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