某水利枢纽工程第一标大坝工程全套施工组织设计第08章 溢洪道开挖及支护.docx
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某水利枢纽工程第一标大坝工程全套施工组织设计第08章溢洪道开挖及支护
第08章溢洪道开挖与支护
08.1不分类料及岩石开挖
08.1.1概述
一、溢洪道紧邻右坝端布置，包括进口段、闸室段、泄槽段及挑流鼻坎，本标承担SP.0+290以前EL857m高程以下及SP.0+290以后EL775m高程以下的开挖及支护，施工对开挖与支护的工序衔接应全面考虑、合理安排。
二、工程地质
溢洪道岩质由含煤中、细粒砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩以及煤质页岩组成，沿线有一些厚3～20m块碎石分布，尤其是煤质页岩受层间剪切错动形成破碎带，较大的有L9、L10、L11、L12，由此构成的地基和边坡需要采取妥善的加固保护措施。
溢洪道开挖中可能会遇到废旧煤硐，应引起高度重视。
开挖过程中会使溢洪道内边坡（SW侧）的L12层间剪切破碎带出露，位于下部坡脚，且向斜轴向坡外（NE向）的倾伏角达25°～35°，易使上部坡体沿差软弱的L12产生滑坡失稳，施工中应及时采取可靠的结构支护措施。
三、主要工程量
溢洪道开挖总量504850m3，其中不分类料130150m3，石方374700m3，根据工程地质特点，施工规划采取10m分层开挖，各梯段工程量见表08-1-1。
溢洪道开挖工程量表
表08-1-1
序号
部位
单位
工程量
不分类料开挖
石方开挖
SP.0+290以前
1
EL857m~EL847m
m3
22180
54930
2
EL847m~EL837m
m3
22610
75780
3
EL837m~EL823.5m
m3
25830
68350
SP.0+290以后
4
EL775m~EL765m
m3
28250
53910
5
EL765m~EL755m
m3
26680
50100
6
EL755m~EL745m
m3
2740
46280
7
EL745m~EL738m
m3
1860
25350
合计
m3
130150
374700
08.1.2施工布置
一、主要施工道路布置
EL857m施工道路：
利用已形成的5#公路延伸至EL800m处为起点，沿溢洪道首部山坡以10％纵坡“之”字形盘升至溢洪道首部EL857m高程，该道路负担完成SP.0+290以前的开挖运输任务。
开挖料经5#公路到压重体填筑或弃碴场。
EL857m～EL823.50m施工道路：
以溢洪道SP.0-006.50桩号处为起点以10％左右的纵坡在开挖区内降至EL823.50m高程。
在该道路下降过程中逐层完成SP.0+290以前各梯段的开挖，开挖料经EL857m施工道路运往压重体填筑或弃碴场。
EL775m～EL738m施工道路：
拟从老213国道EL765m高程处直接进入溢洪道尾部完成EL775m～EL765m高程的开挖。
再从1#公路EL755m高程处直接进入溢洪道挑流鼻坎EL755m、EL745m、EL738m高程，分别完成溢洪道SP.0+290以后各梯段的开挖。
开挖料经老213国道及紫下大桥运往大坝填筑或水文站1#、2#堆碴（料）场。
以上道路路面宽9m。
平面布置详见（ZPP/IC1-01）及总平面布置。
二、风、水、电布置
供风：
根据工作面变化频繁的特点，采用17m3/min、20m3/min、9m3/min移动式压风机就近供风。
供水：
初期施工，各工作面由水泵直供，待右岸EL910m的高位水池形成后，由水管直接接至工作面供水。
供电：
主要是工作面照明所用。
具体布置详见第02章“施工总平面布置”。
三、开挖区布置
开挖严格按照“自上而下，分层开挖”的顺序进行，上一层的支护应保证下层开挖安全顺利进行,未完成上一层的支护,严禁进行下一层的开挖,开挖区梯段划分详见图（ZPP/IC1-18）。
