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船闸土石方工程施工方案

船闸布置在主河道右岸，闸轴线与坝轴线正交，船闸左侧与泄水闸相接，右侧与右岸土石坝连接段相接。船闸由上下游隔水墙和靠船墩、上下游主副导航墙、上下闸首、进出水段和闸室等组成，其中主体工程全长1438m。

主体部位布置情况为：紧靠上闸首上游侧为进水段GB／T 12085.22-2022标准下载，紧靠下闸首下游侧为出水段。紧临左侧进出水段为上、下游主导航墙，上游主导航墙长154m，下游主导航墙长155m。紧临右侧进出水段为上、下游副导航墙，上、下游副导航墙布置为不对称型，上游副导航墙长153.58m，下游副导航墙长147.98m。上闸首平面尺寸：44.0×28.0(垂直流向×顺水流向)、闸室有效尺寸180×23×3.5(长×宽×门槛水深)、下闸首平面尺寸44.0×25m(垂直流向×顺水流向)。采用闸墙廊道侧支孔分散输水系统。船闸出口处布置有消力池消能，消力池长43m，为钢筋砼底板。消力池以下航道底高程在49.0～51.5m。船闸年设计通过能力：768万吨。

船闸位于主河床右侧，船闸区地面高程51.0m～57.0m；覆盖层上部为中细砂，厚0～4m；覆盖层下部为砂砾石，厚0～1.0m；基岩顶面高程49.5～57.0m，岩性为硅质白云岩、白云岩夹灰质白云岩、岩性坚硬，岩石承载力高。

闸基持力层岩溶很发育，顺白云岩、灰质白云岩发育强烈，硅质白云岩发育相对较弱。

闸基岩体除断层部位局部呈强风化状态外，其余部位岩石均呈弱风化状态，岩性坚硬，强度较高。

受岩溶影响，闸区岩石透水性强，25m深度范围内一般为中～强透水带，相对不透水带起伏较大，一般为18～34m。

船闸土石方开挖总量为54.26万m3，土方开挖量为52.23万m3，石方开挖量为2.03万m3。其开挖特点具体表现在以下几个方面：

(1)开挖范围大：顺水流方向长1438m；开挖部位众多，上下游隔水墙和靠船墩、上下游主副导航墙、上下闸首、进出水段和闸室，造成基坑开挖的复杂性。

(2)基坑开挖工期紧，且开挖过程中还要进行泄水闸、厂房工程的土石方和基础混凝土浇筑施工，干扰比较大，爆破作业风险性高，施工安全管理工作繁重。

(3)基坑开挖时段可能会遇暴雨，且雨量大，降雨日长，严重制约施工进展，造成基坑开挖的不连续性。

(4)基坑所处地段地质条件复杂，施工排水工作和基坑开挖的难度较大。

(1)结合《前期阶段性施工组织设计》中施工总布置，做到技术可靠、经济合理、规模适中、干扰比较小且便于施工总布置中各相关设施相互衔接。

(2)利于充分发挥临时设施的生产能力，满足施工总进度中土石方明挖强度的要求。

(3)依据《谢家台碴场弃碴规划方案》合理规划施工碴场。

(4)临时设施不应设置于：严重不良地质区域或滑坡体危害地区；泥石流、受土石方开挖爆破或其他因素严重影响的地区。

2.2碴场与出碴道路的布置

船闸前期开挖料主要用于下游土建标施工场地回填及平整，多余开挖料则作弃料运往谢家台弃碴场。

关于谢家台弃碴场规划可参考《谢家台碴场弃碴规划方案》。

2.2.2出碴道路布置

为适应大方量、高强度开挖及全天候、大吨位汽车运输的要求，并考虑到施工总布置，船闸基坑内设置2条施工主干道路与5条基坑直进式临时施工支路相结合的循环交通网布置形式。

2.2.2.1船闸施工主干道路

(2)L6#道路：上游下船闸道路。起点与L4#道路相接，沿开挖边坡，至下游船闸闸室中部。该道路全长约400m，路面高程75～54m，路宽9m，前期用于船闸主体工程的开挖弃渣料运输，后期用于上下闸首、闸室段的回填料、混凝土及金属结构安装等运输，2006年10月～2008年9月。

(2)L8#道路：下游下船闸基坑道路。L8#道路全长约767m，路面高程为58m～53～52.5m，路宽9m，前期用于船闸开挖弃碴料运输，后期用于船闸混凝土浇筑、金属结构安装运输、护底块石料、填筑料等运输，使用时段在2007年1月～2008年10月。

