土石方明挖与回填工程施工组织设计.docx

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土石方明挖与回填工程施工组织设计

1、概述

1.1工程概况

本标段土石方明挖与回填工程包括：

左右岸坝肩（▽297.2m高程以上）、岸坡及坝基础的覆盖层及石方开挖，坝区配电房土方开挖，坝区观测工程土石方明挖；坝区配电房回填石渣。

左岸坝肩及岸坡开口高程为326.5m，开挖至246m高程，在294.6m高程设8m宽马道，在278.4m及259.7m高程各设一1m宽马道，开挖坡度1：

0.5～1:

1.2，开挖宽度4～20m；右岸坝肩及岸坡开口高程为310m，开挖至246m高程，在253.9m高程设1m宽马道，开挖坡度1：

0.3～1:

0.65，开挖宽度4～12m。

本标段土石开挖总工程量为92736m3，其中土方15267m3、砂砾石17717m3、石方59752m3；回填石渣300m3。

1.2工程地质

（1）地形地貌

坝址区河流方向为近南北向，河床底高程约243m，河谷较开阔，谷底宽约120m，左岸岸坡45°，右岸岸坡60～65°。

（2）地层岩性

基岩右岸为上元古界震旦系灯影组（Zbdn）灰白色厚层状白云质灰岩及中厚层虫蚀状灰岩，其特点具有虫蚀状或玛瑙状条带顺灰岩层理作平行排列，虫蚀之条带系由重结晶之方解石充填而成。

岩石致密，坚硬而性脆，其层面产状NW345°～NE10°/NE～SE∠60～65°，风化较浅，弱风化层厚3～5m。

白云质灰岩及虫蚀状灰岩间夹二层厚3.5～4.5m灰黄色千枚岩（平硐PD2揭露离坡面深16m处分布千枚岩厚4m）其产状NE10°/SE∠50～55°，千枚岩呈明显叶层状，交错劈理发育，强度较低，风化较深。

受区域性断层影响，千枚岩局部挤压扭曲具滑腻感。

靠近江边白云质灰岩层面、节理面上呈现溶蚀、虫蚀状小空洞，洞隙内附有钙华等。

江边覆盖人工堆积层（rQ4）厚1～4.5m。

河床第四系全新统砂砾石层，右半部厚10.8～12.0m，左半部厚4.0～8.0m，钻孔ZK104打到主区域性断层F31，推测断层倾向左岸，属逆断层性质，断层上盘岩石为上元古界震旦系下统耀岭河组绿色钠长石绿泥石正片岩，岩石挤压破碎，采取率低，下盘上元古界震旦系上统灯影组灰白色白云质灰岩及虫蚀状灰岩。

左岸基岩为上元古界震旦系下统耀岭河组（Zayl）钠长石绿泥石正片岩，花岗鳞片变晶结构，片状构造，大致是定向排列，片理发育，其产状NE30°/SE∠35°，强度较低，靠近地表较破碎，抗风化能力较弱，强风化带2～6m，弱风化带厚3～8m。

第四系全新统坡残积层（dl-elQ4）厚1～3m。

（3）地质构造

右岸未发现区域性断层，河床ZK104钻孔打到区域性断层F31，其产状NW320～350°/SE∠65～75°，左岸发育F1、F2、F3断层（从平硐PD1揭露离岸坡深分别为16.70m、18.70m及21.20m），断层规模较小，其产状NE20°/SE∠65°的顺层断层，破碎带宽F1为10～20cm，F2为2～3cm，F3为40cm，均有断层泥、糜棱岩组成，其中F3断层泥厚40cm，其上盘岩石受断层影响较大，造成3m宽的影响带，带内岩石节理发育，多处出现渗滴水现象。

离坝轴下游约100m处发育F4断层，其产状NE40°/SE∠50°，破碎带宽3.0～4.0m，节理较发育，片岩受挤压扭曲。

坝区发育主要节理有：

右岸四组：

①NW345～NE15°/NE～SE∠60～65°（沿层面顺坡向发育，在坝轴下游坡面沿此节理局部脱开，有渗水现象，形成不稳定体，但范围不大）②NW20～40°/SE∠65～70°；③EW/S∠70～85°；④NW315°/SW∠35°（顺下游偏山坡）。

左岸三组：

①NE20°/SE∠35～55°；②NW285～290°/SW∠85°，该组很发育，其频率8条/m，与河流近垂直，微张，充填碎屑，泥质物；③NW330～350°/NE∠35～45°（与河流交角较小）。

