P6墩基坑开挖及支护方案1227.docx
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P6墩基坑开挖及支护方案1227
P6墩基坑开挖实施细则
一、概况
P6墩位于长江左岸河漫滩,为连接北引桥和主桥的过渡墩。
里程桩号K1＋047.50～K1+055.70，地面高程原设计为159.98m～164.18m,最大高差4.20m，地形平坦。
但根据现场开挖的具体情况来分析，P6墩覆盖层较厚，从开挖的上游侧基岩层的顶标高已降到了＋157.0m，且基坑前沿下游侧有一块孤石，根据岩石走向，估计基坑的下游靠岸侧基岩的顶标高可能更低，覆盖层更厚，支护难度较大。
P6墩为分离式群桩基础，承台为连槽浇筑的方形承台，单个承台尺寸为13×10.2×4m，两个承台的间距为16.8m，单个承台的混凝土的方量为530m3。
基坑开挖量约560m3
二、施工工艺
施工工艺流程如下图所示：
三、开挖方法
1、施工测量
承台基坑施工放样时，根据已建控制测量网点及通过计算的开挖线，用三维坐标定出承台的开挖线，覆盖层开挖边线按设计的护坡放坡开挖。
覆盖层开挖完毕后进行承台中点及边线的放样，最后将高程引测到测点上，用于承台基坑的测量控制。
在开挖过程中随时进行复测，确保开挖的承台边缘的轮廓线及基坑边缘的垂直度。
2、边坡和排水
通过现场的实际观察，上游有两道水沟水量较大，现已经将靠江侧的水沟在上游改道引至江中。
开挖前，将另外一条水沟同样改道与江侧水沟利用同一出口，并在坡顶设置截水沟将地表水引至江中，截水沟内壁采用水泥砂浆护壁，截水沟底部设1.5%的双向横坡。
对土质边坡开挖后易受冲刷或雨水浸泡坍塌的位置铺彩条布防护，岩质边坡开挖后应彻底清除松动岩土，避免坠落伤人。
由于P6墩基坑底标高为+154.207m，施工期水位为+159.50m，水头差达到5m以上，且P6墩基坑离观音梁内侧水沟很近，基坑开挖后会有大量渗水，应在基坑内设置集水坑，选择排水能力大于渗水量1.0～1.5倍的水泵排水，为基坑开挖干施工创造条件。
根据设计要求承台混凝土采取连槽浇筑，基坑开挖的范围不超过承台外型轮廓线20cm，P6墩承台范围内主要为泥岩，且覆盖层较厚,开挖时下游及岸侧考虑按1:
1放坡，如个别部位岸坡容易失稳,坡度可加大到1:
1.5，基坑开挖完成后，清理、平整基底。
3、基坑开挖
3、1覆盖层开挖
基坑覆盖层开挖采用挖掘机进行开挖，由于覆盖层沉积时间较短，且均为砂土，开挖时特别应注意边坡的防护。
开挖过程中利用挖机将坡面夯实。
大开挖时边坡按1:
1放坡，如遇边坡容易失稳地段，可采用1：
1.5的比例进行放坡。
开挖弃渣由挖掘机直接弃在外测水沟内。
基坑覆盖层开挖完成后应及时对边坡进行防护处理。
3、2基坑防护
基坑的覆盖层开挖过程中及开挖结束后，应及时进行防护，具体防护措施见基坑开挖图1.1。
防护措施主要有以下几点：
1）开挖时按1：
1进行放坡，如遇边坡易失稳段，坡度可以放缓到1：
1.5。
2）开挖边线比承台边线放大，承台上游侧将表层砂土清理干净露出岩石；下游及岸侧开挖至承台边线外4m，靠江侧开挖至承台边线外5m。
3）岸侧沿开挖边线堆码2m×1m的麻袋粘土护脚；江侧堆码3m×1m麻袋的粘土护脚。
从围堰顶部开始堆码2m的单层砂袋护坡，土袋由人工装码，并码放平顺整齐。
4）对边坡易失稳段，采用木桩进行防护，木桩沿边坡施打两排，第一排距承台边线6m，第二排距承台边线11m,木桩间距为1.5m。
木桩长4m，直径Φ15cm。
木桩用挖掘机施打，施打前应削尖桩头端部。
5）基坑开挖过程中密切观测土袋护脚的变形和边坡位移，若出现异常应及时进行减载处理，或者在护脚内侧浇筑一道80cm宽，100cm高的钢筋混凝土挡墙。