2.2.2.2船闸施工支线道路

基坑各部位基槽、边坡的开挖可随相应的先锋槽的开挖同时进行，且待各部位基槽、边坡开挖及大部分基础混凝土浇筑完毕后，再从低到高依次将相应的先锋槽修整到设计坡比，再进行此处的混凝土浇筑。

主导钻孔设备CM351型分离式高风压钻机，带有配套的空压机。对大型钻机不方便施工的部位，采用快速钻或手风钻造孔，建基面局部欠挖采用风镐处理。快速钻、手风钻和风镐供风，配备10m3/min移动式空压机4台(不包括CM351型分离式高风压钻机自带)。用推土机等机械设备牵引至各工作面。

船闸工程的施工电源为右岸施工现场附近一座开闭所提供，施工供电电源电压等级为10KV。

船闸施工区用电由业主提供的10KV开闭所电源接线，在上游右岸布置4#配电室，在上游基坑布置5#配电室；在下游右岸布置8#配电室，在下游基坑布置6#配电室，施工低压电再由各配电室接线，形成安全高效的电网。

(2)主要用电户配置设备功率统计

①门机：400V的810kw。

②施工现场小型设备用电：100kw。

2.4.2供电系统、配电室设置及配电线路工程

6KV供电系统：主要用电设备有1台DMQ600B型门机和2台BYQ电吊。从10KV开闭所架设“T”接6KV架空线路至5#、6#、8#配电室，通过配电装置，由6KV电缆向各用电设备供电。

选用3台200KW和3台100KW柴油发电机组作为施工备用电源。

根据施工布置，本工程在右岸上游设集中供水设施，供水设施包括取水泵站、供水池及供水管道等。取水泵站设于右岸临时码头上游，用水泵从汉江河道直接取水到供水池。供水池设于1#场地砂石加工系统的毛料堆场外侧，布置高程为80m左右。水池设2座，一座为1#预沉淀池，一座为2#清水池，容量均为1000m3。

由于强制性排水主集水坑底部高程较高，随着开挖的作业面的降低，仍需对下部开挖部位的积水进行施工期经常性抽水；另在围堰主基坑强制性排水后，围堰内外水位差增大，此时渗透流量相应增大，排除此部分渗水是施工期排水的主要任务。

对比各区开挖设计高程，拟在Ⅱ1段（上闸首）、Ⅱ3（下闸首）段两处高程较低处布置排水设施。

船闸上闸首基坑开挖底部高程高于相邻的船闸基坑底板高程，此处基坑排水可利用船闸基坑排水系统强制抽水抽排至下游围堰主集水坑；下闸首基坑为船闸下游面开挖最低点，下游面排水在此处设置22KW浮排式强制排水，抽排至主排水沟通过自流至主集水井通过强制抽水抽排至汉江。

3.1.1上游引航道开挖

上引航道边坡坡角处基平台为深0.8m、宽0.8m槽挖结构，采用1.2m3反铲在引航道底板上按设计断面，进行土方明挖，直接开挖成型。

上游靠船墩基础设计底高程为▽49.1m，地面高程在50.0m～52.5m间，开挖深度为1～3.5m，采用1.4m3挖掘机按设计断面进行开挖。

进水墙基础设计高程为▽48.5m，采用1.6m3挖掘机按设计断面进行开挖。

3.1.2船闸主体工程基础

船闸主体工程基础上部为土方砂砾石开挖，闸室、下闸首下部基础为石方开挖。

上闸首基础分两部分开挖，上游48m平台和上游主导墙基础同时开挖，下游侧▽46.3m开挖和闸室基础第二层同时进行开挖。

3.1.3下游引航道开挖

(1)一期围堰内下游引航道

一期围堰内下游引航道部分包括：下游导航墙基础、下游引航道底板及下游靠船墩基础三部分开挖，一期围堰形成后即开始开挖。

引航道底板开挖至▽50.9m后，进行靠船墩基础开挖。靠船墩基础设计底高为▽48.2m，开挖深度为2.7m，采用1.6m3挖掘机直接进行开挖成型。

下游主辅导航墙基础分▽49.4m、▽47.9m(▽46.6m)两层分别开挖至设计高程。

(2)一期围堰外下游引航道基础开挖

3.2.1.1土方明挖工艺流程

3.2.1.2场地清理

树木、灌木丛、草皮均用人工清除，对无价值的可燃物，采取必要的防火措施后进行焚毁；对无法烧尽或严重影响环境的清除物运至按工程师指定的地区进行掩埋方法处理，不妨碍自然排水或污染河川。

