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中孔泄洪洞出口段土石方开挖及支护专项施工技术方案

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2020年5月29日
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中孔泄洪洞出口段土石方开挖及
支护专项施工技术方案
方案编号:[ ]005号

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目 录
1 工程概述 1
1.1工程项目概述 1
1.2工程地质 1
1.3开挖与支护工作内容 1
1.4土石方明挖、支护注意事项 1
2 施工布置 2
2.1施工道路布置 2
2.2施工风、水、电、布置 2
2.3弃渣场 3
3 施工工艺流程 4
3.1土石方明挖工程施工工艺流程 4
3.2支护工程施工工艺要求流程 5
4 施工测量 5
4.1测量控制系统 5
4.2 土石方施工测量 5
5 施工工艺及施工方案 6
5.1土石方开挖工程 6
5.2边坡支护 17
6 土石方开挖及支护施工进度计划 24
6.1土石方开挖支护施工进度计划 24
6.2支护施工进度计划 25
7 施工机械配置 25
7.1土石方明挖施工机械设备配置 25
7.2边坡支护机械配置 26
8 质量控制措施 26
8.1开挖质量控制措施 26
8.2 支护工程质量控制措施 28
9 安全控制措施 29
9.1土石方开挖安全技术控制措施 29
9.2 支护技术安全措施 31
9.3 高边坡施工安全措施 33
9.4 临边、洞口及高处作业安全防护技术措施 33
9.5 个人安全防护 34
9.6 夜间施工措施 34
10 环境保护措施 35
10.1 扬尘控制 35
10.2 加强污水废水的处理 35
11 资源配置计划 35
11.1主要施工机械配置 35
11.2劳动力资源配置计划 36

