第六章土石方明挖

第六章土石方明挖本工程土石方明挖施工的主要工程部位包括大壩、放水洞進(jìn)口段、放水洞啟閉12上勝營(yíng)西沿哈拉溝至工地，壩區(qū)附近公路高程為1407左公路壩上游，終點(diǎn)分別為壩基開挖區(qū)和壩肩開挖區(qū)，道路編號(hào)為k1、k2，新建道路新建道路特性表表6-2路號(hào)路面終端高程路寬(m)長(zhǎng)度(m)最大路坡路況4簡(jiǎn)易路進(jìn)設(shè)備7碎石路本工程開挖施工的主要用風(fēng)設(shè)備為手風(fēng)鉆，手風(fēng)鉆用風(fēng)量為3m3/min.臺(tái)。根據(jù)石方開挖強(qiáng)度，共需手風(fēng)鉆12臺(tái)，其高峰期用風(fēng)量為36m3/min。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采用移動(dòng)式空壓機(jī)供風(fēng)，方便靈活，減少占地面積。因此配兩臺(tái)EP750型電動(dòng)移動(dòng)式空壓機(jī)供風(fēng)，單臺(tái)供風(fēng)量21m3/min。可滿足本工程土石方開挖施工的用風(fēng)需要。供風(fēng)系統(tǒng)所需設(shè)備及材料見表6-3。供風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備及材料表表6-31臺(tái)22m3m4個(gè)25個(gè)26.2.3施工供水及供電本工程開挖施工的用水項(xiàng)目主要手風(fēng)鉆用水，用水情況見表6-4。根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算，土石方明挖施工高峰用水量3.6m3/h。供水系統(tǒng)詳見第四章《施工總施工項(xiàng)目用水情況表表6-4本工程開挖及支護(hù)施工的主要用電項(xiàng)目有空壓機(jī)、施工照明等。其用電負(fù)荷見表6-5。根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃計(jì)算，右岸主體工程施工高峰期用電負(fù)荷為194KW，電源由業(yè)主提供，供電系統(tǒng)布置詳見第五章《施工總平面布置》。開挖及支護(hù)施工主要用電設(shè)備表表6-5123（1）施工程序安排的原則本工程開挖施工按強(qiáng)度均衡的原則安排施工。開挖采用自上而下開挖，邊坡采用預(yù)裂爆破。每區(qū)開挖前，先形成施工道路。（2）開挖施工程序 土石方明挖及支護(hù)施工程序框圖 施工準(zhǔn)備右岸壩肩開挖↓ 壩基開挖左岸壩肩開挖 放水洞開挖土方開挖主要指大壩清基土方開挖。采用機(jī)械施工，利用D85推土機(jī)集料，保護(hù)工作。為了給石方開挖創(chuàng)造條件，兩岸本工程左右壩肩石方開挖主要采用深孔梯段微差擠壓爆破方法進(jìn)行施工，最大梯段高8m，為保證邊坡開挖質(zhì)量，邊坡主要采用預(yù)裂爆破方法施工。梯段爆破鉆孔設(shè)備采用RANGER500型液壓鉆機(jī)；集渣和推渣設(shè)備采用D85推土機(jī)；裝自卸汽車。對(duì)于壩肩的薄層開挖及機(jī)械設(shè)備不宜施工的部位，輔以手風(fēng)鉆開挖。放水洞等部位石方開挖采用淺孔松動(dòng)爆破，利用YT26型手風(fēng)鉆鉆孔，進(jìn)行溝槽開挖，出渣方式采用CAT320液壓反鏟裝15T自卸汽車。6.6.1鉆爆設(shè)計(jì)針對(duì)本工程的具體工程地質(zhì)條件和巖石的物理力學(xué)性能，在正式的爆破施工前，首先尋找具有代表性的區(qū)域進(jìn)行爆破試驗(yàn)，借以調(diào)整和修正初步設(shè)計(jì)的爆破參數(shù)，使爆破效果達(dá)到比較好的結(jié)果。（1）梯段爆破鉆爆設(shè)計(jì)本工程梯段爆破的梯段高度根據(jù)分層高度確定，主要為7m和8m。爆破采用微差擠壓松動(dòng)爆破方式，采用2#巖石硝銨炸藥為主要爆破材料，利用非電毫秒塑料導(dǎo)爆雷管作為主要引爆系統(tǒng)。