3.3基层岩层爆破开挖
承台基坑上部覆盖土层及强风化岩层采取挖掘机开挖，中风化岩及微风化岩，采用小药量浅孔光面松动爆破分层开挖。
其施工工艺流程如图所示。
承台基坑开挖工艺流程图
1）基坑开挖施工方法
对于上部覆盖土层及强风化岩层利用挖掘机开挖。
承台基坑下部的中风化岩及微风化岩层，拟采用小药量浅孔光面松动爆破分层开挖。
开挖宽度按承台外边线加宽10～20cm控制。
爆破开挖到设计底标高以上20cm时，停止爆破，人工凿岩至设计标高，并将基底找平，浇注垫层混凝土封闭。
爆破采用风钻成孔，分为起爆孔、崩裂孔和防震孔。
起爆孔最先起爆，按计算药量装药，掏槽形成临空面；崩裂孔起到破碎岩石作用，为第二阶段爆破；最外圈的防震孔为空心孔间隔装少量炸药，起导向和减小震动波作用，以保护周围建筑物和岩体，确保基坑开挖质量，满足设计的要求。
爆破应分层结束后及时对岩壁进行修整，清理松动石块，保证岩壁平整，防止破碎石块坠落伤人。
炸药采用乳化硝铵炸药，毫秒微差防水电雷管松动爆破。
爆破孔深L为1.8m,周边设加密减震孔，孔间距20cm，采用小直径药卷，隔孔装药起爆，装药量控制在崩裂孔药量的1/3左右，药卷紧靠开挖区的孔壁一侧放置，以减小爆破震动冲击波，达到光面爆破的效果，承台基坑爆破布孔如图所示，单个承台基坑分层开挖，中间为掏槽孔，最先开挖，为周边崩裂爆破区爆破提供临空面，周边爆破区依次开挖。
图3.4.4承台基坑开挖爆破孔位布置图
2）爆破参数设计
①炸药单耗：
本工程基础地质为砂岩夹砂质泥岩，属Ⅶ级岩石等级。
其标准抛掷爆破炸药单耗q标=1.6～1.7kg/m3，松动爆破炸药单耗取K=1/3q标=0.53～0.57kg/m3。
本工程选用乳化硝铵炸药。
②药量计算
松动爆破药包计算公式Q孔=K.w3.e（实用土木工程师手册p947）
其装药量：
Q孔=K·w3·e
式中：
K——单位耗药量（kg/m3）
w——最小抵抗线，
e——炸药换算系数，取1.0
则计算结果见下表
孔深L（m）
1.2
1.5
1.8
孔径（mm）
38-42
38-42
38-42
孔距a=0.8L（m）
0.96
1.2
1.44
排距b=0.8a（m）
0.77
0.96
1.02
最小抵抗线W=a（m）
0.96
1.2
1.44
理论爆破体积V（m3）
0.52
1.72
3.81
炸药单耗K（Kg/m3）
0.53
0.53
0.53
单孔药量Q（Kg/孔）
0.47
0.92
1.58
③个别飞石的安全距离验算
R=20KfN2W
式中R——飞石安全距离（m）
Kf——安全系数1.5
N——爆破作用指数0.75
W——最小抵抗线1.44m
所以R=20×1.5×0.752×1.44=24.3m。
根据实际爆破经验和许多不确定因素，按规程要求，在承台基坑周围200m范围均需设置警戒线。
④一次齐爆用药量
A.按爆破地震安全距离（按GB6722-2003《爆破安全规程》）
爆破Ⅲ（Ⅳ）区一次齐爆最大用药量为Q=50.56kg（32个孔，每孔用药1.58kg）
则：
R=（K/V）1/aQM＝50.2m
式中：
R——安全距离（m）
K——岩石介质系数选用150
a——衰减系数1.5
V——安全震速3cm/s
Q——次齐爆炸药用量，
M——药量指数选1/3（按一般砖房安全允许振速取值）
一次齐爆用药量与地震安全距离对照表
R（M）
10
20
30
40
50.2
Q（Kg）
0.4
3.19
10.8
25.5
50.56
B.按爆破空气冲击安全距离Q=RK2/KK2计算
式中：
Rk——空气冲击波安全距离（m）
Kk——系数选用2.0
一次齐爆用药量与空气冲击波安全距离对照表
RK（M）
5
10
20
30
Q（Kg）
