左壩肩開挖支護施工技術方案

新疆齊熱哈塔爾水電站I標土建及安裝工程（合同編號：SG:XHQRHTE-201005-03-011）左壩肩開挖支護施工技術方案批準:審核:編制:中國水利水電第十四工程局有限公司SI膨SI膨HYDRO中國水電十四局新疆齊熱哈塔爾水電站工程項目經(jīng)理部二0一一年九月四日左壩肩開挖支護施工技術方案一、 編制依據(jù)1、 新疆塔什庫爾干河齊熱哈塔爾水電站工程I標土建及安裝工程招標文件（招標/合同編號：QRHTE/SG001-2010）;2、 施工圖紙：齊熱哈塔爾水電站工程I標首部樞紐開挖支護圖（圖號：831H-G02-2-1及831H-G02-2-2）。二、 工程地質(zhì)條件大壩壩肩位于塔什庫爾干河兩側，上壩公路位于塔什庫爾干河左岸。左壩肩山體基巖裸露，山頂呈刀脊或角峰，壩肩段壩基主要為元古界變質(zhì)巖（Ptkgn），抗風化能力較強。從開挖的勘探硐看，強風化及強卸荷巖體水平厚度較小。壩肩弱~微風化巖體透水率平均值為2.3Lu~5.4Lu,屬弱透水性；強風化及強卸荷巖體、構造發(fā)育部位具有中等強透水性。兩岸壩肩有多條順河向裂隙、斷層發(fā)育，巖體卸荷強烈，滲透性強，存在滲漏問題。另外，于基巖與覆蓋層接觸部位，地下水活動對壩體存在不利影響。左岸邊坡產(chǎn)狀為走向NW315°,傾SW,片理、片麻理產(chǎn)狀為NW320°~340°/SWz55°~75°,為順向坡。邊坡底部即左壩肩附近局部呈負地形，卸荷強烈，結構面發(fā)育，巖體破碎，局部穩(wěn)定性差。高程2785m以下邊坡陡峭，坡度為65°;高程2785m以上邊坡較緩，坡度一般36°,坡面上堆積有少量崩積碎塊石，在風、水等外力作用下存在滑落可能。邊坡發(fā)育數(shù)條小斷層，傾角很陡，對邊坡穩(wěn)定影響不大。三、主要工程量左壩肩開挖主要工程量匯總見表1。序號項目單位工程量備注1土方開挖m31500具體工程量以實際發(fā)生為準2石方明挖m329303錨桿根2004網(wǎng)筋kg16495噴混凝土（C25）m357表1主要工程量匯總表施工要點、難點1、左岸壩肩開挖和引水洞施工項目干擾問題突出，與引水洞工作面、施工營地處接壤，施工人員多，爆破安全尤為突出。在開挖爆破過程中要嚴格按照爆破作業(yè)操作規(guī)程執(zhí)行，應采用合理的爆破參數(shù)，有效防止爆破飛石，確保人員和設備的安全是本工程重點解決的問題。2、地形、地質(zhì)條件復雜，為確保高邊坡穩(wěn)定和安全勢必會對開挖進度造成一定的影響。3、左岸壩肩開挖和現(xiàn)有交通道路通行干擾大，在施工期間應安排專人進行安全檢查和監(jiān)督，并協(xié)調(diào)道路通行。五、施工布置1、 施工道路布置（1） 施工道路布置原則充分利用已有的施工道路，接引施工便道進入開挖區(qū)。施工便道盡可能布置在開挖區(qū)內(nèi)，以減少工程量和避免對環(huán)境破壞。一般的出渣及材料運輸?shù)缆芬噪p車通行道路為標準布置；機械施工便道以單車通行道路為標準布置。出渣及材料運輸?shù)缆纷畲罂v坡不大于15%；機械施工便道最大縱坡不大于30°。轉彎半徑盡可能大，出渣及材料運輸?shù)缆忿D彎半徑大于15m。（2） 施工道路采用進場道路、原公路以及修建至工作面臨時的公路作為出渣主運輸通道。