1 工程概述
1.1 工程项目概述
中孔泄洪洞出口段开挖部位主要有泄槽段、调流鼻坎、陡坡段、水垫塘段、护坦段、钢筋石抛石段。主要工程量主要包括:出口段土方开挖和出口石方明挖,开挖工程量有土方明挖156万m3,石方明挖145万m3。
中孔泄洪洞出口支护工程类型主要包括:随机或系统锚杆支护、挂网钢筋、喷射混凝土支护工程。支护工程锚杆约为24563根水泥砂浆锚杆,锚杆长4.5m和12m。喷射混凝土有4575m3,挂网钢筋186T。
1.2 工程地质
出口泄槽及斜坡段(0+439～0+609m):桩号0+447m之前段基岩裸露;后段覆盖厚度28～42m的含碎石低液限粉土和阶地砂卵砾石层,基岩为灰岩、白云质灰岩夹薄层状灰岩、砂岩和页岩,顺层结构面较发育,岩层走向与明渠近直交。该段挖深34～74m,基础主要处于弱风化岩体内;
水垫塘段(0+609～0+758.7m):上部覆盖厚度8～38m的风积含碎石低液限粉土和砂卵砾石层,底部基岩为灰岩、白云质灰岩夹薄层状灰岩、砂岩和页岩互层,顺层结构面较发育。水垫塘挖深39～71m,基础位于微风化岩体内;
护坦段(0+758.7～0+872m):开挖深度2～28m,基础处于弱风化岩体及砂砾石层内,抗冲蚀能力较差,须采取防护措施。
1.3 开挖与支护工作内容
开挖工作包括:准备工作、地形复测、放样、土石方开挖、钻爆前场地清理、钻孔爆破、挖掘运输、边坡观测、完工验收前等工作。
支护工作主要分布在边坡、水垫塘两侧边坡,工作内容包括,脚手架的搭设、钻孔、锚杆制作与安装、挂网钢筋制安、喷射混凝土施工等工作
1.4 土石方明挖、支护注意事项
1.4.1 土石方明挖注意事项
1. 施工道路布置
开挖边坡上部施工场地较小,高差大,进入台阶工作面前的施工道路布置难度大;对于无条件修建汽车运输道路的部位,只修建供钻机、推土机、反铲进入工作面施工的道路。待有修路条件后修建供汽车运输的临时施工道路,施工道路的路面情况及宽度必须满足最大运输量。
2.高边坡开挖
中孔泄洪洞出口位于坝址区左岸岸坡上,坡度较陡,出口段开挖断面较大,开挖后的开挖边坡较陡,存在高边坡的威胁。
1.4.2 中洞泄洪洞出口边坡支护施工特点:
1、施工区山高坡陡,道路布置困难,支护工程施工交通及机械和材料运输等极为不便。
2、支护工作面多,工程量大,施工作业面狭窄,支护工序间存在交叉作业现象。开挖坡面需要及时跟进支护,时间要求紧迫。
3、支护施工属高空作业、交叉施工作业、等特点。安全施工尤为突出,必须加强安全防护工作,确保各项工程安全有序的顺利进行。
2 施工布置
2.1 施工道路布置
中孔泄洪洞出口土石方开挖、支护施工道路布置
1、根据出口段地形情况,工程布置形式,施工道路经过现已修通的12道路,在修筑12#-1路到达中孔泄洪洞出口洞脸上方开始洞脸高边坡开挖,随开挖高程下降,施工道路顺次下降,后期修筑12#-2、12#-3、12#-4临时施工道路,满足后期土石方开挖及边坡支护的需求。
2、水垫塘段施工道路,从泄洪洞护坦段旁山体开挖修建临时施工道路进入,施工道路宽度、坡度须满足施工道路运输要求。
2.2 施工风、水、电、布置
2.2.1 施工供风
石方明挖钻孔、锚杆钻孔及喷射混凝土用风采用电动空压机供风,利用软管将高压风输送至各转机使用。
2.2.2 施工供(用)电布置
1、施工供电
中洞出口段,石方开挖总量为146万m3, 石方开挖量为49万m3,工期2个月,每月开挖工程量为24.5万m3,施工强度大,根据施工开挖强度要求计算,架设2×630kva变压器,可满足现场施工用电需求。边坡支护供电也从改变压器接入各施工机械,满足施工供电的要求
2、施工照明用电
采用太阳灯解决开挖工作面照明,足部地方采用碘钨灯照明。
2.2.3 供(排)水布置
1、施工供水
施工现场钻孔用水采用高扬程的离心式水泵在河道内抽水至施工现场安放的水罐中,管道采用110mm铁管架设,抽至水箱内,各施工面用水从水箱抽取。施工道路洒水车配水在河道旁架设水泵抽水至水车中,满足道路洒水用水的需求。
2、施工排水
(1)边坡及道路排水
根据阿尔塔什水利枢纽气候条件,工程区域降雨量少,在进行边坡开挖及支护时,沿坡脚处利用挖掘机修筑临时排水沟,排水沟修至施工区以外;施工道路的排水沟,设于靠山侧路旁,排水沟的纵坡与道路纵坡相同。
(2)隧洞出口基坑开挖抽排水
出口水垫塘段由开挖段面大,处于地下水位以下,因此排水量大,因此设置5台水泵,采用50WQ15-30-3型电动潜水排污泵进行抽排,扬程H≤20m,抽水能力Q=50m3/h。必要时,具体根据现场实际需要增设。
2.3 弃渣场
2.3.1 渣场的设置
中孔泄洪洞出口段开挖土石方的碴场,布置在4#渣场,距坝址下游约3.5km右岸阶地上。利用料堆放场为1#利用场,距坝址上游约3.0km左岸阶地上。
2.3.2 渣场的卸料
渣场设专人指挥管理。土料和石料按分区进行卸料。
渣场的卸料,用进占法进料卸料,对1#和4#渣场,从起步进料位置起,按一定坡度(约为i≤4%)用推土机推料逐步抬高进料。
在1#和4#渣场,石渣的卸料进占,靠河边位置填较大粒径石渣,以保护渣料不被河水冲走。渣场对河道占用宽度,以满足汛期不影响河道安全渡汛为准,具体按现场监理人的确定范围实施。
3 施工工艺流程
3.1 土石方明挖工程施工工艺流程
土石方明挖及土方回填施工工艺流程见图3-1。

