大坝土石方开挖施工方案

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大坝土石方开挖施工方案

1编制依据及编制原则 2

3.1开挖施工程序 3

3.2土石方施工方法 3

4.1施工道路布置 7

市内环路东晓南路放射线二期工程安全文明施工组织设计方案4.2开挖施工风、水、电布置 8

4.3基础抽排水系统 9

5弃渣场规划及管理 10

5.1弃渣场规划 10

5.2弃渣场管理 10

6爆破工艺措施及技术要求 10

6.1控制爆破工艺措施 10

6.2石方明挖技术要求 11

7开挖及支护进度计划 13

8.1主要施工机械配置 13

8.2劳动力计划表 16

9施工质量控制和施工安全措施 16

9.1施工质量管理控制 16

9.2施工安全措施 17

10需协调的相关事宜 19

《爆破安全规程》(GB6722—2003);

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002);

《水电工程施工组织设计规范》(DL/T5397—2007);

水利水电工程施工组织设计手册;

新疆沙尔布拉克水电站工程大坝工程招标及合同文件;

根据总进度计划要求,沙尔布拉克大坝2011年10月31日前需完成左右岸坝肩及基坑开挖任务。

大坝基础石方开挖约8.0万m3,具体工程量分布详见图表1。

图表1石方开挖工程量表

根据坝基分区、分层布置,各部位开挖施工时,按自上而下、由外向内的原则进行,坝基开挖程序为:先开挖左岸肩(EL752.5以上),次开挖右岸肩(EL752.5以上),最后开挖基坑(EL752.5以下)。开挖的工序为:场地清理(土方开挖(梯段钻爆开挖(建基面保护层开挖。施工时按各道工序依次进行,形成多工作面流水作业。具体开挖程序详见附图:01《沙尔布拉克水电站大坝工程开挖平面布置图》和附图:02《沙尔布拉克水电站大坝工程开挖分区分层示意图》。

施工前由测量放出设计开挖边线,对开挖范围内的原始地形、地貌进行复测,核实开挖原始断面,确定开挖及清理范围,人工配合液压反铲挖掘机清理开挖区内的植被、杂物,并在开挖开口边线外按设计要求做好排水沟。

本标土方开挖为局部覆盖层开挖。首先进行测量放样,标识出开挖范围和位置,然后用人工结合机械清理开挖区域内的树木和杂物,清理范围延伸至开挖线外侧3m,并将开挖区域上部孤石、险石排除,较大块石用小炮清除。开挖区域清理完毕后,按设计要求设置施工边坡上部地面排水系统。

覆盖层开挖采用CAT330反铲削坡,人工配合修整边坡。按照测量放样开口线沿马道方向形成边坡开口,然后自上而下分层开挖。同一层面开挖施工,按照“先土方开挖,后石方开挖,再边坡支护”的顺序进行,使开挖面同步下降。开挖土料翻落至下部集渣平台或直接装车。

土方边坡开挖接近设计坡面时,按设计边坡预留0.2m~0.3m厚度的削坡余量,再人工整修。人工整修边坡的控制方法为:制作一个与设计边坡相同坡比的角尺,削坡时,用角尺检查边坡的超欠情况,边检查边整修。在修整过程中,每隔3米高差,用测量仪器检查校核一次削坡情况,形成达到设计要求的坡度和平整度为止。雨天施工时,施工台阶略向外倾斜,以利于部位排水。在开挖施工过程中,根据施工需要,经常检测边坡设计控制点、线和高程,以指导施工,并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点,定时观测边坡变形情况,如出现异常,立即向监理工程师和业主报告并采取应急处理措施。土方开挖采用自上而下分层开挖的方式进行。施工程序详见图表2。

图表2土方开挖施工程序框图

根据分层、分区布置,结合施工道路布置情况,石方开挖采用自上而下、由外向内的顺序进行施工。各区、层的开挖按钻孔、爆破、出渣等各道工序依次进行,形成多工作面流水作业。石方开挖施工程序见图表3。