炮孔按中寬孔距、梅花型布孔。為防止爆破對(duì)設(shè)計(jì)邊坡的振動(dòng)破壞，在靠近預(yù)裂面的一排炮孔的裝藥量擬定為其它梯段爆破孔裝藥量的70%～80%，距預(yù)裂面1.5m～2.0m布孔。為提高爆破質(zhì)量，降低石渣的大塊率，炮孔的裝藥結(jié)構(gòu)為底部與中部采取連續(xù)柱狀裝藥及上部堵塞部位加小藥包的裝藥方式。梯段爆破鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)見表6-6，梯段爆破鉆爆參數(shù)表表6-6直徑h(m)總量長(zhǎng)度單位耗)深度8（2）預(yù)裂爆破鉆爆設(shè)計(jì)預(yù)裂爆破采用導(dǎo)爆索起爆，炸藥采用2#巖石硝銨炸藥，裝藥結(jié)構(gòu)采用間隔不偶合結(jié)構(gòu)方式，不偶合系數(shù)2.9。為了保證炮孔底部充分裂開，炮孔底部1.0m范圍內(nèi)采用加強(qiáng)連續(xù)裝藥方式。裝藥時(shí)先將藥卷按設(shè)計(jì)要求用膠布綁扎在竹片上，然后放入孔內(nèi)并用紙團(tuán)放置在藥卷頂部，最后利用鉆孔巖屑封堵孔口。鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)見表6-7預(yù)裂爆破鉆爆參數(shù)表表6-7孔深h(m)孔徑D(mm)孔距a(m)藥卷直(mm)線裝藥密度q(g/m)底部裝藥總裝藥量Q(kg)堵塞長(zhǎng)度H0(m)裝藥量Qp(kg)高度hp(m)8.4930.8324203.53（3）手風(fēng)鉆開挖鉆爆設(shè)計(jì)手風(fēng)鉆開挖鉆孔直徑為42mm，鉆孔深度為3.5m，爆破采用2#巖石硝銨炸藥，導(dǎo)爆管起爆。建基面上部20cm采用人工撬挖。保護(hù)層開挖鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)見保護(hù)層開挖鉆爆參數(shù)表表6-8孔深（m）鉆孔角度孔距(m)排距(m)裝藥量(g/孔)單耗kg/m33.23.5.70o0.80.66.6.2鉆爆試驗(yàn)為確保開挖施工的安全穩(wěn)定，控制爆破振動(dòng)及飛石對(duì)周圍建筑物的影響，并使開挖施工取得良好的爆破效果，在主體石方開挖前，先進(jìn)行爆破試驗(yàn)。爆破試驗(yàn)位置選在引渠段。現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)按《爆破安全規(guī)程》（GB6772-86）和《水工建筑物基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》（SL47-94）執(zhí)行。爆破試驗(yàn)中孔網(wǎng)布置、裝藥結(jié)構(gòu)以及起爆順序和起爆方法等，要按鉆爆設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。鉆爆設(shè)計(jì)方案要點(diǎn)為：a、控制臺(tái)階高度在10m以內(nèi)；b、梅花型布孔；c、采用微差起爆法，一次爆破單響藥量控制在100kg；d、最后一排爆破孔的孔距，試驗(yàn)設(shè)計(jì)1.5～2.0m，并且減少裝藥量，其目的是防止爆破的后拉作用，為下一次爆破保留完整的臺(tái)階工作面?，F(xiàn)場(chǎng)爆破振速測(cè)量：對(duì)所采用的爆破方案進(jìn)行質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度測(cè)量，爆區(qū)振動(dòng)速度衰減規(guī)律的關(guān)系式為：V=K（Q1/3/R）αV——質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度cm/s；Q——單響藥量kg；R——測(cè)點(diǎn)至爆區(qū)中心的距離；K、α——爆區(qū)與地質(zhì)、地形、爆破方案有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。