土石方明挖

地形复测、测量放线

临时施工道路修整

自上而下分层开挖

边坡修整及支护

建基面开挖

建基面清理及地质编录

开挖后建基面测量

验收

图3-1土石方明挖施工工艺流程

3.2 支护工程施工工艺要求流程
施工工艺流程,详见图3-2
岩面清理

施工平台搭设

测量放样

设备就位

钻 孔

锚杆验收

原材进场
原材检验

锚杆灌浆、安装

排水孔制安

喷射混凝土养护
喷射作业
埋设喷层厚标

喷射混凝土检查验收
混合料制作运输

下一施工循环

3-2 支护施工工艺流程图

4 施工测量
4.1 测量控制系统
本工程面积大,工期紧,地形复杂、地势险峻,测量难度较大。拟以业主提交的测量控制基准点为基础,建立闭合导线控制网,再根据施工控制网测设各个细部。开工前测量准备工作包括:检查和复核测量基准点,增设控制点和水准点、建立控制网、复测原地形、施工放样。施工测量的精度按<工程测量规范>(GB50026-93)执行。
4.2 土石方施工测量
4.2.1
根据己建立的平面和高程控制系统,放出边界桩,并在各边界设置横向及纵向控制桩,每1OOm设置一个,控制桩用混凝土浇筑,埋深在地面以下20cm,以控制边界以及控制高程。
4.2.2
根据施工图给出的开挖变线轮廓,利用全站仪来实施施工放样,测出地面高程和设计高程,将每一个断面的开挖深度用红铅笔写木桩上(侧面)。 在开挖过程中,利用全站仪进行校核测量控制。
4.2.3
石方开挖时,每爆破一层,对该层高程及时测量,严格控制爆破开挖的高程,既不超深又必须达到设计开挖标高。施工过程中,应对控制点进行保护,并经常进行复测,做到准确无误。
5 施工工艺及施工方案
5.1 土石方开挖工程
5.1.1 土方开挖
5.1.1.1 土方开挖施工方法
1.分层开挖
中孔出口段土方开挖的部位,主要集中在1#2#表孔溢洪洞、中孔泄洪洞出口泄槽及斜坡段和水垫塘段和护坦段。出口泄槽及斜坡段覆盖层厚度28～42m,含碎石低液限粉土和阶地砂卵石层,水垫塘段上部覆盖层厚度8～38m的风积含碎石低夜限粉土和砂卵石层,护坦段开挖深度2～28m,土方明挖的开挖方式采用自上而下,用反铲配自卸汽车依次分层进行开挖。
2.山坡坡顶部位土石方开挖
对于出口开挖顶部,土石方开挖工作面场地狭小,汽车不能进入,顶层岩石钻爆后,用反铲向下一个台阶甩开挖渣料,在下一台阶工作面一起挖运。泄槽段的石方开挖要同洞子开挖一起分层开挖。
3.形成独立工作面的土方开挖
对于土层较厚,汽车运输能进入,反铲能进行土层单独开挖的工作面,用反铲挖掘土方装自卸车运出。
该层土方挖掘结束,即进入该层岩石钻爆。
5.1.1.2 土方边坡开挖
5.1.1.2.1 土方边坡开挖
根据图纸设计要求坡度进行开挖,高程方向10m设一马道并护坡处理。
土方开挖临近边坡时,进入土方边坡开挖。开挖方法为:
反铲挖掘至距土质边坡轮廓边线30cm时,用人工及时进行削坡,反铲将人工削下的土料挖掘机装车运出。
5.1.1.2.2 土方边坡开挖施工过程质量控制
土方边坡开挖前,先进行测量放线,并在现场设置明显标识,施工人员严格按施工图要求和放样位置进行削坡,及时用坡度尺进行质量检查;测量人员进行测量检查及时指导施工,确保实际边坡及削坡平整度符合施工图要求。
5.1.2 石方开挖
5.1.2.1 石方开挖(爆破)主要技术要求
1、开挖区开挖作业前14天,向监理人提交一份钻爆作业措施计划,内容包括:
(1)爆破孔的孔径、孔排距、深度和倾角等孔网参数;
(2)采用炸药和起爆器材的名称、类型、单位耗药量和装药结构;
(3)雷管型号、起爆方式、延时顺序;
(4)爆破试验。
2、为使边坡开挖符合施工图纸所示的开挖面,采用预裂爆破或光面爆破技术,对不适宜预裂爆破的部位,预留保护层。
3、建筑物基础开挖,紧邻设计建基面或边坡面及防护目标地段的开挖,采用孔径≤φ100mm,钻爆方法;基础不允许欠挖,开挖面严格控制平整度。
4、采用预留岩体保护层开挖方法,其上部开挖炮孔不得进入保护层。开挖保护层时,钻孔不得进入建基面岩体。
5.1.2.2 爆破施工方案
5.1.2.2.1 爆破施工方案选择
中孔泄洪洞出口段石方开挖区岩石边坡采用预裂爆破,马道平台采用水平光面爆破,施工道路上部开挖部位、前期清理掌子面及大孤石采用浅孔爆破。其余开挖部位施工均采用深孔梯段微差挤压爆破方案。
爆破所用的炸药采用硝铵炸药和乳化炸药;雷管主要采用毫秒微差电雷管,当开挖量较大时采用孔外、孔内分段、塑料导爆管起爆器起爆,以满足最大一段起爆药量控制要求。
5.1.2.2.2 爆破施工工艺流程
钻爆施工工艺流程,详见图5-1。