图表3石方开挖施工程序框图

图表4深孔梯段爆破试验参数

说明:对该爆破参数试验成果进行分析,编制爆破参数作业指导书。

图表5深孔预裂爆破试验参数

说明:对该爆破参数试验成果进行分析,编制爆破参数作业指导书。

图表6水平保护层开挖钻爆参数

图表7光面爆破钻爆参数表

为确保马道或基础建基面不遭受破坏,临近边坡马道或基础建基面时,预留1m厚岩体保护层,保护层开挖方式主要采用水平钻孔或垂直钻孔两种方式,其中马道采用深孔水平光爆法施工,由于原河床至底部开挖厚度为2m左右,所以基坑开挖采用垂直预裂爆破施工。

出渣:出渣主要采用CAT330反铲挖掘机,配15t自卸车运输;保护层开挖先采用人工配合翻渣,然后再进行机械出渣。

齿槽、止水槽及断层开挖方法

钻孔:造孔采用手风钻,采用小药量、小单响的爆破,周边采用预裂孔爆破,爆破孔间排距为1.8×1.8m,的方形布孔,

出渣:出渣主要采用CAT330反铲挖装,15t自卸车运至渣场。

根据施工总进度计划要求、开挖程序及开挖工作面数量的布置,结合各弃渣场的容量和土石方平衡调配计划,主要的开挖施工道路有:

L1施工道路:导流洞出口至导流洞进口,沿右岸河边修筑一条施工道路,作为右岸开挖出渣的主要道路,长度约为0.7km。

L2施工道路:现有左岸施工道路至大坝坝基的延伸段,作为左岸坝肩EL752.50m~EL784.00m高差范围内开挖出渣的主要道路,长度约为0.3km。

L3左岸上坝公路:为中水十局修筑,作为挖掘机和钻机进场道路,目前已基本形成,部分用于EL804.00m~EL834.00m高差范围内开挖出渣的主要道路,长约2.5KM。

L4施工道路:为基坑开挖施工道路,根据现场土石方平衡计划,基坑开挖石渣主要用于大坝上游围堰填筑,L4施工道路拟从基坑最低高程EL744.5随围堰填筑加高至EL758.0高程左右,道路平均坡比10%,长度约为0.15km。

L5施工道路:导流洞进口至右岸坝肩施工道路,作为挖掘机和钻机进场道路,长度约为0.5km。

具体施工道路布置见附图:01《沙尔布拉克水电站大坝工程开挖平面布置图》。

开挖施工风、水、电布置

左、右岸下游布置一个5m3水箱供水,施工用水直接用潜水泵从河床抽取。

开挖期间主要施工用电主要为夜间照明和抽水用电,用电量为1*20=20KW,正式供电线路完工前拟采用发电机临时供电,在左岸各布置一台20KW柴油发电机,供大坝左岸施工用电;正式供电线路完工后,左岸由3#变配电所供大坝左岸施工用电,右岸由4#变配电所供大坝右岸施工用电。

抽排流量计算公式Q=ηV/T

式中Q─初期排水流量(m3/s);

V─基坑的积水体积(m3);

T─初期排水时间(s);

η─经验系数,主要与围堰种类、防渗措施、地基情况、排水时间等因素有关,一般取η=3~6。当覆盖层较厚,渗透系数较大时取上限。由于本工程在上下游围堰合拢后即开始基坑初期排水工作,围堰只采用粘土闭气,综合考虑本次计算取η=4。