（4）、水文地质条件

坝址区基岩具有裂隙透水性，基岩透水大，无垂直分布规律，相对隔水层（q≤3Lu）界线较深，垂直地表深一般为：

左岸34.00～55.00m，局部（ZK103孔受断层F31影响）＞60m。

河床断层F31上盘隔水层界线埋深＞60m；下盘隔水层界线埋深相对较浅，约40.00～50.00m，右岸隔水层界线埋深50.00～55.00m。

右岸地下水埋深大，无大的储水构造，以地表水垂直渗透的基岩裂隙水为主，含水极不丰富，地下水水力坡降极其缓，地下水略高于河水，总的趋势地下水向丹江排泄。

1.3主要施工特点及相应对策

（1）开挖区地形条件差，施工道路布置困难

根据招标文件，左岸岸坡坡角45，右岸岸坡坡角60～65，自坝肩开口线（左岸高程约326m）至河滩地面高差约80m，开挖道路布置困难。

左岸坝肩及坝基开挖施工时，在开挖区下流侧修筑之字形道路至坝肩开口线布置，该道路连接各开挖梯段及覆盖层开挖工作面。

右岸坝肩及坝基开挖施工时，利用右岸沿河公路进行开挖道路布置，在开挖区内采用之字形布置，使道路盘升至各开挖梯段及覆盖层开挖工作面。

（2）施工安全问题突出，控制爆破要求高

坝肩及坝基边坡开挖高差大，为保证边坡的安全稳定，石方开挖采用控制性梯段爆破、边坡采用光面或预裂爆破等措施，同时要加强施工安全临测。

在开挖过程中，注意保护支护结构不受损坏。

在已完成的支护结构附近进行爆破时，其爆破技术和爆破参数应进行专门的设计和试验，并应经监理人批准。

（3）开挖区坡度大，直接运输出渣困难，开挖时渣料需由反铲清理至左右岸沿河滩堆存，部分弃渣需运输至下游堆渣场，渣料运输和石方开挖的爆破作业应错开进行，以保证人员和设备安全。

2、施工布置

2.1施工道路布置

施工道路的布置是本工程高边坡开挖施工的关键，根据现场地形情况，结合右岸沿河公路及左岸河滩布置上山开挖道路；沿上下游围堰布置下基坑出碴运输道路，主要开挖施工道路布置如下：

（1）从下游围堰左堰头附近修筑之字形道路R1至左坝肩开口线（高程326m），主要承担左岸坝肩及高程246m以上岸坡开挖，297.2~326m高程开挖机械及设备的进出。

（2）从右岸开挖区下游沿现有公路（高程约256m）修筑之字形道路R2至右坝肩开口线（高程310m），主要承担右岸坝肩及高程256m以上岸坡开挖。

（3）分别从左右岸之字形道路修筑便道至坝顶（高程约297.2m），以满足左右岸坝肩支护和灌浆平洞施工设备进场用，在开挖区内干道间采用“之”字形分支路盘升至各开挖梯段及各开挖工作面。

（4）从上游围堰左堰头（高程约260m）沿上游围堰戗堤背水侧修筑之字形道路R3至河滩，从河滩修筑之字形道路至坝基开挖区，主要承担坝基开挖及左岸岸坡、坝基出渣运输。

（5）从下游围堰右堰头（高程约250.5m）修筑之字形道路R4至坝基开挖区并与R3连接，主要承担坝基开挖及右岸岸坡、坝基出渣运输。

上山道路设计以滿足挖掘机进出为标准，挖掘机的最大爬坡能力为35º，碎石路面；下基坑道路以滿足自卸车运输出渣为标准，最大纵坡为10%，碎石路面。

坝肩及大坝基础开挖道路技术指标见表9-1。

表9-1坝肩及大坝基础开挖道路特性表

编号

长度

路面宽

起点高程

终点高程

最大坡度

备注

R1

300m

3.5m

246m

326m

16º

重机进出道

R2

265m

3.5m

256m

310m

16º

重机进出道

R3

420m

7.5m

260m

224m

10%

运输出渣道

R4

280m

7.5m

250m

224m

10%

运输出渣道

坝肩及大坝基础开挖使用主干道布置见图AN-LHT-TJ-16：

土石方开挖与回填施工平面布置图。

2.2施工风、水、电布置

施工用风主要是手风钻、快速钻用风，拟配备移动式空压机供风；开挖施工用水主要是基础清面和岩石造孔用水，从供水主管引接；用电主要是照明用电，可从配电房直接引线到工作面。

