隧洞土石方明挖专项施工方案.docx
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隧洞土石方明挖专项施工方案
黔中水利枢纽一期输配水工程
桂松干渠C2标土建及金属
结构制安工程
合同编号：
QZSLYQ-052-GSQC2（01）－2010
窝枝隧洞土石方开挖支护
专项施工方案
批准：
审核：
校核：
编制：
贵州黔水建设工程有限公司
2011年04月10日
窝枝隧洞土石方明挖专项施工方案
1、工程概述
1.1工程概况
黔中水利枢纽工程位于贵州中部黔中地区、云贵高云苗岭宽缓山脊、两江分水岭河源地带、岩溶峡谷山区，涉及贵州3市（贵阳、安顺、六盘水）1州（黔南自治州）1地区（毕节）的10个县（区）和贵阳市区、安顺市区。
工程以灌溉、城市供水为主，兼顾发电等综合利用，并为改善当地生态环境创造条件的Ⅰ等大⑴型水利枢纽工程。
由水源工程、输配水工程和城市供水工程组成，分两期实施。
其中一期工程包括水源工程、一期输配水工程。
一期输配水工程由输水工程和一期配水工程组成。
输水工程包括总干渠工程、桂松干渠工程、一期支渠工程；一期配水工程包括一期灌区田间配套工程、贵阳供水配水工程（以河代渠）。
窝枝隧洞枢纽一期输配水工程桂松干渠C2标工程，工程所处位置为桂松干渠K16+399m～K19＋916m，总长为3517m，底坡i＝1/2500，隧洞设计流量Q=14.180m3/s，加大流量Q=16.349m3/s。
本施工技术措施仅针对窝枝隧洞进出口石方明挖施工技术措施。
1.2主要工程量
窝枝隧洞进出口土石方明挖主要工程量表1-1所示
表1-1窝枝隧洞土石方明挖主要工程量表
序号
项目
规格
单位
工程量
备注
01
土方明挖
m3
1749
02
石方明挖
m3
2254
03
喷砼
C20
m3
52
04
锚杆
φ25，L=4.5m，
根
84
05
锚杆
φ25，L=4.0m，
根
1231
建议改为4.5m
06
排水沟
30×30
m
2、施工布置
2.1道路布置
窝枝隧洞进出口均有公路从附近通过，只需要就近修建施工道路到施工作用面。
根据《窝枝隧洞开挖支护施工总布置图》，分别在隧洞进出口分别修建施工道路R1、R2，临时施工道路路基宽4.5m，路面宽度为3.5m，泥结石路面，长度均为400m，总长800m，具体详见附图《窝枝隧洞开挖支护施工总布置图》所示。
2.2施工风、水、电布置
（1）施工用水：
窝枝隧洞的施工用水主要包括开挖支护施工用水以及后期的混凝土施工用水。
由于进出口分别属于不同施工工区，两工区距离较远，分别在进出口分别设置施工供水水池。
窝枝隧洞进口供水：
该处进口山顶有一泉水水源，只需要在洞口上方布置一30m3高位水池存水即可。
窝枝隧洞出口施工供水：
窝枝水库水源高程比隧洞出口高20m，只需要在洞顶公路边上修建一个50m3的供水水池即可，水可以从水库自流进入水池。
（2）施工用电：
施工用电主要包括开挖支护、砂石骨料加工以及后期混凝土施工的混凝土拌制和混凝土施工过程中的电焊机、振捣棒及照明用电。
根据施工总布置，结合现场施工设备功率，拟在隧洞进、出口分别布置一台400KVA的变压器供电。
施工电源从附近的10KV高压输送线路“T”型搭火。
（3）施工用风：
施工用风主要用于前期开挖支护的手风钻和喷锚机施工用风。
隧洞开挖按照4台手风钻机和一台喷锚机同时施工用风进行配置。
在进口布置一台20m3/min的空压机，在出口布置3×13m3/min供风。
供风采用D100mm钢管输送到施工作用面，在风管末端设置风包，在供风管道每50m设置一个分支闸门。
手风钻机和喷浆机施工用风采用软管从风包或闸门接入。
2.3渣场布置
施工料场主要采用自卸汽车运输至业主指定渣场。