基坑积水量:基坑(戗下游侧至下游围堰之间区域EL753.0高程)平面面积15000m2

V=15000m2×0.6m=9000m3

初期抽排水时间:按3天排干计算

Q5=(9000×4)/(3×24×3600)=0.139m3/s=500m3/h

因此初期抽排水拟配置的抽水设备详见图表8。

图表8基坑初期抽排水拟配置抽排设备表

已完成上游围堰采用复合土工膜结合高喷灌浆防渗墙型式防渗(EL757高程以下采用高压旋喷灌浆,以上采用复合土工膜)和下游围堰采用粘土心墙结合高喷灌浆防渗墙型式防渗(EL754高程以下采用高压旋喷灌浆,以上采用粘土心墙)。预计上游围堰渗水量不大,少量基坑渗水出现在下游围堰,当基坑内集水较多时,采用开挖集水坑,并用潜水泵将水抽出堰外。拟在坝0+110基坑上、下游侧分别设置一个1m×1m×1m的集水坑,并分别在上、下游侧集水坑各设置两台7.5kw潜水泵用于基坑经常性抽排水。

考虑到本年度大坝围堰土石方填筑量大,施工任务非常紧张,大坝所有的弃渣约8万方,都可利用于围堰填筑,因原设计规划的下游右岸共用弃渣场距围堰填筑区域较远,为确保围堰填筑施工进度,弃渣场拟调整为位于主坝上游围堰附近区域的1#、2#、3#、4#弃渣场,具体位置详见附图:01《沙尔布拉克水电站大坝工程开挖平面布置图》。1#弃渣场位于大坝左岸上游围堰上游冲沟处,主要容纳左岸坝肩EL784m高程以上的开挖弃渣,弃渣运距为150m;2#弃渣场位于左岸钢栈桥下游,主要容纳左岸坝肩EL752.5~EL784.5m高程范围内的弃渣,弃渣运距为700m;3#弃渣场位于右岸导流洞进口上游,主要容纳右岸坝肩EL768.5m高程以上的开挖弃渣以及导流洞开挖部分弃渣,弃渣运距为450m;4#弃渣场位于右岸钢栈桥下游,主要容纳右岸坝肩EL752.5~EL768.5m高程范围内的弃渣以及右岸上坝公路开挖的部分弃渣,弃渣运距为800m。

在主坝开挖施工过程中的弃渣服从监理人的调配,对监理人已确认的可用料,在开挖、装运、堆存和其它作业时,采取可靠的保质措施,保护该部分渣料免受污染和侵蚀,有用料和无用料应分开堆存并服从监理人的安排,如部份弃渣可直接用于上、下游围堰的填筑或服务于本工程的其它部位填筑。弃渣场应堆放整齐,表面平整,边坡安全,并设置完好的截、排水系统,并根据监理人的指示做好施工弃渣的治理措施,保护施工开挖边坡的稳定,防止施工场地的开挖弃渣冲蚀河床或淤积河道。

爆破工艺措施及技术要求

采用斜孔爆破,使爆破地震波尽可能多的向地心方向传播,降低面波强度,其次采用微差爆破技术,最大限度地控制单响药量,并实现单孔单响,降低了地震波峰值,同时在装药结构上采用间隔装药等方法,单孔药量减少,以上措施可保证附近场地地表质点振速控制在5cm/s以内,不会造成附近场地内建筑物基础性和结构性损坏。

本工程的钻孔包含预裂孔、光爆孔、爆破孔三种,预裂孔的钻孔直径为76mm,光爆孔直径为40mm,爆破孔的钻孔直径为76mm;钻孔机具采用露天潜孔钻和手风钻。

钻孔孔位、角度和孔深应符合爆破设计的规定,钻孔角度偏差一般不得大于30″,开孔误差不应大于5cm;已完成的钻孔,孔内岩粉应予清除,孔口加以保护;对于因堵塞无法装药的钻孔,应预重新扫孔,并经检查合格后才可装药。主爆破的钻孔不得进入预留保护层内,设置有马道时,所有钻孔均不得超过马道面高程。布孔时,在开挖线转角处或预裂面两端至少应布置一个导向孔,避免爆破裂缝进入两侧保留岩体内。