35.8
71.7
143
215
C.对照A、B两项的计算结果发现，在同等距离条件下，爆破空气冲击波对一次齐爆用药量的要求较小，主要以爆破地震安全距离为主。
由于承台基坑开挖的面积不大，附近建筑物较远，为此拟采用5段毫秒微差延时起爆，使一次最大药量齐爆产生的地震效应变为5个不叠加的小药量齐爆的地震效应，减小对周边护坡的影响，加快施工进度。
爆破安全距离按最大一段装药量计算，若各段的用药量相等，则5段毫秒微差延时起爆的用药量如下表：
R（M）
10
20
30
40
44.5
Q（Kg）
27.6
55.3
82.9
110.6
138.8
采用毫秒雷管分段起爆时，地震波的作用可以大为减弱，在确保边坡稳定和人员安全的情况下，施工人员可根据测震仪监测数据及当时爆破点情况进行用药量的调整，但必须经工程计算人员认可后方可施工。
⑤起爆方式
起爆器选用电容式YJXZ-200型，采用串并联微差起爆网络，炮孔堵塞采用粘土或炮泥，堵塞长度为炮孔的1/4—1/3。
起爆前用205型欧姆表检测电路阻值，符合爆破规程要求后，方可起爆。
各阶段起爆微差时间控制在50ms。
四、质量管理措施
1）建立健全工程质量保证体系，确保体系运行正常，做到“横向到边，纵向到底，控制有效”，保证服从监理，业主的管理。
2）成立质量管理机构，严格执行施工技术规范、监理工程师指令及有关规定。
3）加强与业主、监理、设计单位的联系与沟通，及时解决施工过程中出现的技术难题。
4）加强项目部全体员工的质量教育与培训，不断提高员工的质量意识，加强技术、技能学习，提高质量管理水平，确保工程质量。
5）加强技术交底，使每一个作业人员吃透施工方案和质量要求，加强现场监督，做到有序作业
6）配合监理工程师做好中间工序检查与验收，并做好记录和签认。
7）护脚应清理干净，护脚处理严格按设计施工。
8）施工中随时观察护坡的变化情况，如有变化应及时上报。
9）加强防排水的施工，确保基坑开挖的正常进行。
10）基坑爆破开挖时应严格按要求布设减震孔，严格控制装药量和起爆时差，确保基坑爆破质量。
11）基坑开挖至设计底标高以上10cm时，应停止爆破，人工开挖至承台底面以下10cm后，整平岩面，立即浇注C15垫层混凝土封闭。
五、安全保证措施
基坑开挖主要是爆破作业，安全工作也主要是围绕基坑爆破开展。
5.1安全保障组织机构与人员配置
安全领导组织机构见图5.1
图5.1安全领导组织机构
5.2人员配置
成立安全监督部，安全工作具体由1名项目副经理负责，同时设1名专职安全工程师负责日常安全管理工作，现场主要由作业公司副经理、项目部主管技术员与专职安全员组成现场实施小组具体负责日常安全监督工作。
5.3安全保证措施
（1）针对现场实际情况编制切实可行的安全防护措施，并逐项落实。
（2）每周进行一次安全检查，并随之召开一次各部门参加的安全会议，检查总结一周的安全工作，贯彻安全领导小组决定，落实整改措施。
专职安全工程师每月向监理工程师提交一份工程安全报告。
（3）针对工序施工特点，技术部门进行安全技术交底，突出关键点和危险点，并采取措施予以防范。
（4）加强电气设备等的用电安全，采取有效的接地保护措施，严格按规程操作，所有电气设备必须质量可靠，并有可靠的漏电保护与接地装置。
施工中临时电源尽量用电缆，避免临时电源乱拉乱接。
（5）作业人员必须集体行动，上、下班清点人数。
加强安全“三宝”佩戴的管理工作。
（6）爆破施工严格按照实施细则和爆破作业技术规程的要求组织施工。
（7）特殊工种如起重、爆破工、司机持证上岗，按操作规程作业。
（8）施工现场采取严格的隔离措施和门岗制度，非施工人员一律不允许进入作业现场。
（9）在爆破作业施工区域以外200m放置醒目的爆破作业警示标志。