清理中发现的文物古迹，按合同相关条款办理。

地表的植被清理范围，除工程师另有指示外，施工场地延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线(或填筑坡脚线)外侧至少5m的距离；船闸工程挖除树根的范围延伸至离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧至少3m的距离。

表土指含细根须、草本植物及覆盖草等植物的表层有机土壤。

施工前按工程师指示的表土开挖深度进行开挖，并将开挖的有机土壤运到指定地区堆放。防止土壤被冲刷流失。采用推土机集堆后，再用反铲辅配20T自卸汽车清除开挖区局部残留和回填区陆域部分的腐植土等有机土壤，清理的表土运至发包人指定的地点堆放。

堆存的有机土壤用于工程后期的环境保护。按合同要求和业主、工程师确定的环境整体规划，合理使用有机土壤。

3.2.1.3土方开挖

土方开挖，按进度计划安排分区、分层开挖至基岩出露或设计高程。土层较薄时采用推土机集料再用反铲挖装，土层较厚时直接用挖掘机挖装，20T自卸汽车运输。

每层土方开挖，挖至距设计边坡轮廓3.0~5.0m范围时，进入该层土方边坡开挖，土方边坡的开挖方法：

①测量放样，对边坡开口线进行现场放样、标识。

②人工配合反铲开挖边坡。

反铲挖至距边坡轮廓0.2~0.4m范围，余下用人工按设计坡比修坡。

③人工配合推土机开挖边坡

对坡比缓于1∶4的土质边坡，采用推土机推除距设计边坡线0.2~0.4m以上的土方，最后用人工按设计坡比修坡。

④土层中间出现渗水的土质边坡开挖

对局部出现集中渗水的边坡，边坡开挖前，对渗水采用水管集中引排法，边坡开挖后重新设置好引排水管，避免渗水直接从土坡上流出，确保边坡安全稳定。

⑵土方开挖部位排水措施

①土方分层开挖部位上的表面均形成0.2～0.3%的坡度，以便自然排水。表层清除的腐植土弃渣场和回填区表面平整并形成0.2～0.3%的坡度，便于表面排水。

②边坡开挖前，根据要求在开挖轮廓线外坡顶结合永久排水系统设置截(排)水沟，防止雨水对开挖边坡的影响。

③随着边坡的形成，在坡脚挖排水沟，并将边坡上渗水引流到排水沟及施工区外。如遇到边坡上较大地下渗流时，按监理人指示采取有效的疏导和保护措施。

④安排专人负责修建和维护排水设施，坡顶设截洪沟，坡脚设排水沟及集水井，并配备充足排水设备，保持工地良好的排水状态，确保边坡不受雨水、地下渗水冲刷破坏，建(构)筑物基础及其他设施不受雨水影响，防止水土流失。

⑤弃渣场做好排水设施，周围挖排水沟，防止或减少雨水冲刷弃渣边坡，弃渣边坡坡大于1：1.5，边坡表面采用采挖石渣料覆盖。弃渣场平台上向四周形成1％～2％缓坡，便于自然排水。

3.2.2.1爆破施工方案

根据招标文件要求和现场地形、地质条件、周围环境，结合我公司长期的施工爆破经验，确定船闸工程石方明挖采用梯段微差挤压爆破，永久边坡和沟槽爆破采用预裂爆破或光面爆破，重要部位开挖在主炮孔和预裂孔(光面孔)间布设缓冲爆破孔；接近建基面时采用柔性垫层法进行保护层一次性开挖，10～20cm欠挖部位采用风镐处理。

3.2.2.2爆破试验

爆破试验钻爆参数，暂按3.2.2.3节中各种爆破暂定参数进行。具体试验场地和爆破设计，现场确定，并报工程师审批后实行。

3.2.2.3施工爆破设计

②梯段爆破主爆孔孔内装药结构

注：软石单耗0.30～0.40kg/m3；次坚石单耗0.40～0.50kg/m3；坚石单耗0.50～0.6kg/m3。

缓冲爆破是为了减少主爆炮孔爆破对后侧边坡的影响，在主爆孔(梯段爆破)与边坡开挖爆破孔(主要为预裂爆破孔)之间增加1～2排缓冲爆破孔，其规模比主爆孔(梯段爆破)爆破规模要小。