08.1.3施工程序
施工应自上而下、分层、分块依序进行，各层开挖前应首先做好永久及临时的排截水措施，必要时增设坑槽，使用机械排除，以确保工作面及边坡安全，具体施工程序见下图：
测量放样
08.1.4开挖施工方法
一、开挖技术要求
1.开挖应自上而下进行，高度较大的边坡应分梯段（分层）开挖，严禁采取自下而上的开挖方式。
2.对于开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域以及煤窑煤洞、探洞，必须按施工图纸和监理人的指示进行处理，并采取排水或堵水等措施。
3.开挖边坡的支护应在分层开挖过程中遂层完成，上层的支护应保证下层的开挖安全顺利进行，未完成上层的支护，严禁进行下一层的开挖。
4.邻近水平建基面，应预留岩体保护层，其保护层厚度及开挖方法应经试验，监理人批准方可进行。
5.开挖后的基础岩石应干净、粗糙，建基面不得有反坡，侧悬坡、陡坎尖角，开挖面不充许欠挖，严格控制平整度。
6.为保证开挖面符合设计要求，保持开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，应采用预裂爆破或光面爆破技术。
7.严格控制爆破震动。
二、不分类料开挖
溢洪道不分类料含量较大,约130150m3,需在各梯段开挖前提早清除,以确保石方开挖及支护的顺利进行,采用PC-200反铲剥土，手风钻松动配合,自上而下分层进行,出碴利用TY220推土机集料，PC-400正铲挖土机上料配以20t自卸车,利用各层施工道路运往堆碴场。
三、石方开挖
1.溢洪道整个开挖区划分为SP.0+290以前、SP.0+290以后两大部分，两部分开挖互不影响，同时进行。
开挖分层、分块详见图（ZPP/IC1-18）。
整个开挖区开挖自上而下分层进行。
①SP.0+290以前首先进行EL857m～EL847m高程的开挖，一次性完成，抢出工作面供支护使用。
在EL857m～EL847m支护的同时，进行EL847m～EL837m高程的不分类料开挖，待EL857m～EL847m高程的支护完成后，集中力量一次性完成EL847m~EL837m高程的石方开挖，然后及时进行该层的支护。
如此循环，逐层完成各梯段开挖。
SP.0+290以后的开挖施工方法与此类同。
②梯段爆破采用“自上而下，分层分块”微差爆破方法施工，选用潜孔钻造孔，梅花型布孔，临近边坡时增设缓冲孔，保护预裂面，各梯段不分类料采用反铲和手风钻配合提前开挖。
③边坡预裂造孔，所有坡面边界经测量定线后进行预裂造孔，采用潜孔钻造孔，造孔时钻机样架定位必须满足边坡设计要求确保钻孔精度，各级预裂面应按设计要求一次成型，且需在每层支护前完成。
垂直于最终开挖面5m距离内所有爆破钻孔的直径应小于75mm。
④建基面采用预留岩体保护层的开挖方法，保护层厚度2～2.5m，手风钻多层（至少三层）、浅孔、光面爆破。
在保护层开挖的过程中，采用分层、控制的方法完成地下连续墙的开挖，即对L12破碎带的挖除处理。
其中地下连续墙窄且深，采用人工和机械相结合的方法开挖，施工中要加强支护确保施工及中间薄壁安全，同时及时进行混凝土浇筑。
⑤开挖石碴采用PC-400正铲挖土机装车，CAT966E装载机、TY220推土机配合，20t自卸车运输的方式进行，石碴经各层施工道路运往堆碴场，完成一层进入下一层开挖之前，需进行工作面机械、人工清底。
⑥各梯段开挖前需做好排截水工作，永久边坡开挖前按施工图纸在山坡上部做好截水沟，以防雨水漫流冲刷山坡；坡脚及施工场地周边、堆碴场做好排水设施，及时排除积水，确保施工安全，同时注意防止施工排水污染河流。
⑦施工中遇煤层和废煤洞采空区时，需加强检测和通风措施，预防瓦斯爆炸事故的发生。
2．不良地质地段开挖
紫坪铺水利工程坝区地质条件复杂，施工中会遇到软弱，破碎的不良地质情况，故在施工中应严格按照“勤观测、弱爆破、强支护”的原则进行。
遇不良地质地段施工时，应首先加强观测，注意边坡岩体的变动，及时采取相应的技术措施，确保安全。