5.4爆破施工安全保证措施
5.4.1爆破施工方案的选择
依据现场情况，考虑两种减震技术措施综合运用，并在施工程中采取爆破地震效应监测，随时根据振动量来调整爆破参数，以确保万无一失。
1）减震孔减震：
在基坑开挖周边设置加密减震孔，将一部分爆破地震能量约束在基坑里。
2）毫秒微差起爆降震：
采取5段毫秒起爆，将起爆的最大一段药量控制在允许范围内，使一次大药量起爆产生的地震效应，变为若干个不叠加的小药量起爆的地震效应。
3）综合采取以上施工技术方法，在现场最近的一个设施处，设立爆破地震效应监测点，以科学仪器测得的振动值来调整爆破参数，使生产得以安全高效地进行，避免爆破对周边的影响。
5.4.2爆破器材库的设置
根据爆破安全规范（GB6722—2003）的要求结合现场情况,结合公安部门的要求，将北岸爆破器材库设在青草坝外侧河滩石梁上，一次存药量不大于1000kg，爆破器材库离最近的建筑物和道路的安全距离均在300m以上，炸药房15m2，雷管库8m2，警卫室8m2，房屋净间距均在30m以上，为砖混结构，作业现场领用的爆破器材露天定点存放，存放点应选在爆破作业完全范围以外，符合规范要求的地点，并专人保管，根据使用要求发放。
爆破器材管理员应严格履行管理职责，根据使用计划收发，完善收发登记手续，当天未用完的爆破器材清点后应及时回收入库或由配送单位收回。
5.4.3安全防护措施
1）防飞石措施
A、爆破时采用双层厚棕垫覆盖，搭接长度须大于40cm，外加安全网覆盖，其覆盖面积应大于单次爆破区的面积，严防飞石。
B、控制单孔装药量，注意钻孔的倾向角。
原则不许打斜孔，确实需要打斜孔时，孔口朝向必须严密警戒。
C、炮孔堵塞一定要严密、细致。
2）防地震波措施
A、根据p7墩开挖爆破验证，防地震波措施效果较好。
B、在开挖爆破前开挖区周边打一排减振孔，每开挖完成一层，在下一层开挖爆破前，仍然必须提前打好减震孔。
C、严格控制每次起爆的最大一段用药总量，根据不同防震距离调整起爆规模。
D、在相关要害部分采取爆破地震监测，以实测的爆破质点振速值来指导爆破施工，原则上布三点以上，要求每一炮都测。
可以排除理论盲区和经验参数对施工指导的不准确因素。
E、采取以上措施后，相关位置的爆破地震效应可控制在设计指标以内，即爆破质点振速≮3cm/sec，引起的大地震动相当于II级地震，有微震感。
3）防冲击波措施
A、空气冲击波：
由于基坑开采用挖小药量松动爆破，空气冲击波较小，可以忽略不计。
B、水中冲击波：
水中冲击波影响较小，可以不计。
4）火工材料的管理
A、火工材料的运输、使用、储存必须按“民爆条例”要求执行。
应专人看管、押运，防止丢失被盗。
B、火工材料帐目必须清楚，做到日清月结算。
C、认真填写爆破施工日记，每一次起爆用药量必须按实记录。
D,严格实行火工材料的登记、使用、回收制度。
5）施工放炮时间
每天8：
30～17：
30，但可根据施工的实际情况进行晚上爆破作业。
6）爆破作业地点有下列情形之一时，禁止进行爆破工作。
a.施工人员无证操作；
b.有已开挖断面岩石松动、滑落危险；
c.爆破参数或施工质量不符合设计要求；
d.工作面有涌水危险或炮眼温度异常；
e.危及设备或建筑物安全，无有效防护措施；
f.危险区边界上未设警戒；
g.光线不足或无照明；
h.未严格按本规程要求做好准备工作
i、如遇大风、浓雾、大雨、雷电，夜晚禁止从事爆破作业。
J、在有杂散电流、静电的地方，不得使用电雷管。
7）起爆方法注意事项
a.电雷管使用前，应在单独房间里（不超过六个月的野外流动爆破作业允许在室外安全地点）用专用爆破仪表逐个检测每次爆破所用的电雷管的电阻值。
电阻值应符合产品证书的规定；