尋找質(zhì)點(diǎn)的衰減規(guī)律就是通過(guò)試驗(yàn)求出爆區(qū)的K、α值，建立衰減關(guān)系式。以計(jì)算出爆破振動(dòng)速度是否滿足要求?，F(xiàn)場(chǎng)爆破效果調(diào)查：調(diào)查爆破后的堆渣情況、爆破振動(dòng)和飛石控制情況以及塊石礫徑等。特別是飛石控制，這是開挖爆破的關(guān)鍵。爆破試驗(yàn)次數(shù)暫定為2～3次，對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)及爆破參數(shù)僅為驗(yàn)證性的試驗(yàn)，關(guān)鍵問(wèn)題是找出振動(dòng)距離對(duì)砼影響最小的方案，以避免或減小開挖施工對(duì)砼施工的影響。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度測(cè)量選用中國(guó)水科院抗震中心研制生產(chǎn)的震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由速度傳感器（CD-21-T）、導(dǎo)線、放大器數(shù)據(jù)采集卡（CS-16-100K）、計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集分析軟件（CDSP）組成。6.6.3鉆孔爆破作業(yè)施工鉆孔作業(yè)與挖運(yùn)作業(yè)平行施工，具體施工程序和施工方法如下：（1）預(yù)裂爆破鉆孔爆破施工：a、施工程序：預(yù)裂爆破施工程序平臺(tái)面，清理浮渣鉆孔質(zhì)量檢查炸藥檢查鉆孔質(zhì)量檢查炸藥檢查測(cè)量定位、鉆機(jī)就位鉆孔竹片加工竹片加工清理鉆孔↓堵塞料準(zhǔn)備導(dǎo)爆索檢查綁扎藥串裝藥堵塞料準(zhǔn)備導(dǎo)爆索檢查孔口堵塞起爆聯(lián)線起爆b、施工方法：在鉆孔前精確測(cè)量邊坡開挖線，并用紅油漆標(biāo)明預(yù)裂孔孔位，在鉆孔時(shí)，采用帶有鉛錘的垂直角測(cè)量?jī)x控制鉆桿角度，鉆孔過(guò)程中，適當(dāng)降低鉆孔速度，以確保鉆孔的準(zhǔn)確無(wú)誤。裝藥時(shí)，先將藥卷按設(shè)計(jì)間隔用膠布綁扎在竹片上，然后放入孔內(nèi)，并用紙團(tuán)放置在藥卷頂部，最后利用鉆孔巖屑將孔口封堵密實(shí)。（2）梯段爆破施工方法：ab、施工方法每次鉆孔爆破前，先在臺(tái)階面上按設(shè)計(jì)用紅油漆標(biāo)明爆破孔位并保持鉆孔準(zhǔn)確。每次爆破前，臨空面保留一定厚度的石渣以滿足擠壓爆破的要求。爆破采用由前向后順序傳爆的微差起爆網(wǎng)絡(luò)，其起爆網(wǎng)絡(luò)連接，在爆破技術(shù)人員的指導(dǎo)下，由專業(yè)爆破員認(rèn)真連接，以確保爆破成功。6.7.1鉆孔設(shè)備的配備（1）液壓鉆機(jī)配備按照施工總進(jìn)度計(jì)劃安排，最高月石方開挖強(qiáng)度為3萬(wàn)m3/月。根據(jù)爆破設(shè)計(jì)每米鉆孔爆破石方量為7m3/m，開挖高峰時(shí)，月鉆孔進(jìn)尺為5300m/月，其中預(yù)裂爆破鉆孔進(jìn)尺約1000m/月。梯段爆破開挖時(shí)RANGER-500型液壓履帶式鉆機(jī)的需用量計(jì)算公式如下：N=L/P式中N——液壓鉆機(jī)需用數(shù)量；L——月鉆孔進(jìn)尺（0.5萬(wàn)m/月P——鉆機(jī)生產(chǎn)率（按120m/臺(tái)班，9000m/月則N=0.5×104/9000=0.56臺(tái)配備1臺(tái)RANGER-500型液壓鉆機(jī)，可滿足施工要求。