开挖过程中应采取“浅孔、少药、多循环”及预留保护层的施工方法，施工中一旦遇到不良地质地段，应马上改变施工方法，采取小孔径机具钻浅孔，而且多打孔，少装药，多次循环的方法进行保护层开挖，同时采取“梯段内进行多次梯段分层开挖”的措施，以确保边坡稳定。
随着开挖的进行及时支护，而且应采取加强支护手段，随着梯段内梯段的完成，就及时进行支护，以确保施工安全。
如遇不良地质地段，施工前做详细的“开挖施工方案及支护措施”，并报监理批准方可施工。
3、爆破参数选择
（1）梯段爆破参数选择
钻孔机具:
YQ-100B潜孔钻
孔径:
D=75～100mm
梯段高度:
H=10m
钻孔角度:
75°～90°
炮孔孔距:
a=3-3.5m
炮孔排距:
b=2.5～3.0m
单耗:
q=0.35～0.40kg/m3
炮孔堵塞长度:
L=2.5～3.0m
超深:
0.5～0.8m（临近建基面的上层钻孔不得超深）
（2）预裂爆破参数选择
钻孔机具:
YQ-100B潜孔钻
孔径:
D=75mm
孔距:
a=80～100cm
药卷直径:
d=32mm
不隅合系数:
δ=2.2
线装药密度:
250～300g/m
以上爆破参数均为初步设计，在实际施工中应首先进行爆破试验，使各参数均调整到最为合理，以确保工程质量和边坡稳定。
08.1.5爆破试验
为保证火工材料的使用安全及工程质量，必须进行一系列的爆破试验，所有各项试验均需工程师审核后，进行现场实地试验。
1.火工材料性能检验
对于新入库的火工材料必须进行常规抽样性能检验，确保火工材料的使用安全，现场开挖爆破不得使用不合格材料。
2.梯段、预裂爆破参数试验
根据施工要求，必须在开挖前期施工过程中进行生产性爆破试验，为规模性的梯段、预裂爆破提供合理的参数，试验前应根据实际情况进行专题设计，以保证最佳的预裂效果。
08.1.6溢洪道土石方明挖施工进度计划
溢洪道施工边坡支护工作量较大，故开挖应及时完成，以供坡面支护所用，其具体进度按排见下表：
（表08-1-2）
序号
工程项目
单位
工程量
2002
2003
2004
不分类料开挖
岩石开挖
小计
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
1
施工道路
项
2
SP.0+290以前
EL857m~EL847m
m3
22180
54930
77110
3
EL847m~EL837m
m3
22610
75780
98390
4
EL837m~EL823.5m
m3
25830
68350
94180
5
SP.0+290以后
EL775m~EL765m
m3
28250
53910
82160
6
EL765m~EL755m
m3
26680
50100
76780
7
EL755m~EL745m
m3
2740
46280
49020
8
EL745m~EL738m
m3
1860
25350
27210
9
合计
m3
130150
374700
504850
10
备注
溢 洪 道 开 挖 施 工 进 度 表
表08-1-2
08.1.7主要施工设备
主 要 施 工 设 备 表
表08-1-3
序号
名称
数量
规格
备注
1
空压机
6
20m3/min
移动式
2
空压机
2
17m3/min
移动式
3
空压机
2
9m3/min
移动式
4
潜孔钻机
12
YQ-100B
5
手风钻机
5
YTP-26
6
装载机
2
CAT966E
7
液压挖掘机
2
PC-200
反铲
8
液压挖掘机
2
PC-400
正铲
9
交流电焊机
2
AX-300
潜孔钻样架焊接用
10
推土机
2
TY220
11
自卸汽车
12
20T
12
测量仪器1套
1
T2经纬仪、S3水准仪、PCH-2测距仪各一件
08.1.8主要劳动力人员配备（二班制十二小时）
主 要 劳 动 力 人 员 配 备 表
表08-1-4
序号
工种
人员
工作内容
1
压风工
12
压风机运转操作
2
风钻工
50
钻机操作
3