梯段、缓冲爆破钻孔
起爆
爆破设计
现场爆破试验
爆破方案审批
预裂、光面爆破钻孔
布孔
堵孔、联网
警戒
安全检查、处理
装药
验孔

图5-1 钻爆施工工艺流程
5.1.2.3 爆破试验
5.1.2.3.1 试验目的
1、确定已建建筑物附近爆区振动衰减规律。
2、确定梯段爆破钻爆参数。
3、确定预裂爆破钻爆参数,满足预裂爆破后边坡和坡面平整度的要求。
5.1.2.3.2 编制爆破试验方案的依据
1、合同文件(施工图纸及技术要求)。
2、爆破安全规程、规定。
3、我公司长期积累的工程爆破施工实践经验。
5.1.2.3.3 试验要求
1、爆破试验提前编制详细的爆破试验设计方案和具体的实施措施,报项目监理人审批后实施。
2、爆破试验监测结果经项目监理人批准后以文件形式发给我公司在施工中正式采用。
5.1.2.3.4 试验方法
1、按批准的爆破试验场地和批准的爆破试验设计造孔。
2、爆破试验领导小组组织钻孔验收。
3、爆破试验现场作业和现场监测作业同步进行,并检查落实。
4、及时整理爆破试验成果并报监理人批准。
5.1.2.4 施工爆破设计
5.1.2.4.1 梯段爆破
5.1.2.4.1.1 梯段爆破设计
根据地形、地质确定
根据爆破设计确定
根据爆破 网络确定
梯段高度H
钻孔倾角a
超钻深度h

孔 径D
孔距a

排距b

装药结构

钻孔深度L

单孔药量Q1

炸药单耗q
延时顺序
单响药量Q
起爆方式
布孔形式

堵塞长度Lc

最小抵抗线

图5-2 爆破设计程序
梯段爆破设计,根据开挖高度、地形情况、钻孔机具、挖掘机械的性能和施工进度确定。
实施梯段爆破时,其钻孔与装药排数,根据梯段高度、临空面条件、地质条件、岩石性质、钻孔直径、施工强度要求等因素设计。
5.1.2.4.1.2 梯段爆破主爆孔爆破参数、孔内装药结构详见表5-1。
表5-1 梯段爆破参数表
名称
符号
单位
取值范围
装药结构示意图
梯段高度
H
m
6～10
非电雷管

孔距
a
m
3～5

排距
b
m
2～4
辅助药包 堵塞段
抵抗线
W
m
2～4

钻孔倾角
a
°
³75°
主爆孔炸药
单耗
q
Kg/m3
0.45～0.65

钻孔超深
h
m
0.5～1.0

孔深
L
m
7～11
非电导爆管
孔径
D
mm
φ76～φ138
起爆药包
堵塞长度
Lc
m
2.1～4.5

注:表中参数为暂定值,根据现场爆破试验成果进行合理调整使用。
3、梯段爆破布孔与起爆网络
宽孔距小排距微差挤压爆破,能充分利用爆破能量,可较好地控制爆渣块度,堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率,在爆破工程中已被越来越广泛的运用。根据施工实践经验,采用以下效果好的布孔形式和起爆网络,详见图5-3、图5-4。
起爆采用爆破延时技术。根据我公司长期施工实践,本标段爆破延时选用50～75ms为宜。
1
1
3
3
5
5

注:图中1、3、5为起爆雷管段号,一排一段起爆。
图5-3 梅花形布孔一字型起爆网络图

6
7
8
9
5
6
7
8
3
5
6
7
1
3
5
6
3
5
6
7
5
6
7
8
6
7
8
9

注:图中1、3、5、6、7、8、9、为起爆雷管段号。

图5-4 长方形布孔V型起爆网络图
5.1.2.4.2 缓冲爆破参数
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)之间设置缓冲爆破孔,其规模比主爆孔(梯段爆破)爆破规模要小。
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。本工程梯段爆破主爆孔孔径φ105~138mm,设1排缓冲爆破孔,孔径φ105mm,孔距为1.5~2.0m、排距1.2~1.5m,其它均与梯段爆破参数相同。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。
5.1.2.4.3 预裂爆破
5.1.2.4.3.1 线装药密度Q线计,采用长委长科院经验公式计算。
Q线计=0.36[σ压]0.63[a]0.67
式中:
Q线计——计算线装药密度(g/m),结合预裂爆破试验确定;
[σ压]——岩石极限抗压强度(kg/cm2);
[a]——孔距(cm),当孔径采用φ76～φ89mm时,[a]取80cm;当孔径采用φ100mm～φ102mm时,[a]取100cm。
注:Q线计系按2#岩石硝铵炸药考虑的量。
Q线计要减去导爆索每米炸药含量,一般导爆索炸药含量为12g/m。
5.1.2.4.3.2 不偶合系数
预裂爆破,一般采用不偶合装药结构。即:在孔壁和药卷之间存在着环状间隙。炮孔直径和药卷直径之比,称为不偶合系数(一般采用2～4)。本工程预裂爆破钻孔直径采用φ80mm或φ110mm,药卷直径采用φ32mm,不偶合系数分别为2.375或3.1875均符合要求。
5.1.2.4.3.3 预裂爆破参数
表5-2 预裂爆破参数表
参数名称
单位
取值范围
备注
孔深
m
同边坡长度