3、进度控制
3.1进度计划
窝枝隧洞进口土石方明挖施工时段计划为：
2011年4月1日～2011年6月30日，出口计划工期为2011年4月1日～2011年4月30日。
3.2编制说明
窝枝隧洞的施工工期属于整个工程的控制性工期工程，考虑到前期土地未征用到位不具备施工条件和窝枝隧洞进口设计变更，公路改线和开挖支护工程量增加。
计划窝枝隧洞进口土石方开挖支护及公路改线施工3个月，即2011年6月30日具备挂口条件。
4、土石方开挖支护施工方案
4.1进口土石方开挖支护施工方案
1、进口施工背景：
窝枝隧洞进口处于滑坡体，开挖覆盖层较厚，开挖边坡较高，现场实际情况和设计文件出入较大。
根据业主、设计、监理、施工四方现场协商，考虑进口处于滑坡体，原设计桩号无法挂口进洞，最后一致决定将洞顶公路进行改道，就滑坡体不稳定部分进行清除，根据现场开挖揭露实际情况，具备进洞条件后在挂口进洞。
2、开挖施工方案：
隧洞进口主要是覆盖层开挖，覆盖层开挖采用挖掘机配合10T自卸汽车开挖。
覆盖开挖完成后石方开挖采用手风钻机钻孔，分层开挖爆破，分层高度为3.6m。
为了减小对设计边坡岩体的扰动，设计开挖线采用光面爆破开挖，底板和马道预留1.5m保护层，采用钻水平孔光面爆破开挖。
挖掘机装渣，自卸汽车运输至业主指定渣场。
考虑到设计变更后开挖边坡较高，建议边坡开挖每10～15m设置一马道，马道宽度为1.5m。
3、支护施工方案：
考虑设计变更，原设计支护方案无法满足现场施工要求，施工过程中应根据开挖揭露地质情况及时和监理、设计单位确定具体施工支护方案。
开挖支护施工应每开挖10～15m进行一次边坡支护处理，没有完成上一阶段支护施工不得进行下阶段开挖施工。
锚杆施工采用手风钻机钻孔，注浆机注浆，人工插杆安装。
边坡喷锚支护采用人工挂网，清除松动危岩后喷锚机喷护。
支护施工平台采用脚手管沿开挖坡面搭设，采用双排杆，间排距1.0×1.2m，步距1.5m，施工平台采用竹夹板铺设，排架外面挂设安排防护网。
如边坡需要进行锚筋桩、预应力锚索等深层支护措施时应再增加一排立杆，钻孔采用潜孔钻机钻孔。
4.2隧洞出口开挖支护施工方案
隧洞出口现场和设计蓝图相差不大，开挖支护施工方案和进口基本相同，开挖采用手风钻机钻孔，分段延时光面爆破，挖掘机配合自卸汽车出渣。
支护采用手风钻机钻孔，人工挂网、钻杆，注浆机注浆，喷锚机喷护。
施工支护平台采用脚手管沿坡面搭设，上铺设竹夹板和防护网。
5、土石方明挖施工技术措施
5.1施工流程
施工准备→场地清理→测量放样→钻孔→装药爆破→出渣→支护跟进→转入下一循环
5.2、施工准备
在开工之前，在施工现场准备好开挖及运输设备，在将实测地形和开挖放样资料报送监理人复核并经监理人批准后，即可进行开挖施工。
5.3、场地清理
场地清理主要指地表植被清理，其范围包括开挖区需要清理的全部区域的地表。
施工过程中应按如下要求进行：
（1）将开挖区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及监理人指明的其他有碍物全部清理干净；
（2）清理主体工程施工场地地表的植被，其边线延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线（填筑坡脚线）外侧不少于10m的距离，监理人另有指示除外；
（3）在主体工程的植被清理中，挖除树根的范围为到离施工图所示最大开挖线、填筑线或建筑物基础外侧5m的距离；
（4）保护清理区域附近的天然植被；
（5）场地清理范围内砍伐的成材或清理获得具有商业价值的材料按监理人指示运到指定地点堆放；
（6）尽快焚毁无价值可燃物，在焚毁期间，需准备必要的防火、灭火设备，并指派专门人员进行守护；