风、水、电系统参见图AN-LHT-TJ-01《施工总平面布置图》。

2.3弃渣场和倒渣场

据招标文件及招标图纸的要求，开挖渣料首先考虑围堰填筑用料及临时施工道路填筑用料，不能直接上堰填筑的渣料在就近河滩堆存，其余开挖渣料主要弃于右岸下游2#弃碴场，根据土石方平衡计算，共计有土石方29721m3弃于2#弃渣场（其中土方15267m3、砂卵石11587m3、石方2867m3）。

2.4施工期临时排水

为保护开挖边坡免受雨水冲刷，在边坡开挖前，在其上部设临时性山坡截水沟。

边坡开挖之前，首先进行开挖区域外截排水系统的施工；在边坡开挖过程中，对有渗水部位设置临时坑槽，使用水泵排除积水或引排至排水沟。

坝基开挖前，在两侧设置临时性挡水土堤，基坑积水设集水坑采用潜水泵抽排至开挖区域外。

3、土石方明挖施工程序和方法

3.1土方开挖施工程序和方法

（1）土方开挖施工程序

土方开挖本着自上而下逐层开挖的原则进行。

土方开挖之前按设计图纸进行测量放样。

在开挖开口线之外，首先进行截、排水沟的施工，以尽快形成开挖区域外围的截排水系统，然后用反铲进行覆盖层开挖。

在边坡到达设计边线后，立即进行边坡支护工程施工。

（2）土方开挖施工方法

坝肩土方开挖采用PC400反铲（1.6m3）、PC200反铲（0.8m3）挖甩至左右岸河滩，D85推土机配合集料，PC400反铲（1.6m3）、PC200反铲（0.8m3）挖装配15t自卸汽运至弃渣场；大坝基坑土方和砂卵石开挖采用PC400反铲（1.6m3）、PC200反铲（0.8m3）挖装配15T自卸汽运至至弃渣场，其中部分砂砾石用于填筑围堰。

（3）土方开挖顺序

左、右岸坝肩及岸坡土方开挖及石方开挖同步下降，坝基先开挖土方和砂卵石，然后进行石方开挖。

3.2石方开挖施工程序和方法

（1）施工程序

边坡石方开挖施工工序为：

施工准备→修建临时道路并形成风水电系统→截排水系统→土和覆盖层清除→爆破试验→分层梯段爆破开挖并及时支护→场地清理。

坝肩及岸坡石方开挖分左岸、右岸两个工作面同时进行，开挖至246m高程进行坝基础开挖，坝基础开挖在围堰完成基坑抽排水后进行。

根据《水工建筑物岩基开挖规范》要求，石方开挖施工按“先坡面，后坡脚”自上而下逐层开挖原则进行。

针对高边坡岩体不稳定及边坡岩体易风化的特点，在边坡到达设计边线后及时进行支护工程施工；在上一层边坡的支护工程施工前，严禁下一层开挖施工。

石方开挖分层详见附图AN-LHT-TJ-17《石方开挖分层图》。

（2）石方开挖施工方法

根据设计图纸，左右岸坝肩及岸坡开挖宽度约4～20m，采用深孔梯段和预裂爆破施工，梯段高度最大为12.8m，局部位置采用浅孔梯段爆破和光面爆破施工，梯段高度4～5m；坝基石方开挖拟采用浅孔爆破法施工，预留1.5m厚的水平保护层，坝基边坡开挖拟采用预裂和光面爆破施工；马道及水平建基面保护层开挖采用水平预裂保护层开挖施工方法施工；断层带石方槽挖两侧和底板均按侧向和底板保护层开挖办法开挖，沟槽周边结构面采用预裂或光面爆破、中间浅眼排间微差小台阶爆破方法开挖。

Ⅰ钻孔与出渣

岩质边坡和基础开挖总体遵循钻孔爆破——挖装——出碴三个环节循环进行。

深孔梯段爆破采用快速钻造孔；保护层及其它狭小地带的浅孔爆破采用手风钻造孔。

坝肩石方开挖采用PC400反铲（1.6m3）、PC200反铲（0.8m3）挖甩至左右岸河滩，D85推土机配合集料，PC400反铲（1.6m3）、PC200反铲（0.8m3）挖装配15t自卸汽运至围堰及弃渣场；大坝基坑石方开挖采用PC400反铲（1.6m3）、PC200反铲（0.8m3）挖装配15T自卸汽运至至围堰及弃渣场。

Ⅱ施工爆破技术

采用的主要爆破技术

根据前面分析的本工程施工特点，为确保边坡稳定和施工安全，主要采取控制爆破有：

a前期进行生产性爆破试验，通过试验成果指导施工；在施工过程中，进行动态监测，优化