孔径
mm
φ76或φ102

孔距
cm
50～60(圆弧)
80～100(直线)

药卷直径
mm
φ32

不偶合系数

2.375或3.1875

线装药密度
g/m
Q线计

顶部装药密度
g/m
(2/3～1/2)Q线计

堵塞长度
m
0.6～2.0

详
5.1.2.4.3.4 预裂孔的装药结构
见图5-5装药结构示意图
图5-5 装药结构示意图
导爆索
堵塞段
顶部装药段
中部装药段
孔底加强装药段

堵塞段,长度一般为0.6～2.0m,用干砂等松散材料堵塞。
孔顶部装药段,堵塞段以下1～2m长度,称为顶部装药段。
Q线顶=(2/3～1/2)Q线计
孔中部装药段,Q线中=Q线计
药包中心距,一般为40～60cm或连续装药。
底部装药段,长度一般为0.5～1.5m。
孔深:2～5m Q线底=(1～2)Q线计
5～10m Q线底=(2～3)Q线计
10～15m Q线底=(3～4)Q线计
＞15m Q线底=(4～5)Q线计
5.2.4.3.5 药包加工、装药、堵塞和起爆
药包加工:按设计的装药量和装药结构,在孔外将药卷绑扎在导爆索上,形成炸药串。
装药:深孔一般将炸药串绑在竹片上,再放入孔内安装,竹片置于靠保留区一侧。浅孔将炸药串直接装入孔中。
堵塞:孔口不装药段,使用干砂等松散材料堵塞。堵塞材料不得掉入装药段。堵塞要严密,防止冲孔。
起爆:一般采用导爆索起爆。为了减轻预裂爆破振动影响,一次进行多孔预裂时,进行分段起爆,各段之间分别用毫秒雷管引爆。
5.1.2.4.3.6 预裂爆破效果要求
预裂爆破后,在开挖轮廓面上,残留炮孔痕迹均匀分布,预裂孔壁不应有明显的爆破裂隙,预裂面不平整度严格控制在有关规范规定的15cm范围内。
残留炮孔痕迹保存率控制:
节理裂隙不发育的岩体达到80%以上;
节理裂隙较发育的岩体达到80～50%;
节理裂隙极发育的岩体达到50～10%。
5.1.2.4.4 光面爆破
光面爆破也是控制开挖轮廓的爆破方法之一,布孔方式与预裂孔相同,光爆孔位置同预裂孔,光爆孔的爆破是在开挖主爆破孔依次向后起爆,最后光爆孔起爆。光面爆破有两个自由面,光爆孔与开挖主爆破孔用毫秒雷管分段起爆。
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,一般取K=0.8左右。
光爆也必须满足不偶合系数要求,一般大于2,不得小于1.5。
光面爆破采用与预裂爆破相同的间隔装药结构,孔口堵塞段长度与孔深有关,一般为0.6～2.0m,具体根据现场爆破效果调整。
光爆孔采用导爆索同时起爆,但在需要控制一次起爆药量的部位,进行分段起爆。
5.1.2.4.5 浅孔爆破设计
浅孔爆破采用梯段爆破方式爆破,浅孔爆破开挖深度较小,采用较小孔径的钻孔进行爆破,根据我项目部钻机配置情况,选用孔径为42～75mm;暂定浅孔爆破的爆破参数见表5-3.
表5-3 浅孔爆破参数表
名称
符号
单位
取值范围
装药结构示意图
梯段高度
H
m
≤5