（2）手風(fēng)鉆配備按照施工總進(jìn)度計(jì)劃安排及施工程序，高峰期手風(fēng)鉆開挖施工強(qiáng)度約為450m3/d，按照保護(hù)層開挖鉆爆設(shè)計(jì)，日鉆孔進(jìn)尺約700m/d，每臺(tái)手風(fēng)鉆按日鉆孔進(jìn)尺80m計(jì)（40m/臺(tái)班需要10臺(tái)手風(fēng)鉆。配12臺(tái)YT-27手風(fēng)鉆，可滿足施工強(qiáng)度要求。6.8.2裝載設(shè)備配備（1）實(shí)用生產(chǎn)率計(jì)算實(shí)用生產(chǎn)率計(jì)算公式為P=3600qKchKzKeKt/T式中P——生產(chǎn)率，m3/h；q——鏟斗容量，m3；T——工作循環(huán)時(shí)間，s；Kch——鏟斗裝滿系數(shù)；Ke——土壤可松系數(shù)；Kt——時(shí)間利用系數(shù)Kz——校正系數(shù)。本工程配備的CAT966F和CAT320裝載設(shè)備裝石方時(shí)的實(shí)用生產(chǎn)率計(jì)算見表裝載設(shè)備生產(chǎn)率表6-9設(shè)備名稱鏟斗容量q(m3)循環(huán)時(shí)間T（s）裝滿系數(shù)Kch可松系數(shù)Ke時(shí)間利用系數(shù)Kt校正系數(shù)Kz生產(chǎn)率P(m3/h)966F裝載機(jī)3600.60.70.80.968CAT320反鏟450.60.70.80.931（2）實(shí)用生產(chǎn)率選擇參考施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)中類似工程裝載設(shè)備生產(chǎn)率指標(biāo)及計(jì)算的實(shí)用生產(chǎn)率計(jì)算，結(jié)合定額指標(biāo)和類似工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本工程施工特點(diǎn)，裝載設(shè)備生產(chǎn)率確定如下：CAT966F裝載機(jī)生產(chǎn)率為400m3/臺(tái)班，CAT320液壓反鏟生產(chǎn)率為200m3/臺(tái)班。（3）裝載設(shè)備配備最高月開挖強(qiáng)度為3萬(wàn)m3/月，全部為石方開挖，根據(jù)本工程施工情況，裝載設(shè)備月額定臺(tái)班數(shù)按70個(gè)臺(tái)班考慮，各種裝載設(shè)備配備數(shù)量及月生產(chǎn)率（按M=NPWK公式計(jì)算）見表6-10。裝載設(shè)備配備表6-10設(shè)備名稱實(shí)用生產(chǎn)率P(m3/臺(tái)班)月額定臺(tái)班數(shù)W機(jī)械利用率K設(shè)備數(shù)量N(臺(tái))月強(qiáng)度M(萬(wàn)m3/月)966F裝載機(jī)400700.812.24CAT320反鏟200700.81配備以上設(shè)備月裝載能力為3.36萬(wàn)m3，滿足高峰月開挖強(qiáng)度要求。6.8.3運(yùn)輸設(shè)備配備出渣運(yùn)輸設(shè)備采用15T自卸汽車，根據(jù)石渣運(yùn)輸量和運(yùn)輸距離，經(jīng)計(jì)算，配6.8.4集渣設(shè)備配備根據(jù)開挖施工方法及渣場(chǎng)布置情況，共配備D85推土機(jī)2臺(tái)。6.8.5開挖及支護(hù)設(shè)備配備一覽表土石方明挖施工設(shè)備配備表表6-111臺(tái)12臺(tái)13臺(tái)4臺(tái)15臺(tái)26臺(tái)7臺(tái)1開挖施工按每天二班制（12小時(shí)作業(yè)）組織施工，高峰期單班勞動(dòng)力配備見主要?jiǎng)趧?dòng)力表表6-12其它人員數(shù)量24223合計(jì)56人/單班6.10施工進(jìn)度計(jì)劃6.11進(jìn)度保證措施在本工程開挖施工中，為保證按期完成進(jìn)度計(jì)劃，將采取以下措施：（1）充分利用分區(qū)、分塊及布置在場(chǎng)內(nèi)的臨時(shí)道路，采取多工作面施工，每個(gè)工作面安排鉆孔與出渣同時(shí)進(jìn)行。