（7）无法烧尽或严重影响环境的清除物，运至监理人指定的渣场进行掩埋，掩埋厚度不小于0.6m；
（8）场地清理中如发现文物古迹，立即停止施工，并及时通知监理。
5.4、测量放样
测量放样主要是预裂边线的放样，同时也应该将开挖高程、桩号、边坡坡比等开挖控制点放出；另外，为了保证开挖效果，在开挖之前，技术员应在工作面上将钻孔的孔排距按开挖图纸的要求明确的表示出来。
5.5、钻孔爆破、出渣
1、钻孔开挖爆破
窝枝隧洞进出口开挖采用手风钻钻孔开挖爆破，手风钻爆破孔孔距初拟为130cm，排距为110cm，采用φ32乳化炸药连续装药，孔深350～450cm，堵长100～120cm；设计边坡采用光面或预裂爆破，孔间距为60cm，采用φ25乳化炸药间隔20～25cm装药，底药装1节φ32乳化炸药进行加强爆破；爆破时采用非电雷管进行引爆，爆破单耗拟为0.6～0.65kg/m3，根据现场爆破效果进行优化调整确定。
2、保护层开挖爆破
保护层开挖主要指进出口底板开挖。
保护层开挖预留1.5m保护层，利用手风钻进行水平钻孔爆破，主炮孔孔距为110～130cm，采用φ32乳化炸药连续装药，堵长100～110cm；光爆孔采用半支φ25乳化炸药间隔25～30cm装药，孔距为60cm；爆破采用非电雷管进行引爆，爆破单耗拟为0.6～0.7kg/m3，根据现场爆破效果进行优化调整确定。
6、边坡支护施工技术措施
6.1支护方案说明
支护工程施工工序为：
支护紧跟开挖工作面施工，其施工内容和程序如下：
开挖面清理验收→锚杆施工（挂网）→砼喷射施工→养护（不进行锚杆和挂网施工时，直接进行砼喷射施工）。
挂网钢筋采用人工进行安装。
砼喷射施工采用砼喷机进行施工。
6.2锚杆施工
1、材料
（1）锚杆：
锚杆的材料应按施工图纸的要求，选用Ⅱ级钢筋；
（2）水泥：
锚杆的水泥砂浆，应采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不应低于42.5MPa；
（3）砂：
采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；
（4）水泥砂浆：
砂浆标号必须满足施工图纸的要求，锚杆水泥砂浆的强度等级不应低于20MPa，超前锚杆水泥砂浆的3d强度不低于35MPa；
（5）外加剂：
在锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂，其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分，掺量通过试验确定。
2、注浆密实度试验
选取与现场锚杆的直径和长度、锚孔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。
不同类型和不同长度的锚杆均进行试验，试验计划报送监理人审批，试验结果报监理人审核。
3、锚杆施工
（1）造孔
严格按设计文件及设计图纸的钻孔位置、孔向和孔深进行施工，保证孔位偏差小于100mm，孔深偏差不大于50mm。
锚杆孔的孔轴方向按施工图纸的要求。
施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向垂直于开挖面；局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，与滑动面的交角大于45°。
采用YT28型风钻钻孔。
（2）注浆及插筋
钻孔完成后，用高压风将孔内残碴和水吹净。
入岩深度小于8m的锚杆采用先注浆后插杆的方式进行安装，注浆采用UP4.8锚杆注浆机施工，注浆管下至距孔底100mm，注浆须饱满密实，注浆完毕，人工插锚杆，砂浆终凝前，严禁扰动锚杆。