导爆管

堵塞段

主爆孔炸药

起爆药包
非电雷管

孔距
a
m
2.5～3.5
排距
b
m
1～1.5
抵抗线
W
m
1.5～2.0
钻孔倾角
a
°
³75°
单耗
Q
Kg/m3
0.4～0.6
孔径
φ
mm
42~76
堵塞长度
Lc
m
1.0～2.0
5.1.2.5 爆破施工方法
5.1.2.5.1 钻孔
5.1.2.5.1.1深孔梯段爆破开挖深度5m以上时,采用高风压CM-351型液压钻机或YQ100B型快速钻机钻孔,钻孔直径φ75～φ138mm。
5.1.2.5.1.2、对于浅孔开挖爆破用YT-28型手风钻钻孔,钻孔直径φ42mm。
5.1.2.5.1.3、预裂爆破和光面爆破,对于边坡轮廓预裂孔,主要是采用YQ100B快速钻或CM-351液压钻机钻孔。钻孔直径为φ75～φ105mm,用于2m宽马道平台水平光爆、预裂钻孔,采用YT-28型钻机钻孔,钻孔直径为φ42mm。
5.1.2.5.1.4、严禁在残孔上钻孔。
5.1.2.5.2 装药
1、预裂爆破和光面爆破,按照本章5.1.2.4.3节、5.1.2.4.4节、表5-2中的爆破参数装药结构和施工程序进行孔内装药。
2、深孔梯段爆破,按本章5.1.2.4.1节、表5-1中梯段爆破参数、装药结构进行装药。
3、炮孔装药时,使用木棍或竹杆装药。
5.1.2.5.3 警戒及警报信号
爆破区周围300m范围设置爆破警戒区,交通道口设立警示牌。当爆破器材进入爆破区,结束装药进入联网前发出第一次警报,无关人员立即撤离危险区,警戒人员开始进入警戒工作;联网结束,危险区内人员和设备已全部撤离,警戒人员已在各关键位置进行警戒,确认具备起爆条件时,发出第二次警报信号,准许起爆员起爆;等炮响完后爆破员检查,如发现有盲炮,立即报告并及时派有经验的爆破员立即处理,经检查确认安全后,发出解除警戒信号,施工人员才能通行和进入施工现场。
5.1.2.5.4 起爆分段
石方爆破采用毫秒微差分段,根据允许最大一段起爆药量,经过起爆网络,进行依次顺序分段起爆。
5.1.2.6 石方开挖施工方法
5.1.2.6.1 钻爆施工方法
(1)上部第一层(即I层,厚度≤5m)钻爆
用YQ-100B型浅孔钻机为主造孔,YT-28型手风钻钻机为辅造孔,进行微差分段的光面爆破和浅孔梯段爆破。
YQ-100B型钻机孔径φ=80~100mm。
YT-28型钻机孔径φ=42mm。
(2)从II层至最后一层之间各层钻爆。
钻孔用CM351型液压钻机为主造孔,YQ100B型钻机辅助造孔,周边孔采用预裂爆破,主爆孔采用深孔梯段爆破,深孔梯段爆破深度拟为10m。
各部位最后一层岩石开挖,无水平预裂造孔条件的部分,按SL47-94第3.6.1条~第3.6.3条的规定进行分层钻爆开挖。
5.1.2.6.2 土石料渣土的处理
根据施工现场具体情况,修建利于交通运输的施工便道至施工作业面,要求通行条件良好,路面经常洒水润湿,做到不起尘。
开挖及爆破后的土石料采用反铲挖掘机挖装,20m3自卸汽车运输至弃料场,弃料运输至指定的料场,料场分为废料场和可利用料场,土料及含土较大的石渣运往4#废料场,含土较少的石渣运往可利用的4#料场,自卸车进入料场后由专人指挥卸料,当弃料卸料不到位时,采用220推土机进行料场的平整。
5.2 边坡支护
5.2.1 边坡支护施工布置
边坡支护施工前,在边坡上端设置防护栏,以减少飞石或滚石对边坡下端施工部位的影响。
根据施工总体布置,边坡按照设计要求每一个台阶从上向下开挖,边坡支护紧随开挖进行,上层不支护完成,不得进行下层爆破开挖施工。
边坡喷锚支护跟进边坡开挖,即一级边坡开挖成形且满足设计要求后立即搭设排架进行锚杆、喷混凝土的施工。在报请监理人批准同意后对于揭露出来的地质缺陷所显现的不稳定岩体,进行随机锚杆锚固和对特别破碎、不稳定的边坡视实际情况采取超前锚杆支护。
排架搭设:采用扣件式钢管双排施工脚手架,岩斜坡面布置,钢管与坡面采用锚筋和岩体连接以保证排架稳固。脚手架行距1.6米、排距1.5米、步距1.5米。钢管使用量为15吨,排架搭设随锚喷支护工作面周转。
设备布置:利用出口附近的空压站集中供风,用钢管将风接引至边坡附近利用。2SNS型灌浆泵、JJS-2B型搅拌桶、HPZV-5B型混凝土喷射机布置在边坡旁,施工用水采用洞口附近水池供水,用电采用网电引出。一级边坡支护完成后设备转移至下一级边坡。
边坡支护与开挖施工关系,见图5-6。
图5-6 支护与边坡开挖布置示意图
5.2.2 边坡支护采取的措施
加强边坡监测,加大安全投入,安全设施及预防措施配套,保障施工安全。
施工中,利用开挖施工道路,转运机具、设备和材料,同时合理协调支护与开挖施工,合理安排施工时段,保证工程顺利。
抓好工序衔接,采用合理成熟的施工技术,做好适时支护,采取纵向分层、横向相互错开的方法组织施工,尽量减少干扰。
资源配置充分,配备先进成套的机械设备,在保证质量的前提下,确保施工进度。
5.2.3 支护施工工艺流程
根据开挖施工进度安排,边坡支护施工遵循与开挖过程相配合、自上而下分层进行的原则,上一层支护未完成时严禁进行下一台阶爆破开挖施工;特别破碎、不稳定的边坡视实际情况采取临时支护措施。开挖边坡的喷射混凝土施工拟紧跟开挖工作面,在分层开挖过程中逐层进行,上层的支护须确保下面的开挖安全顺利进行。对于不稳定的岩质边坡,随边坡自上而下开挖时,边安设锚杆。
喷射混凝土紧跟锚筋支护进行,喷混凝土终凝至下一循环放炮时间控制在不小于3h。具体时间间隔、配合比需经过室内试验和现场喷射混凝土试验来确定。配制的喷射混凝土满足设计强度及喷射工艺要求。
施工工艺流程,详见图5-7。