2、 施工風、水、電布置（1）施工用風左岸壩肩處布置一臺英格索蘭型20m3/min的移動式柴油壓風機，開挖施工用風直接從空壓機接引。（2）施工用水庫什塔爾干河水，無污染，可作為本工程生產(chǎn)生活用水水源。由于河道沖積層較深，表面涇流較小，取水采用挖沉井取水。擬在排沙閘附近設一個2m3的水池。（3）施工用電根據(jù)招標文件的精神及后期補遺通知，考慮到系統(tǒng)供電的不確定性，供電全部考慮柴油發(fā)電機供電。六、施工總程序安排針對左壩肩開挖邊坡堆積層厚，地勢陡峭、施工道路布置困難，清坡區(qū)域廣泛、點多面廣，施工強度高，邊坡穩(wěn)定問題突出的特點，合理地進行施工分區(qū)，組織多工作面平行作業(yè)，嚴格按照“自上而下、分層分部”開挖，緊緊圍繞確保邊坡開挖穩(wěn)定、安全為核心，強調(diào)“控制爆破，支護適時跟進”的施工程序原則，組織壩肩開挖支護作業(yè)。1、總體程序安排（1）首先進行左岸上壩公路段范圍內(nèi)路面以上邊坡覆蓋層清除，同時進行施工區(qū)道路修建，并進行相關風、水、電系統(tǒng)等臨時設施的布置及施工。加緊進行截、排水溝的修建，及早形成地表排水系統(tǒng)。（2）為減少施工干擾，確保壩肩開挖施工安全，施工出渣道路范圍內(nèi)路面高程以上覆蓋層清除區(qū)域優(yōu)先于同高程主開挖區(qū)施工。（3） 根據(jù)所采取的施工工藝和設計支護型式，支護適時跟進開挖工作面，與開挖協(xié)調(diào)平行作業(yè)。（4） 開挖邊坡的支護在分層開挖過程中逐層進行，開挖前先施工馬道，再進行下部邊坡開挖。為滿足邊坡穩(wěn)定、限制卸荷松弛，開挖工作面與支護工作面的高差不大于10m，修建至開挖面的便道，采用自上而下分層分段進行開挖，對堆積體、全風化以及強風化巖石段采用挖機直接開挖，對結構紋理好的巖石采用手風鉆自上而下分層進行開挖爆破。2、總體程序說明（1）施工程序安排原則嚴格按照“自上而下、自外而內(nèi)、分層分部”進行開挖，在保證安全及質(zhì)量的前提下，合理安排開挖程序，重點部位重點考慮，不良地質(zhì)段及不穩(wěn)定邊坡處理措施得當，盡可能避免上下層作業(yè)及工序間的干擾。以邊坡開挖穩(wěn)定、安全為核心，強調(diào)“控制爆破，支護適時跟進”的施工程序原則，按照“治坡先治水、在開口線及馬道邊坡附近先錨后挖、在邊坡開挖過程中邊挖邊錨（隨機支護）、加強邊坡安全監(jiān)測，實行信息化”施工；各部位采取自上而下分層開挖，開挖邊坡的支護在分層開挖過程中逐層進行，開挖前先施工馬道，并在征得監(jiān)理人同意后進行下一層開挖。在保證開挖質(zhì)量的前提下，滿足施工工期及開挖強度要求。施工程序的組織及安排有利于保證巖體的完整及邊坡的穩(wěn)定。充分發(fā)揮施工機械設備的生產(chǎn)能力，減少輔助工程量。（2）施工程序安排要點工程開工進場，抓緊施工準備工作，隨即開展施工道路、集渣平臺及開挖區(qū)周邊截水溝的施工，對開挖邊坡開口線以外區(qū)域進行安全處理。邊坡開挖穩(wěn)扎穩(wěn)打，支護及時跟進。根據(jù)所采取的施工工藝和設計支護型式布置，噴錨支護適時跟進，與開挖平行作業(yè)。