修理工
8
各种机械修理、维护
4
炮工
6
爆破作业
5
电工
2
用电维护
6
测量工
5
系统测量
7
挖掘机驾驶员
8
机械操作
8
自卸车驾驶员
24
机械操作
9
推土机驾驶员
4
工作面清理
10
装载机驾驶员
4
局部出碴
11
电焊工
4
样架焊接等
12
普工
15
工作面道路维护等
13
合计
142
08.1.9主要材料消耗
主 要 材 料 消 耗 表
表08-1-5
名称
单位
数量
说明
炸药
T
150
药卷直径分别为φ32mm、φ60mm、φ70mm
导爆索
米
10000
防水型普通导火索
毫秒非电雷管
发
20000
1-15段系列导爆管长度不短于4.5m
火雷管
发
1500
导火线
m
3000
08.1.10安全保证措施及爆破监控
一、爆破作业安全
1.制立严格的安全检查制度，（尤其是对装药量的控制检查），设立专职安全检查人员，一切爆破作业应经安检员签认后才准进行爆破。
2.参加爆破作业的有关人员，按国家和行业的有关规定，进行考试和现场操作考试，合格者方能上岗。
3.加强对爆破材料使用的监管，对爆破材料的采购，验收入库，提领发放，现场使用以及每次爆破后剩余材料回库等进行全面监管和清点登记，防止爆破材料丢失。
4.施工需确保各梯段之间、开挖区与开挖区之间、开挖区与213国道之间、开挖与支护之间的安全，下一层的开挖需在上一层的支护完成后方可进行，施工中首先应严格控制爆破规模，调整最为合理的爆破方向，施工中在5#公路EL800m高程设置必要的挡碴墙，采取严格的安全措施，确保工程安全。
5.爆破作业必须严格执行爆破操作安全规程（GB6722-86）中的有关规定，进行爆破警戒区，安全区划分，设置警戒系统、标志系统等，统一作业时间，统一指挥管理。
二、边坡作业安全
每个梯段开挖结束后，必须进行坡面危石处理，坡面清理撬挖；在进行边坡支护、人工修坡时应根据需要增设安全防护网或保护网，配戴安全绳等，以保证设备和作业人员的安全。
同时按要求设置观测点及时观测边坡变化。
三、钻孔施工安全
在钻孔施工过程中严格执行操作规程,严禁打干钻,建立完善的安全防护制度，确保施工人员的人身安全。
四、爆破监控
施工中监控所有爆破作业,用地震仪确定地面震动的大小和强度,使用能测量重直、横向和纵向波形的三维型设备进行质点速度测量，建立爆区振动速度衰减规律的关系式：
V=k（Q1/3/R）α
式中:
V;质点振动速度（cm/s）。
Q：
单响药量（kg）。
R：
测点至爆区中心的距离。
K、α:
爆区与地质、地形、爆破方法等有关的系数和衰减指数。
寻找质点的衰减规律就是要通过试验求出爆区的K、α值建立衰减关系式
严格按照爆破的震动在离爆破点30m处最大质点速度不超过100mm/s，60m处不得过50mm/s进行爆破控制。
同时，建筑物近区内，每一建筑物最近点的60m半径处最大质点速度不应超过100mm/s，30m处不超过50mm/s。
30m范围内，喷混凝土和混凝土浇筑、灌浆后24h内不得进行爆破，喷混凝土或混凝土浇筑后60h内，其表面最大质点震动速度不得超过25mm/s。
通过检测及时调整爆破方法及装药量，确保施工安全和工程质量。
08.2支护
08.2.1支护工程主要工程量
溢洪道支护主要包括注浆锚杆、挂网喷混凝土、C2类混凝土护坡、贴坡、D1类混凝土护面。
主要工程量有：
1.注浆锚杆（φ40,φ32），钻孔210582m/18011根；
2.喷C25、C20混凝土15093m2
3.焊接钢筋网（φ6.5、＠15） 15093m2
4.C2类混凝土护坡 1450m3
5.C2类混凝土贴坡 15420m3
6.D1类混凝土 1673m3
08.2.2注浆锚杆施工
溢洪道注浆锚杆分为φ40、φ32两种规格,共18011根，钻孔210582m，沿溢洪道边坡整体分布。
一、锚杆加工，选用Ⅱ级螺纹钢筋在工厂内加工,锚杆接长采用对焊。
二、施工前的注浆密实度试验，选取与现场锚杆直径、长度、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。