岩面清理

施工平台搭设

测量放样

设备就位

钻 孔

锚杆验收

原材进场
原材检验

锚杆灌浆、安装

排水孔制安

喷射混凝土养护
喷射作业
埋设喷层厚标

喷射混凝土检查验收
混合料制作运输

下一施工循环

5.7 锚喷支护施工工艺流程图
5.2.4 主要施工方法及技术措施
5.2.4.1 锚杆施工
边坡锚杆钻孔倾角按照施工图纸及技术要求施工,与坡面垂直。根据设计文件图纸的要求,开挖边坡为1:0.3～1:1.5。采用普通水泥砂浆锚杆。
5.2.4.1.1 施工主材和机具
1、主要材料
锚杆:按照施工图纸要求,选用Φ25mm高强度的螺纹钢筋。
水泥:主要用于注浆水泥砂浆,选用标号不低于42.5级普通硅酸盐水泥。
砂:采用最大粒径小于2.5mm的中细砂,使用前须经过筛选合格。其质地坚硬、清洁。
水泥砂浆:按照施工图纸的要求,强度等级不低于25Mpa。
外加剂:按照施工图纸及技术要求,水泥砂浆中添加的速凝剂或其它外加剂,不含有对锚杆产生腐蚀作用的成分。
所有材料的质量及技术性能指标均符合国家规程规范的要求。
2、主要机具
锚杆钻孔设备:边坡,孔深4m以内,采用YT28气腿钻;孔深12m采用QY100B型潜孔钻机造孔。
灌浆设备:锚杆孔内注浆采用2SNS型灌浆泵配合JJS-2B型搅拌桶注浆。
5.2.4.1.2 施工方法及要点
边坡下倾锚杆采用”先注浆,后插杆”的方法施工,其施工程序:测量放线→搭设排架→钻孔→钻孔冲洗→孔道灌浆→锚杆制安→拉拔试验
1、准备工作
边坡锚杆施工前,在开挖坡面验收后,清除坡面危石后,采用钢管扣件搭设贴坡脚手架,脚手架用锚筋固定在坡面上,再根据钻孔位置铺设钻孔平台。经过测量放线确定锚杆孔位。
2、钻孔
根据不同的孔深、倾角,锚杆安装方式,采取不同的钻机和孔径进行锚筋孔的造孔施工,具体分类情况,见表9.4-1。
按照施工图纸,采用全站仪进行孔位放线。钻孔孔位偏差不大于100mm,孔深偏差不大于50mm,系统锚杆的孔轴方向垂直于开挖岩面,局部加强锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反,其与滑动面的交角大于45°。钻孔的孔斜偏差符合设计要求。
3、安装与注浆
在正式灌浆之前,注浆锚杆的水泥砂浆经过试验室进行配合比试验。其配合比范围为:水泥∶砂=1:1～1:2(重量比),水:水泥=0.38:1～0.45:1(重量比)。注浆工作在排架平台上完成。采用灌浆泵注浆。在注浆之前,采用压力风或压力水将锚杆孔彻底清洗干净。
”先注浆,后插杆法”,将注浆管插至距孔底50～100mm,随砂浆的注入缓慢匀速拔出,浆液注至一定程度后立即插杆,并保证浆液密实。
”先插杆,后注浆法”,先插入锚杆和注浆管,锚杆插入孔底并对中,注浆管插至距离孔底50～100mm,孔口设止浆装置,并增设排气孔。待排气孔出浆后,封堵排气孔,继续灌浆屏浆5min后,封堵灌浆管后结束灌注。
4、固定
下倾注浆锚杆完成后,立即在孔口加楔固定,并将孔口作临时性堵塞确保锚筋插筋在孔内居中。水平及上倾孔由孔口止浆装置定位固定。锚筋施工完成后,三天内严禁敲击、碰撞、拉拔锚筋和悬挂重物。
5、锚筋加长时采用直螺纹套筒连接。相邻锚筋的接头错开,不能在同一截面内。