在每個開挖區(qū)組織多工序流水作業(yè)，抓好工序銜接、減少施工干擾，提高施工效率，以縮短直線工期。在邊坡開挖支護過程中，施工地質(zhì)工程師與施工密切配合，及時發(fā)現(xiàn)邊坡不穩(wěn)定因素，及時處理。邊坡支護的一般程序：梯段開挖結束T隨機支護T出渣T系統(tǒng)錨桿T掛網(wǎng)噴混凝土T驗收。各工序施工所需設備、專業(yè)人員的數(shù)量滿足施工質(zhì)量及施工強度要求。邊坡明挖開挖邊坡陡峻，并布置有錨桿、掛網(wǎng)噴混凝土等支護形式，材料運輸和邊坡支護是控制邊坡施工進度的關鍵之一，鑒于此，采用開挖與支護平等作業(yè)的方法。施工便道具備通車條件（修建毛路面）后，首先進行壩肩段范圍內(nèi)路面以上邊坡覆蓋層清除，并修建施工區(qū)機械便道，進行坡頂邊坡松動體清除區(qū)域開挖、支護施工。七、左壩肩土石方明挖施工1、左壩肩土方明挖施工工藝流程左壩肩土方明挖施工工藝流程框圖2、土方開挖措施(1)施工準備邊坡風、水、電就緒，施工人員、施工設備準備就位。測量放線首先在監(jiān)理的指導下進行控制點的復測，并將復測成果報監(jiān)理審核批準后進行施工測量。對施工區(qū)內(nèi)原始地形進行測量，繪制出可供施工使用的斷面圖，并核算出工程量，報監(jiān)理審核。依據(jù)復測成果，放出開挖區(qū)的上開口線提供給大壩施工隊進行清理植被，并清坡。根據(jù)施工需要進行開挖邊坡放樣，檢查邊坡開挖體形，并完成開挖邊坡的竣工斷面圖，平面圖，同時完成工程量的計算。為工程施工提供必要的控制點，以便放樣和施工人員控制施工邊線的幾何尺寸。采用全站儀進行測量放樣。施工中嚴格按《水利水電工程測量施工規(guī)范》標準進行施工。（3） 植被清理及外圍安全處理首先根據(jù)測量放出的開挖開口線，采用人工自上而下清理植被，清理范圍向開口線外延伸至少5m，同時對開口線以外的浮石進行清除，消除安全隱患，必要時經(jīng)監(jiān)理人批準采用砌石、錨桿、鋼筋網(wǎng)網(wǎng)蓋等措施對危石進行擋、錨處理。對清除有用木材等有利用價值的應在監(jiān)理人指示下運至指定地點，交給業(yè)主。發(fā)現(xiàn)有價值的文物應加強保護，并報監(jiān)理、得到業(yè)主的指示后進行處理。（4） 截水溝施工在邊坡清理的同時視情況及時采用人工完成開挖區(qū)頂部排水系統(tǒng)，以免坡面流水沖刷損壞開挖邊坡造成新的安全隱患。（5） 土質(zhì)邊坡及覆蓋層開挖土方及覆蓋層采用1.5m3反鏟直接挖裝25t自卸車運輸至指定渣場，覆蓋層以下采用采用1.5m3反鏟直接挖裝25t自卸車運至棄渣場。施工時自上而下分層超前于石方開挖，一般分層高度按4.0m控制。對于孤石采用手風鉆淺孔小藥量炸裂挖除。靠近設計規(guī)格線的土質(zhì)邊坡區(qū)采用1.5m3反鏟按設計坡比開挖，預留50cm修坡余量，再用人工修整并使之滿足施工圖紙要求的坡度和平整度。雨天施工時，施工臺階略向外傾斜，以利于排水。3、石方明挖施工工藝（1） 施工準備邊坡風、水、電就緒，施工人員、設備準備就位。（2） 場地清理覆蓋層開挖結束后，采用手風鉆鉆爆對臨空面進行整形，以減少梯段爆破底盤抵抗線；每層開挖前采用反鏟平整工作面。（3） 危巖處理人工配合反鏟對已開挖坡面進行修坡及危巖處理。