对于入岩深度大于8.0m的锚杆，采用先插锚杆后注浆的方法进行安装，将锚杆和注浆管同时置入孔内，锚杆每隔1～1.5m安设对中支架以保持保持居中，注浆管插至距孔底50～100mm，采用UP4.8锚杆注浆机注浆，孔口溢出浓浆后缓慢将注浆管拔出。
锚杆安装后五天内，不得敲击、碰撞、拉拔锚杆和悬挂重物。
6.3喷射混凝土施工
1、喷射砼配合比确定：
通过室内试验和现场试验选定，速凝剂的掺量，应满足规范和现场喷射工艺的要求，配合比试验成果经过监理审批后方能现场使用。
2、配料、拌和及运输
（1）喷射砼各种材料应进行严格称量，允许误差控制为：
水泥和速凝剂控制在2%的范围内；砂、石控制在3%的范围内。
（2）混合料搅拌应遵循以下规定：
采用容量小于400L的强制式搅拌机拌料时，搅拌时间不少于1min；采用自落式搅拌机拌料时，搅拌时间不少于2min；采用人工拌料时，拌料次数不少于3次，且混合料的颜色应均匀；掺有外加剂时，拌料时间应延长。
（3）混合料在运输、储存过程中，应严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前应过筛。
3、喷射准备工作
在喷砼施工前，应做好如下喷射区的清理：
清除各种浮石或爆破震松的岩石；清除受喷面上的岩粉、岩渣和其它杂物；妥善处理受严重污染的岩面；裂隙、断层及其它地质缺陷中的土应挖除到规定深度，以形成键槽；埋设量测控制喷砼厚度的钢筋条；作业区具有良好的通风和照明设施；喷射作业前，对施工机械设备、风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。
4、喷射混凝土
喷射砼施工前56天，为每种使用的外加剂作三次试块试验板，试验板测定的喷射砼工艺质量和抗压强度达到要求后，才能进行喷射砼施工。
（1）喷砼面验收后，按监理批准的喷砼配合比拌制混合物，采用喷砼三联机按湿喷法工艺喷射砼，喷砼时应分层进行，每层厚度不超过5cm，且每层喷砼应在前一层终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射，应先用风水清洁喷射面，喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不少于3h。
喷嘴与岩面保持0.8m至1.2m的距离，喷嘴方向应与工作面垂直。
受喷面的坡面流水或渗水部位，采用排水管或油毛毡条加以引导。
喷射混凝土回弹率：
洞室拱顶不大于25%，边墙不大于15%。
（2）钢筋网喷射混凝土：
按施工图纸要求和监理人指示，在指定部位进行钢筋网布设，钢筋保护层厚度不小于5cm。
按GB50086-2001第
（3）冬季施工时，喷射作业区气温不应低于+5︒C，混合料进入喷射机的温度不应低于+5︒C。
5、喷射混凝土养护
喷射砼终凝2小时后即可喷水养护，养护时间不少于14天，14天之内应使喷混凝土表面处于湿润状态。
气温低于5︒C时不得喷水养护。
当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85%，经监理人同意，可自然养护。
7、资源配置
7.1施工人员配置
施工每班人员配置见下表7-1、7-2：
表7-1开挖每班人员配置表
值班队长
技术员
班长
电工
钻工
爆破人员
普工
合计
1人
1人
1人
1人
6人
2人
3人
15人
表7-2支护每班人员配置表
值班队长
技术员
班长
电工
钻工
砼工
普工
合计
1人
1人
1人
1人
3人
5人
10人
22人
7.2设备配置
开挖、支护施工设备配置见下表7-3：
表7-3主要设备配置表
序号
名称
型号及规格
数量
备注
1
手风钻机
YT28
8
2
装载机
3m3
2
3
电动空压机
20m3/min
