5]派专人对爆破材料的使用进行监管，以便对爆破材料的提领、现场使用以及每次爆破后剩余材料回库进行清点和登记，防止爆破材料丢失；[6]每批爆破材料使用前，按《爆破安全规程》有关规定进行材料性能抽检，证明其符合技术要求时才能使用；[7]选用安全的、高质量的爆破器材，现场禁止使用火雷管和电雷管；[8]设计合理的起爆序列和最佳延期时间，以尽量减少爆破飞石，炮孔堵塞时严禁堵塞物中夹杂碎石，12 确有必要时，用废旧轮胎、竹排等对爆破区域进行覆盖，减少飞石对周边环境的影响；[9]爆破工程施工严格按GB6722-86《爆破安全规程》组织施工；[10]在高边坡开挖时，严格遵守自上而下的开挖原则，每一次爆后均由安全撬挖人员进行边坡松动岩石的撬除，以确保下道工序的施工安全；[11]施工出渣道路，派专人维护，确保道路畅通，卫生干净，施工排水按监理人的指示做好污水处理，减少对河流的污染；[12]可利用渣料和弃渣，严格按照监理人批准的施工措施计划规定的地点、范围及堆渣方式堆存，并采取有效措施保持渣料堆体的边坡稳定和良好的排水通道；[13]电工及用电人员在经过教育后执证上岗，禁止非电工人员从事电工操作；[14]对有可能漏电伤人或遭受雷击的电气设备，均设置接地或避雷装置，接地或避雷装置的安装、维护和管理有专人负责，并定期安排专业人员检测这些装置的效果。12