b.用于同一爆破网路的电雷管应为同厂同型号产品，康铜桥丝雷管的电阻值差不得超过0.3Ω，镍铬桥丝雷管的电阻值差不得超过0.8Ω；
c.只准采用专用爆破电桥导通网路和校核电阻。
专用爆破电桥的工作电流应小于30mA。
必须在装药填塞完毕和无关人员撤离现场后，才准在作业面导通网路和校核电阻；
d.爆破网路主线应设中间开关，并与其他电源线路分开敷设，应采用绝缘良好的导线，不准利用铁轨、铁管、钢丝绳、水和大地作爆破线路。
e.必须严格检查主线、区域线、端线、电源开关和插座等的断通与绝缘情况。
在联入网路前，各自的两端应短路；
f.爆破网路的连接必须在工作面的全部炮孔（或药室）装填完毕和无关人员全部撤至安全地点之后，由工作面向起爆站依次进行。
两线的接点应错开10cm，接点必须牢固，绝缘良好；
g.爆破主线与起爆电源或起爆器联接之前，必须测全线路的总电阻值。
总电阻值应与实际计算值符合（允许误差±5%）。
若不符合，禁止连接。
8）装药要求
控制单孔装药量，注意钻孔的倾向角。
原则不允许大斜孔，确实需要打斜孔时，空口朝向必须严密警戒。
装药工作必须遵守下列规定：
a.装药前应对炮孔进行清理和验收；
b.爆破装药量应根据实测资料校核修正，经爆破工作负责人批准；
c.使用木质炮棍装药；
d.禁止烟火；
e.禁止用明火照明。
9）堵塞一定要严密、细致,堵塞工作必须遵守下列规定：
a.装药后必须保证堵塞质量，浅眼爆破禁止使用无填塞爆破；
b.禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔；
c.填塞要十分小心，不得破坏起爆线路；
d.禁止捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。
10）施爆前后的安全检查
a.爆破工作开始前，必须在完全距离以外设置明显的警示标志（例如爆破警戒时用红色旗帜信号，解除警戒用蓝色旗帜信号）。
b.在施工区域200m以外设置岗哨，使所有通道处于监视之下，每个岗哨应在相邻岗哨视线范围之内。
c.爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。
应使全体员工和附近居民，事先知道警戒范围、警戒标志和声响信号的意义，以及发出信号的方法和时间。
第一次信号--预告信号。
所有与爆破无关人员应立即撤到危险区以外，或撤至指定的安全地点。
向危险区边界派出警戒人员。
第二次信号--起爆信号。
确认人员、设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时，方准发出起爆信号。
根据这个信号准许爆破员起爆。
第三次信号--解除警戒信号。
未发出解除警戒信号前，岗哨应坚守岗位。
除爆破工作领导人批准的检查人员以外，不准任何人进入危险区。
经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。
d、在爆破器材储存库和施工作业现场一律不准使用爆破安全规程规定的移动式调频发射机等设施，手持式或移动式通讯设施在进入爆区以前必须关闭。
11）爆破后的安全检查和处理
a.爆破后，爆破员必须按规定的等待时间进入爆破地点，检查有无危石和盲炮等现象；
b.爆破员如果发现危石和盲炮等现象，应及时处理，未处理前应在现场设立危险警戒或标志；
c.只有确认爆破地点安全后，经当班爆破班长同意，方准人员进入爆破地点；
d.每次爆破后，爆破员应认真填写爆破记录。
12）处理浅眼爆破的盲炮可采用下列方法：
a.经检查确认炮孔的起爆线路完好时，可重新起爆；
b.打平行眼装药爆破，平行孔距盲炮孔口不得小于50cm，为确定平行炮眼的方向允许从盲炮孔口起取出长度不超过20cm的填塞物；