（4） 測量放線由測量工放出開挖邊線，核實開挖斷面。然后測量定出孔位。（5）造孔放炮石方開挖一律采用鉆爆法施工，造孔以人工手風鉆鉆機為主，非電起爆，開挖邊坡規(guī)格線采用預裂爆破控制，建基面預留1.5m保護層開挖，使用20m3空壓機帶動手風鉆對堅固巖面進行淺孔梯段爆破，邊線手風鉆預裂。由專業(yè)爆破員指揮人員采用小孔徑、淺孔、小藥量爆破控制開挖質(zhì)量。為保證邊坡開挖后巖石的完整性和開挖面的平整度，邊坡開挖采用超前預裂爆破，不具備預裂條件的采用光面爆破，其爆破參數(shù)如下（實際裝藥參數(shù)應根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整）：主爆孔孔徑：342mm鉆孔深度：2.5m（保護層厚度3.0m時）裝藥結構：335mm乳化藥卷耦合柱狀連續(xù)裝藥炸藥單耗：0.49kg/m3爆破網(wǎng)絡：毫秒微差起爆網(wǎng)絡預裂孔孔徑：342mm鉆孔深度：3m（水平孔）孔距：0.7m線裝藥密度：0.4kg/m裝藥結構：332mm乳化藥卷空氣間隔裝藥（6） 支護、安全處理隨著開挖高程下降，及時對坡面進行測量檢查以防止偏離設計開挖線，避免在形成高邊坡后再進行處理。為滿足邊坡穩(wěn)定、限制卸荷松弛，開挖邊坡的支護在分層開挖過程中逐層進行，上層初期支護完成后，才進行下層開挖支護。（7） 出渣分別根據(jù)各部位需要采用1.6m3反鏟、1.5m3反鏟、3.0m3裝載機配25t、20t自卸汽車運至指定渣料場。（8） 左壩肩石方明挖施工工藝流程見下圖左壩肩石方明挖施工工藝流程框圖八、邊坡支護措施1、施工順序開挖T邊坡處理T隨機錨桿施工一系統(tǒng)噴錨支護(錨桿、掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土)及排水孔施工。2、錨桿施工邊坡錨桿均為砂漿錨桿，左邊坡錨桿長5.m系統(tǒng)錨桿交錯布置，錨桿直徑025，孔徑^50mm，間、排距2.0m。由于錨桿孔孔徑均為Q50mm，造孔均采用手風鉆孔鉆。錨桿在鋼筋加工廠加工成型，5t自卸汽車運至現(xiàn)場，人工搬運至工作面，人工安裝錨桿(插筋)，砂漿在現(xiàn)場采用砂漿攪拌機拌制,UH4.8型錨桿注漿機注漿。(1)施工工藝流程由于錨桿較短，注裝相對容易，采用“先注漿后插桿”的程序施工。錨桿的具體施工工藝流程見框圖。先注漿后插錨桿施工工藝流程框圖(2)施工工藝措施。施工配合比按照引水隧洞報批的砂漿配合比進行施工。②造孔鉆頭選用要符合要求，鉆孔點有明顯標志，開孔的位置在任何方向的偏差均應小于100mm。錨桿孔的孔軸方向滿足施工圖紙的要求。施工圖紙未作規(guī)定時，其系統(tǒng)錨桿的孔軸方向應垂直于開挖面；局部加固錨桿的孔軸方向應與可能滑動面的傾向相反并與可能滑動面的傾向成45的交角，鉆孔方位偏差不應大于5。錨孔深度必須達到設計要求，孔深偏差值不大于50mm。砂漿錨桿的鉆孔孔徑應大于錨桿直徑。因本工程采用“先注漿后安插錨桿”的程序，鉆孔直徑應大于錨桿直徑15mm以上。鉆孔完成后用高壓風、水聯(lián)合清洗，將孔內(nèi)松散巖粉粒和積水清除干凈；如果不需要立即插入錨桿，孔口應加蓋或堵塞予以保護，在錨桿安裝前應對鉆孔進行檢查以確定是否需要重新洗孔。