①缓冲爆破暂定钻爆参数

缓冲爆破排数与主爆孔的孔径有关，主爆孔孔径越大，缓冲爆破排数越多。船闸工程梯段爆破主爆孔孔径(76～(89mm，设1排缓冲爆破孔，孔径(76mm，孔距为1.0～2.0m、排距1.2～1.5m，单耗药量，一般为主爆孔的0.7~0.8倍，即为q=(0.30~0.45)kg/m3。爆破参数将在施工现场，根据地质情况和爆破试验成果及时修正。

(a)钻孔剖面图(b)钻孔平面图

线装药密度，采用经验公式：

Q线=0.042[a2]0.6[σ压]0.5

式中：Q线——计算线装药密度(kg/m)，结合预裂爆破试验确定；

σ压——岩石极限抗压强度(MPa)；

具体根据现场爆破实验效果及施工中岩石钻孔情况，现场调整。

2.375~2.78125

(2/3~1/2)Q线

光爆层就是边孔与主爆孔之间的岩石层，光爆层的厚度就是边孔(光爆孔)的最小抵抗线。

光爆层的厚度W与周边孔的间距E有着密切的关系，可用两者的比值K=E/W来表示，K称为周边孔(光爆孔)的密集系数，通常取K=0.8左右。

光面爆破采用与预裂爆破相同的间隔装药，装药结构一般分为孔口堵塞段，正常装药段及底部加强段，孔底放1～2个标准药卷，堵塞段一般为炮孔深度的1/4～1/5。

①进行保护层开挖的部位

在重要的建筑物接近建基面时，为保证建基面完整性，进行保护层开挖。

运用可靠成熟技术，在确保建基面开挖质量的情况下，尽量降低工程成本，保证工程施工进度。

③保护层爆破方案的选择

土建施工中常用的保护层爆破方法有常规保护层爆破开挖法、水平预裂开挖法、保护层一次性爆破开挖。鉴于保护层一次性爆破开挖具有适应性好，能进行规模生产作业，能有效保护保留岩体，保护层一次挖除，施工简便，成本低，适应大规模作业，船闸工程保护层开挖采用一次性开挖法施工。

⑤建基面完整性控制措施

建基面完整性是保护层一次爆破开挖控制的关键，控制途径主要通过标高控制钻孔深度、垫层长度、装药结构控制。

钻孔深度：通过孔口测量，严格控制超钻深度在建基面以上。

柔性垫层：柔性垫层采用预先加工，长度暂定为20cm，具体长度根据爆破试验效果确定。

装药结构：装药采用不耦合装药，降低爆破应力波对建基面的破坏。

标高控制主要控制钻孔深度，在保证超挖小于20cm的前提下，尽量减少欠挖。局部欠挖采用风镐或人工清撬处理。

大块石解炮单位耗药量计算公式：q′=kf·q

式中：q′——大块石解炮单位耗药量kg/m3；

q——梯段爆破时，岩石爆破单位耗药量kg/m3；

3.2.2.4爆破施工方法

③设计建基面局部欠挖采用风镐或人工清撬处理。

①预裂爆破和光面爆破，按照本节3.2.2.3、表3－3中爆破设计要求的装药结构和施工程序进行孔内装药。

②梯段爆破，按本节3.2.2.3、表3－2中梯段爆破设计的装药结构、装药量进行装药。

③炮孔装药时，使用木棍或竹杆装药。禁止使用石块和易爆材料堵塞炮孔。

3.3.1施工进度计划

船闸先进行上下游引航道边水上边坡开挖，基坑排水完成后进行水下边坡开挖，开挖合格粘土料作为一期土石围堰回填粘土料，不合格料作为弃料弃往钱营变电所东侧冲沟回填，多余弃料则运往谢家台弃碴场。上游引航道开挖时段为2006年10月3日～2007年11月15日，下游引航道开挖时段为2007年1月3日～2007年12月31日。

07年1月3日，围堰闭气、排水完成，基坑内进行施工支线和开挖临时道路修筑，作好开挖准备工作。

07年1月25日，闸室及上下闸首开挖开始。

07年2月10日，开始基础底部石方钻爆施工.

07年3月1日，闸室底板第二、三、四块开挖完成，开始砼施工。

07年3月1日义乌市绿色建筑专项规划(2016-2025年)（义政发[2017]54号 义乌市人民政府2017年10月18日）.pdf，上下闸首基础开挖完成，开始进行砼施工。

07年6月10日，闸室基础开挖完成。

07年8月30日，船闸上游导航墙基础开挖完成。

07年9月30日，船闸下游导航墙基础开挖完成。

07年11月15日高档小区精装修工程施工组织设计，上游引航道开挖完成。

07年12月31日，下游引航道开挖完成。