c.用木制、竹制或其他不发生火星的材料制成的工具，轻轻地将炮眼内大部分填塞物掏出，用聚能药包诱爆；
d.盲炮应在当班处理，当班不能处理或未处理完毕，应将盲炮情况（盲炮数目、炮眼方向、装药数量和起爆药包位置，处理方法和处理意见）在现场交接清楚，由下一班继续处理。
六、资源配置计划
施工资源计划包括：
劳动力计划、材料计划和主要机械设备计划，各种资源应根据施工进度需要，分阶段配置。
配置计划见表6.1、6.2、6.3。
表6.1主要劳动力计划表
序号
工种
数量（人）
备注
1
爆破工程师
1
2
技术主管
1
3
技术人员
2
4
安全员
1
5
质检员
2
6
工长
1
8
治安员
3
9
起重工
2
10
爆破工
3
11
电工
1
12
机械使用工
5
13
测量工
5
14
试验工
2
15
普工
30
合计
59
表6.2、p6墩基坑开挖主要爆破材料计划表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
炸药
乳化硝铵炸药
kg
1767
0.6kg/m3
2
雷管
分段
发
3927
表6.3主要机械设备计划表
序
号
设备名称
型号
单
位
数
量
进场时间
备注
1
汽车吊
25t
台
1
2005年1月
2
装载机
ZL-50
台
1
2005年1月
3
自卸汽车
10t
辆
1
2005年1月
出渣
4
空压机
3m3
台
5
2005年1月
基槽开挖
5
风钻
台
8
2005年1月
同上
6
挖掘机
3m3
台
1
2005年1月
基槽开挖
7
潜水泵
扬程30m
台
6
2005年1月
基坑排水
8
全站仪
徕佧2+2ppm
台
1
2004年12月
施工测量
9
精密水准仪
徕佧NA2
台
1
2004年12月
施工测量
七、进度计划
P6墩施工和主桥施工是本工程施工关键线路，P6墩施工受洪水的影响较大，故基坑开挖进度是影响总工期的一个关键环节。
根据总工期要求及现场水文地质情况，P6墩施工进度安排如下：
序号
部位
工作内容
时间（天）
工期
备注
P6
基坑开挖
13
2005.1.10~2005.1.23
P6墩开挖总工期
1
施工准备
10
2005.1.8~2005.1.10
2
基坑测量放线
1
2005.1.10
3
表层土开挖
9
2005.1.10~2005.1.14
5
边坡防排水
2
2005.1.12~2005.1.21
7
基坑爆破开挖
20
2005.1.15～2005.1.23
八、文明施工及环保措施
（1）施工现场应严格按二航局文明施工现场考评办法的要求布置。
（2）弃土弃渣堆放位置应符合重庆市环保要求，并获得相关单位许可。
（3）使用合格炸药，做好爆破器材放水处理，保证装药和填塞质量，避免半燃和爆燃，爆破后炮烟浓度应进行检测，符合规范要求。
（4）爆破前后采取措施进行防尘处理，减小粉尘污染。
（5）控制单孔装药量和起爆方式，采取措施进行覆盖，减小噪音污染。
（6）采取措施防止污染施工区域水环境，弃土弃渣及固体垃圾枯水期临时堆放场地必须获得相关部门认可，洪水期二次转运到制定地点堆放，液体废弃物统一收集，运送到安全地点排放。
九、施工作业责任人
p6墩基坑开挖责任人分别见下表：
P6墩基础基坑开挖责任人表
序号
姓名
职别（工种）
持证情况
备注
1
张帆
项目副经理
责任领导
2
刘仁贵
项目副总工
3
冯建川
助理工程师
技术主管
4
张榜明
爆破工程师
持证
5
陈远明
安全工程师
持证
6
付世清
爆破员
持证
爆破班长
7
林有勇
爆破员
持证
8
李庆和
爆破员
持证
说明
其他人员根据需要配置
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