（2）采用先進(jìn)的RANGER型液壓鉆機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是鉆孔速度快、精度高，自動(dòng)吸塵，不需配備風(fēng)水電系統(tǒng)，不怕凍，解決了冬季施工氣溫低及冬季施工供風(fēng)、供水系統(tǒng)很難形成問(wèn)題。（3）選用先進(jìn)的、數(shù)量充足的機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)管理，保證施工機(jī)械的完好率，從而提高工效。（4）加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)指揮和調(diào)度，減少各開挖工作面間及開挖與其它工序間的施工干擾，合理安排施工程序和勞動(dòng)力組合。（5）投入有類似工程經(jīng)驗(yàn)的、能打硬仗的施工隊(duì)伍。6.12質(zhì)量保證措施為保證開挖施工質(zhì)量，將采取以下措施。（1）施工中嚴(yán)格按施工圖紙及相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求操作，設(shè)專職質(zhì)控人員對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行過(guò)程控制。（2）進(jìn)行爆破試驗(yàn)，確定合理的鉆爆參數(shù)，保證基巖開挖質(zhì)量。（3）保證鉆孔的精度，鉆孔孔位、孔向、深度都要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。（4）爆破裝藥時(shí)，一定要按經(jīng)爆破試驗(yàn)調(diào)整確定后的爆破參數(shù)進(jìn)行，為了防止因?qū)П苜|(zhì)量引起某一個(gè)或幾個(gè)炮孔拒爆，爆破的引爆系統(tǒng)采用復(fù)式串、并連接法連接，每個(gè)炮孔內(nèi)安裝2～3枚導(dǎo)爆管作為保險(xiǎn)。（5）預(yù)裂爆破的質(zhì)量是體現(xiàn)整個(gè)開挖爆破質(zhì)量的關(guān)鍵項(xiàng)目之一，鉆孔傾角和允許偏差按圖紙要求施工，裝藥結(jié)構(gòu)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)確定，確定后的參數(shù)必須保證爆破后的預(yù)裂面半孔率在85%以上，相臨兩炮孔間巖面不平整度不大于15cm，孔壁表層不產(chǎn)生明顯的爆破裂縫，水平建基面的巖石開挖也要滿足施工規(guī)范的要求。6.13安全保證措施為保護(hù)環(huán)境，文明施工，避免飛石對(duì)爆破區(qū)周圍的人、房屋建筑以及樹木植物的傷害和破壞，采取以下安全措施。（1）認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針。（2）所有參加施工人員必須接受崗前培訓(xùn)，否則不準(zhǔn)上崗，特種作業(yè)人員必須持證上崗。（3）按設(shè)計(jì)裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝藥，堵塞要密實(shí)，堵塞長(zhǎng)度要夠。（4）設(shè)報(bào)警器報(bào)警，并派警衛(wèi)，爆破區(qū)300m以內(nèi)不準(zhǔn)有人。（5）在施工區(qū)和施工道路上設(shè)置足夠的安全標(biāo)志和安全信號(hào)，確定最小安全距離。（6）設(shè)置足夠的照明系統(tǒng)，照明要符合技術(shù)規(guī)范要求。（7）炸藥運(yùn)輸、存放和使用要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)規(guī)定。（8）定期召開安全生產(chǎn)工作會(huì)議，堅(jiān)持班組每周安全活動(dòng)。（9）開挖采用