6、认真仔细的做好施工记录。
5.2.4.1.3 检验和试验
1、注浆密实度试验
选取与现场锚筋的直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚筋和塑料管,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。不同类型和不同长度的锚筋均进行试验,试验计划及结果,报送监理人审批。
2、拉拔试验
按作业分区,每300根锚筋抽查3根作为一组进行拉拔力试验,每组抽查不少于三根锚杆。砂浆锚筋灌注砂浆28天后,即可进行拉拔试验。
破坏性试验时,安装张拉设备逐级加载至拔出锚筋或将锚筋拉断,拉力方向与锚杆轴线一致。喷锚支护中抽检的锚筋,当拉拔力达到规定值时,立即停止加载,结束试验。
3、钢筋、水泥、砂浆等原材料和半成品,按规定要求取样试验。并将实验结果报送监理人。
4、检验和试验资料及时送交监理人。
5.2.4.2 喷射混凝土
本工程喷射混凝土主要为素混凝土喷射。喷射混凝土标号为C30,喷射混凝土厚度为10mm。
5.2.4.2.1 主要材料和机具
1、主要材料
水泥:选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。当有防腐或特殊要求时,经监理人批准,可采用特种水泥。水泥标号不低于PO32.5级。进场水泥有生产厂家的质量证明书。
骨料:砂选用质地坚硬、细度模数宜大于2.5的粗、中砂。使用时,含水率控制在5%～7%;粗骨料拟选用耐久粒径不大于15mm的卵石或碎石。喷射混凝土中不得使用含有活性二氧化硅的骨料,喷射混凝土的骨料级配,满足表5-4的规定。
表5-4 喷射混凝土用骨料级配项目
项 目
经过各种筛径的累计重量百分数(%)
0.6mm
1.2mm
2.5mm
5mm
10mm
15mm
优
17~22
23~31
35~43
50~60
73~82
100
良
13~31
18~41
26~54
40~70
62~90
100
外加剂:质量符合施工图纸要求并有生产厂的质量证明书。速凝剂的初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。
水:经现场勘察及业主介绍,采用没有污染的喀什库尔干河的河水,该水发包人已经做过检测,可作为施工用水。
所有材料的质量及技术性能指标均符合国家规程规范的要求。
2、主要机具
在施工部位就近布置HPZV-5B砼喷射机,混凝土输料距离,水平不小于30m,垂直不小于20m。
5.2.4.2.2 喷射混凝土施工
1、混凝土喷射施工工艺流程
混凝土喷射采用湿喷法施工,其施工工艺流程,见框图5-8。
养 护
砂
石
水 泥
运 输
混合料拌和
混凝土喷射机
喷 头
少量水、速凝剂
受喷面
输料管
空压机
水

框图5-8 喷混凝土施工工艺流程图
2、受喷面准备工作
测量放点后,清理受喷面。将开挖面及坡脚的松动石块清理干净,清除石渣及堆积物,挖除欠挖部分,并用高压风水枪冲洗受喷面。部分遇水易潮解的泥化岩层,采用压力风清理岩面。待喷面验收合格,在锚筋上设立喷厚标志(采用砂浆或自设锚筋设立喷厚标志)。喷厚标志设置时,其外端头低于喷射混凝土表面3～5mm,待混凝土喷射