鉆孔結束對每一鉆孔的孔徑、孔向、孔深及孔底清潔度進行認真檢查記錄。③錨桿的安裝及注漿在鉆孔內(nèi)注滿漿后立即插桿，錨桿插送方向要與孔向一致，插送過程中要適當旋轉（人工扭送或管鉗扭轉）。錨桿插送速度要緩、均，有“彈壓感”時要作旋轉再插送，盡量避免敲擊安插。3、噴混凝土及掛網(wǎng)施工左壩肩邊坡噴混凝土為C25網(wǎng)噴混凝土，鋼筋網(wǎng)直徑Q8、網(wǎng)眼尺寸為20cmx20cm，噴混凝土厚15cm。噴混凝土及掛網(wǎng)施工隨開挖進度分區(qū)、分塊進行，掛網(wǎng)前先噴一層3-5cm厚素混凝土。鋼筋網(wǎng)采用光面鋼筋在場外按2~4m2一塊進行編焊，運至工作面后，人工在鋼管腳手架施工平臺上沿巖面鋪設，利用錨桿頭點焊固定，中間用膨脹螺栓加密固定，鋼筋網(wǎng)距離壁面3-5cm，網(wǎng)間用鉛絲扎牢。噴混凝土在混凝土拌和系統(tǒng)集中拌制，6m3攪拌運輸車，混凝土噴射機分層施噴。先噴3cm-5cm厚，再掛鋪鋼筋網(wǎng)，并與錨桿和附加插筋（或膨脹螺栓）連接牢固，再分2次至4次施噴達到設計厚度。本工程噴混凝土均采用“濕噴法”進行，噴混凝土與開挖、錨桿施工跟進平行交叉作業(yè)，按如下工藝流程進行施工：噴混凝土一般施工工藝流程框圖九、施工進度分析及安排1、 左岸壩肩明挖及支護左岸壩肩明挖因覆蓋層剝離，需進行控制爆破，爆破區(qū)域離引水洞鉆工居住區(qū)域距離較近，且有房屋等固定建筑物，其爆破區(qū)是整個邊坡開挖的控制性進度，決定了整個邊坡開挖的下降速度，因此左壩肩明挖及支護的進度分析實際上就是控制爆破區(qū)的開挖支護分析。邊坡支護施工是影響控制爆破區(qū)開挖進度的重要因素，根據(jù)招標文件中規(guī)定的要求：開挖邊坡的支護應在分層開挖過程中逐層進行，并在下層開挖前應征得監(jiān)理人同意。因此在配置邊坡支護施工資源時應與控制爆破區(qū)的開挖相互考慮，應配置足夠的支護設備，以保證邊坡開挖的進度。2、 進度安排左壩肩開挖支護施工進度安排如下表2、表3。表3表3左岸壩肩支護施工進度表表2 左岸壩肩開挖施工進度表名稱施工時間（天）開工日期年月曰完工日期年月日備注左岸壩肩402011.9.152011.10.25名稱施工時間（天）開工日期年月曰完工日期年月日備注左岸壩肩312011.10.12011.10.31十、施工人員及設備配置1、施工人員配置計劃根據(jù)施工進度分析和安排，左壩肩開挖主要施工人員配置見表4表4 左壩肩開挖主要施工人員配置表工管理人技術測量電駕駛炮挖機鉆合人11214364222、設備配置計劃根據(jù)進度計劃，左壩肩開挖機械設備配置見表 5表5 左壩肩開挖機械設備表序號機械名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1載重汽車東風25T臺42挖機CAT320-臺23裝載機XG951臺14手風鉆TY24部35空壓機20m3臺1十一、質(zhì)量保證措施施工前由技術部安排相關施工隊進行技術交底。施工中嚴格按照設計圖紙、監(jiān)理文件、施工規(guī)范及施工組織措施進行施工作業(yè)。建立和完善“三檢”質(zhì)量管理制度，執(zhí)行質(zhì)量一票否決制。