三、注浆锚杆的施工程序，采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，其施工流程如下：
孔位布置钻孔冲洗钻孔排干孔内余水安装锚杆注浆养护锚固力测试。
四、钻孔，钻孔孔径选取φ65mm，拟选用国产MB-150Z型锚杆钻机造孔，钻机耗气量为11m3/min。
钻孔在开挖台阶上或钢脚手架上操作。
按自上而下分层进行，同层自下而上进行锚杆的钻孔、安装。
采用移动空压机供风，在同一开挖台阶上就近布置风机。
钻孔的技术质量要求与趾板区锚杆类同。
五、安装、人工安插。
六、注浆，通过试验选定水泥砂浆的配合比，用高速搅拌机拌制水泥砂浆，挤压式注浆泵（UB-3型）泵送水泥砂浆，注浆时，将注浆管伸至孔底，随注浆随上提注浆管，直至全孔注满封孔，封孔后应将孔口锁定锚杆，以免松动。
在开挖台阶上，选择适当位置布置搅拌机、砂浆泵及堆存水泥、黄砂等。
同样，锚杆施工尾随溢洪道边坡开挖工序后紧接施工，施工分层也与开挖相同。
七、配备的主要施工设备有：
MB-150Z型锚杆钻机 6台；
注浆泵（UB-3型）4台；
高速搅拌机ZJ-2002台；
移动式空压机（17m3/min） 6台；
八、锚杆施工的质量控制
1.施工前做好锚杆的材质检验和注浆密实度试验；
施工中，认真做好钻孔（孔位、孔径、洗孔等）和注浆饱满度的检查工作，并做好记录。
锚杆安装、养护结束后，做好锚杆的抗拔试验，确保锚杆抗拔力满足要求。
08.2.3喷混凝土施工
溢洪道喷混凝土为挂网混凝土，分为C20喷混凝土挂钢筋网（φ6.5@15δ=8cm）、C25喷混凝土挂钢筋网（φ10@15δ=10cm）两种，共15093m2，沿溢洪道整体分布。
一、喷混凝土前的准备工作
1.施工设备及材料需准备就绪并经检查试验符合要求，施工设备和材料仓库及堆场主要布置在▽857平台上及溢洪道尾部与老213国道相接空旷场地上。
2.岩坡面冲洗干净，松动浮石清除完毕
3.钢筋网按设计间距安装并与锚杆连接。
4.岩面渗水点引导集中外排处理完毕。
5.安设喷层厚度标志。
二、喷射混凝土
喷射混凝土尾随注浆锚杆进行，采用湿喷法施工，喷射工艺、施工设备、质量控制等均与大坝喷混凝土施工类同见07章。
08.2.4C2类混凝土护坡、贴坡及D1类混凝土施工
溢洪道C2类混凝土护坡共1450m3，C2类混凝土贴护共15420m3，D1类混凝土护面共1673m3，沿溢洪道SP.0+290以前边坡整体分布。
具体施工工艺、施工设备、质量安全控制详见第14章。
08.2.5施工进度与劳动力安排
一、施工进度
采用分层开挖分层支护的施工程序，同一层开挖坡面支护完毕后，才能进行下一层施工，故每层必须将支护项目（包括锚杆、挂网、喷混凝土及C2类、D1类混凝土等）全部完成，方能进行下一层的开挖。
施工进度安排见表08-2-1。
溢洪道支护施工进度表
表08-1-2
序号
工程项目
单
位
工程量
2002
2003
2004
锚杆
喷砼（m3）
类砼护坡贴坡、D1类砼（m3）
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
1
SP.0+290以前
EL857m~EL847m
根/米
2460/28782
2530
4980
2
EL847m~EL837m
根/米
3425/40072
3250
7590
3
EL837m~EL823.5m
根/米
3110/36387
2875
6974
4
SP.0+290以后
EL775m~EL765m
根/米
2545/29776
2240
5
EL765m~EL755m
根/米
2485/29074
1820
6
EL755m~EL745m
根/米
2270/26559
1390
7
EL745m~EL738m
根/米
1716/19932
988
8
合计
18011/210582
15093
18544
9
备注
升级会员 