2
4
自卸汽车
10
12
5
挖掘机
KAT320C
2
6
喷锚机
2
7
锚杆注浆机
2
8
交流电焊机
BX1-330-1
2
9
切割机
2
10
变压器
400KVA
2
8、质量控制措施
8.1开挖质量控制与保证措施
1、管理措施
（1）严格按照招标技术规范、设计图纸、通知和监理工程师的指示进行施工；
（2）对参与爆破的有关人员，进行培训，合格后必须持证上岗；
（3）在钻爆过程中，必须按照控制爆破设计进行施工，不得擅自更改钻爆方案和具体有关参数；
（4）必须严格地进行控制爆破实验和监测，优化各项具体参数，确保开挖质量和被保护对象的安全；
（5）根据不同被保护对象的具体特性，采取严密的安全防护措施，确保被保护对象的安全万无一失。
2、技术措施
（1）开挖前认真做好爆破方案设计，做好预裂爆破和光面爆破的参数设计，并先在需要预裂或光爆的地方或经监理单位批准的类同地方进行试验，以选择和确定合理的爆破参数，获得比较满意的爆破面和形成光滑的最终开挖断面，使在最小开挖线外的超挖量最小，并达到最小的爆破应力和合格的预裂裂缝。
（2）在开挖过程中，根据岩石变化情况，经监理工程师批准后及时修正爆破参数，以便尽量减小超挖和不欠挖。
（3）钻孔严格按照设计钻爆图施工，各钻手分区、分部位定人定位施钻，每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。
周边孔偏差不得大于5cm/m，爆破孔偏差不得大于10cm，以减少超挖和减轻对围岩的破坏。
（4）配备足够的开挖设备，开辟相应的开挖工作面，满足高强度的开挖任务。
8.2支护质量控制与保证措施
（1）加强施工人员质量教育，提高其思想水平和质量意识，实行三级质量检查制度，搞好各道工序的衔接工作，上道工序未验收不得进行下道工序的施工。
（2）各项主要材料均有出厂合格证，并按要求进行抽检，严禁使用不合格产品。
（3）采用测量仪对锚孔孔位进行放样，控制锚杆孔孔位偏差符合设计技术要求，孔轴方向与可能滑动面的倾向相反，与滑动面交角大于45°。
（4）严格控制混凝土拌和各种原材料称量偏差：
水和速凝剂为±2%，砂石为±3%。
（5）控制喷射混凝土的回弹率：
洞室拱部不大于25％，边墙不大于15％。
（6）严格控制混凝土拌和质量，拌和时间不少于2min，掺加外加剂时，适当延长拌和时间。
（7）冬季施工时，采取措施保证喷射作业区温度不低于＋5℃，混合料进入喷射机的温度不低于＋5℃；在混凝土强度低于设计强度30%时，不得受冻；气温低于＋5℃时不得洒水养护。
（8）选用水平好的钢筋工、电焊工进行钢拱架的焊接制作，保证产品质量，钢架安装时，采用测量仪进行测量放样，保证钢架安装符合设计要求。
（9）加强围岩的监测控制，发现异常，及时报监理人，并采取合理的支护方案，确保围岩稳定和施工安全。
9、施工安全技术措施
9.1施工现场安全技术措施
（1）施工现场的布置应符合防火、防爆、防毒、防噪声、防洪、治安、防雷电等规定和文明施工的要求，施工现场的生产、生活办公用房、仓库、材料堆放、停车场、修理场等应按批准的总平面布置图进行布置。
（2）施工场地内的电力线路敷设及电器设施安装按《施工现场临时用电安全技术规范》的要求进行，凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备及建筑物均将设置接地装置或避雷装置,并负责这些装置的采购、安装、管理和维护，定期派专业人员检查这些装置的运行情况。
（3）遵照合同的规定，炸药、雷管和油料等储存在按监理人批准的地点进行布置和修建的特殊材料仓库内，与施工现场和生活区保持足够的安全距离。
对易燃、易爆物品、火工产品的采购、运输、加工、保管、使用等环节制定专项规章制度。