施工用原材料必須有出廠合格證、材質(zhì)證明書，需要抽檢的必須及時通知試驗室取樣，取樣合格后方可使用。開挖前每一區(qū)均準確測定開挖區(qū)開口線，并以轉折點為準每隔1~2m插桿明示，確保邊坡開口定位準確。開挖前要進行測量放樣，并由測量工標示出鉆孔角度和方向，技術員進行全程參與控制，并控制裝藥參數(shù)。定位施鉆，每排炮由值班工程師按作業(yè)指導書的要求進行檢查。周邊孔偏差不得大于5cm,爆破孔偏差不得大于10cm。每次預裂爆破后，先檢查表面成縫是否連續(xù)、寬度是否達到要求，梯段爆破挖運完成后，再檢查預裂面是否受到破壞，殘孔率和平整度是否達到規(guī)范要求，為進一步優(yōu)化預裂爆破參數(shù)提供依據(jù)。(9)支護前要對開挖邊坡進行驗收，滿足設計要求后方可支護。（10）以確保邊坡穩(wěn)定為核心，邊坡頂部強化層或弱風化上部開挖，支護緊跟開挖面及時支護到位，減小和控制邊坡卸荷變形。（11） 邊坡開挖過程中，地質(zhì)工程師認真進行地質(zhì)巡視調(diào)查,特別對開挖區(qū)內(nèi)存在的不穩(wěn)定塊體及時采用隨機錨桿。（12） 錨桿清孔后，在每根錨桿安裝前須仔細量測孔深、孔的角度，鉆孔孔徑與錨桿直徑之差須滿足招標文件技術條款的要求，不合格的孔不得安裝錨桿。（13） 錨桿在安裝及注漿過程中值班技術員必須全過程盯倉，注漿錨桿注漿壓力必須達到設計要求，注漿密實度不得低于80%。（14） 噴射作業(yè)前，對施工機械設備、風、水管路和電線進行全面檢查和試運行。（15） 噴射混凝土施工前先對圍巖進行檢查，清除開挖面的浮石、墻角的石渣和堆積物，邊坡開挖除欠挖部分，處理好光滑巖面，安設工作平臺，用高壓風槍沖洗噴面，對遇水易潮解的泥化巖層，采用高壓風清掃巖面，埋設控制噴射混凝土厚度的標志，作業(yè)區(qū)保證具有良好的通風和充足的照明設施。（16） 為保證邊坡穩(wěn)定，噴混凝土厚度及強度等級符合設計要求，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格尺寸和鋼筋規(guī)格應符合設計要求，噴射順序自下而上，緊跟開挖工作面，噴射均勻、表面平整，噴射距離控制在60cm~120cm范圍內(nèi)，以減少回彈，確保質(zhì)量。終凝后立即灑水養(yǎng)護（不低于14d）。（17） 開挖、支護嚴格按至上而下的施工順序進行，完成上一層支護后再進行下一層坡面開挖。（18） 作好成型坡面的施工期監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，以防坡面移位或塌滑。（19） 其它嚴格按照項目部質(zhì)量管理辦法及相關文件執(zhí)行。十二、安全措施（1） 認真貫徹執(zhí)行“安全第一，預防為主”的方針。（2） 建立安全機構，配備安檢人員，完善安全檢查工作制度。（3） 建立安全崗位責任制，逐級簽訂安全生產(chǎn)承包責任，明確分工，責任到人，獎懲分明。（4） 施工過程應遵守有關安全規(guī)范，進入施工現(xiàn)場的人員必須配戴安全防護用具。（5） 安全防護用品應經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)破損應及時更換。（6） 危險地段應設置