本工程的石方开挖均采取控制爆破,为使开挖面符合施工图纸所示的开挖线,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,对于不适应采用预裂爆破的部位,应预留保护层。采用预裂和光面爆破技术的相邻两炮孔间岩面的不平整度应不大于15cm,孔壁表层不应产生明显的爆破裂隙,残留炮孔痕迹保存率应控制在规范要求之内。与预裂爆破孔相邻的主爆破孔,应严格控制其爆破参数,避免对保留岩体造成破坏,或使其间留下不应有的岩体而造成施工困难。

岩体爆破后,应等待15min的安全时间后,对爆破进行检查,确认是否有盲炮,查看爆堆是否稳定,有无危坡、危石,地下爆破时还应检查是否冒顶和危岩,支撑是否破坏,炮烟是否排除。检查人员发现盲炮及其他险情,应及时上报处理,处理前应在现场设立危险标志,并采取相应的安全措施,无关人员不得接近。发现残余爆破器材应收集上缴,集中销毁。

按照合同文件的总进度要求、现场实际施工条件,开挖施工进度计划安排如下:

坝基土石方开挖施工机械主要为挖掘机、钻机和运输机械,按高峰月开挖强度4万m3进行配置。钻孔采用CL351履带钻和手风钻;装运采用反铲挖掘机CAT330D进行挖、装,配15T自卸汽车进行运输。考虑到开挖强度和工作面布置情况,按月工作时间按25天计、每天实行两班制作业、每班工作9小时的工作制度进行机械设备的配置。

Pj=60qnkekckykz

q—铲斗几何容量,m3,CAT330D铲斗1.8m3;

n—挖掘机每分钟挖土次数,取2次;

ke—土壤可松系数,爆破不好的岩石取0.75;

kc—铲斗充盈系数,爆破不好的岩石取0.7;

ky—挖掘机在掌子面内移动影响系数,取0.95;

kz—掌子面高低与旋转角大小的校正系数,取1.2;

CAT330D生产率:Pj=60×1.8×2×0.75×0.7×0.95×1.2=129m3/h(自然方);

CAT330D生产率:P=9×0.9×129=1045m3/台班(自然方);

挖掘机、装载机需用量主要根据开挖量和机械生产效率来确定,按下式计算:

N=Ksm/WPsKt

m—月开挖的方量,4万m3(自然方);

Ks—岩石松散系数,取1.45;

W—月台班数,每月工作25天,每天2台班;

Kt—时间利用系数,取0.9;

经过计算,并根据工作面的需要,配置CAT330D挖掘机2台能满足工程需求,同时备用1台CAT330D挖掘机。

P—钻机生产率,m/台班;

V—钻机钻进速度,履带站中硬岩石取30m/h;

Kt—时间利用系数,取0.9;

生产率:P=9×30×0.9=243m/台班;

钻机需用量按下式计算:

q—每延米孔深爆破方量,按岩石坚固系数10,每12m3/延米;

P—生产率,243m/台班;

则需履带钻机数量N1=40000/12/243/2/25=0.27台,选配1台,另外还选配了8把手风钻作为大块石解小及局部补充爆破钻孔。

本工程开挖区至弃渣场最大距离约1km,考虑运输道路情况及施工条件,每小时运4趟,15t汽车载重按8m3(自然方);工作时间每月25天,每天2台班,每台班9小时计算,则其生产率:

15t汽车生产率:P=25×4×9×2×8×0.8=11520m3/月;

DB32/T 3377-2018标准下载汽车需用量按下式计算:

m—月开挖强度4万m3(自然方);

P—生产率,15t汽车生产率11520m3/月;

基坑放坡与临边防护专项施工方案(建筑工程)则需:15t汽车数量N=40000/11520=3.4台。工作面需要增加4台。则实际进场车辆为8台。

根据开挖施工进度安排,采用加大施工机械投入来加以确保,现按土石方高峰强度为4万m3/月。主要施工机械配置见图表9。

图表9主要施工机械配置表

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