炸药、雷管和油料的运输，按照公安部门对易燃、易爆物资运输的有关规定执行，并接受当地公安部门的审查和检查。
（4）施工现场应实施机械安全管理安装验收制度，机械安装要按照规定的安全技术标准进行检测。
所有操作人员要持证上岗。
使用期间定机定人，保证设备完好率。
（5）氧气瓶不得沾染油脂，乙炔发生器必须有防止回火的安全装置，氧气与乙炔发生器要隔离存放。
（6）确保必需的安全投入。
购置必备的劳动保护用品，安全设备及设施齐备，完全满足安全生产的需要。
（7）在施工现场，配备适当数量的保安人员，负责工程及施工物资、机械装备和施工人员的安全保卫工作，并配备足够数量的夜间照明和围挡设施；该项保卫工作，在夜间及节假日也不间断。
（8）在施工现场设卫生所，根据工程实际情况，配备必要的医疗设备和急救医护人员，急救人员应具有至少五年以上的急救专业经验，并与当地医院签定医疗服务合同。
（9）积极做好安全生产检查，发现事故隐患，要及时整改。
9.2开挖支护安全技术措施
（1）所有进入工地的人员，必须按规定配带安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。
（2）开工前，对施工人员进行安全教育，提高安全防护意识，进入施工现场的人员一律戴安全帽，高空作业系安全绳，挂安全防护网。
（3）施工中根据现场情况和支护施工的特点，制定相应的安全管理制度和各工序安全操作规程。
（4）加强工地的火工产品管理，现场火工产品的运输、保管和使用必须按国家法律法规进行；
（5）明挖施工时，全工地统一放炮时间，统一警戒信号，在爆破安全警戒区（350m范围）由安全人员手持红旗站岗进行警戒，警戒系统采取预报（撤离）、爆破、解除三种警报信号；
（6）隧洞进洞开挖前，必须做好洞口的锁口锚杆支护和洞脸部位喷锚支护，确保进洞安全；
（7）爆破时，施工机械设备及人员必须撤至爆破警戒范围以外，对因故不能撤走的施工机械设备采取盖竹夹板等安全防护措施进行保护。
同时采用松动爆破技术，减少炸药量，控制飞石，并调整爆破方向，使爆破震动和飞石得到有效控制；
（8）各种机械设备的操作人员未经考核不得上岗。
（9）高空作业平台必须牢固可靠并有足够的作业面积，尽量避免上下交叉施工作业，当不能避免交叉作业时，必须对上下作业区进行有效隔离。
（10）注浆人员必须戴防护眼镜、口罩和防护手套，避免腐蚀性物质对人员造成伤害。
10、环境保护及文明施工
1、严格遵守国家及当地政府、环保部门有关环境保护及文明施工的法律、法规及有关规定，遵守本合同的有关规定和发包方的规划。
2、有害物质废料（如燃料、油料、化学品、酸性物质等及超过允许剂量被污染的尘埃弃渣等），在监理人未同意统一处理前，不得随意乱倒，防止污染土地河川。
3、施工机械进出施工现场时，不损坏道路、桥涵、各种线路、建筑物和土地农作物等。
4、经常对施工道路进行维护，晴天配备洒水车进行洒水。
所有内燃机排放的气体达到国家环保要求的标准，无吸尘装置的钻机在造孔时需带水作业，以减少粉尘、烟雾对环境的污染。
5、除已征得发包方和监理单位同意外，必须拆除一切需要拆除的临时设施并对拆除后的场地进行彻底清理。
6、施工人员身着统一的工作服，且保持衣着整洁；配戴安全帽、手套和工作鞋等防护用具。
7、严格遵守施工技术规范和施工程序，杜绝违章施工、野蛮施工和强行施工。
8、施工机械设备和用具的管理要做到停放整齐、进出有序、布置合理，经常清洁设备，保持良好的机容机貌，多余的机具和设备要及时清出现场。
9、施工用料的存放做到分类存放、堆码整齐、存取方便、正确防护。
对施工剩料要及时收集、分类存放、定期清理。
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