1、水库土石方边坡开挖施工方法1 概述本施工方法适用于 SANTA ISABEL 清水库的土石方边坡开挖和支护工程。2 主要工程量依据水库开挖设计图纸，SANTA ISABEL 水库和导流明渠的土石方开挖和支护工程如下：序号 工作内容 单位 工程量 备注1 土方开挖 m32 石方开挖 m33 喷射砼 m34 6m 长 25 锚杆 根5 7m 长 51 排水管 根6 6150150 挂网 m23 施工布置施工道路布置：经 SI 道路进入 SANTA ISABEL 水库施工现场，在CENTRALSANTAISABEL 电厂尾水渠建设临时桥梁，以便施工设备和运输车辆的通行。道路主要承担开挖过程中机械设备
2、的通行、施工材料的进场和开挖弃料的运输。施工场地布置：在水库库区开挖边坡下方开阔部位布置作业平台（详见施工平面布置图） ，包括袋装水泥仓库、小型材料和工具仓库、砂石料场存放区、砼拌合站、空气压缩机、发电机、临时炸药库等。施工用电：前期施工用电设备有：砼拌和机、砼喷射机、施工照明、水泵和电焊机等小型设备，采用 200KW 柴油发电机供电即可满足用电需求。施工用风：在 SANTA ISABEL 和右岸布置空压站，使用 Atlas XAHS 950 供风量为 27m3/min 油动空气压缩机供风，主要为 YT-27 手风钻、砼喷射机及边坡喷锚前的基础面清理供风。施工用水：施工用水由 PARACTI
3、河上游供水管道接入到工作面，并在开挖边坡上方安置 10m3 储水罐，从储水罐连接供水支管通过自流方式引至各个施工部位。弃碴处理：从边坡开挖的土和石渣经 SI 道路运送至 1.5KM 外的 5#弃渣场。首先将弃渣场需要的弃渣范围进行清表，修建临时道路至弃渣场底部，从底部开始按照 1:1 的边坡进行分层填筑，土方和石方分区回填，每填筑 5 米高度设一条马道，并在马道上开挖排水沟。4 开挖及支护施工方法4.1 开挖施工程序14.2 开挖分层边坡土方开挖根据马道高程按每 4-5 米一个梯段开挖，由 KOMATSU PC360 履带式反铲挖掘机进行开挖。石方开挖由潜孔钻机或液压钻机配合液压破碎锤方式开挖
4、，每梯段高度可根据马道高程按 5-9 进行松动爆破。边坡开挖完成后对坡面松散物进行清理、喷砼、挂钢筋网片及锚杆、排水管安装，并在马道顶靠近边坡一侧开挖临时排水沟。每梯段开挖、支护完成后进行下一循环的施工。4.3 开挖出碴边坡开挖出的土方和石渣由反铲弃至下方的边坡上，用于施工平台的回填，多余的石渣使用装载机装至自卸卡车运至 1.5KW 外的 5#弃渣场。4.4 钻孔、爆破参数明挖石方钻孔爆破作业采用 ATLAS COPCO D7 型钻机钻孔，主爆孔钻孔间距为 3m、排距为 2m、装药量约为 0.4kg/m3；周边孔采用欲裂爆破的方式，钻孔间距为 1m、抵抗线长度为 1m、线装药密度为 120g/
5、m；距周边孔 1.2m 设置拉裂孔，钻孔间距为 2m。 （详见钻孔爆破设计图）爆破装药示意图：锚杆、排水管安装坡面清理、初喷砼坡面清理、挂网喷砼锚杆、排水管安装挂网、复喷砼EL1732 以下边坡伐树、清表测量放样 截水沟施工土方开挖、清运 石方钻孔、爆破EL1732 以下Emulsin carthd (0.4kg/3)Cpsula DetonTaoIioliSQUMA DHOPRNLTacoEulsin carthd (120g/m)CoeSUA DHPRT4.5 土石方开挖施工开挖施工前首先用全站仪进行开挖边线放样，并以木桩喷红漆、小红旗或其他较醒目的标记标示出开挖界桩。依据测量所放样的开挖
6、界桩等标记，使用熟石灰标记出开挖边界线。并按设计开挖坡度加工直角三角木架，使用水平尺控制开挖坡度。土方开挖每 4-5m 为一个梯段施工，采用 KOMATSU PC360 反铲挖掘机从顶部开始往下开挖，将开挖的土方弃至边坡底部堆积。在反铲向边坡底部弃土时，在坡脚部位设置警戒带，并且配置专人在边坡下方有车辆通行的地方进行交通指挥，有车辆通过时通知反铲停止工作，待车辆或设备通过后再开始工作。反铲在上部堆土完毕，然后在底部用装载机装弃碴到自卸汽车运至弃碴场平整。石方开挖采用爆破方式，在测量人员放出孔位后，钻孔的位置按爆破设计放样，孔位时孔位偏差不得大于 15cm，但对因地形影响无法摆放钻机时，可作适当
7、的调整。石方爆破由潜孔钻机或液压钻机配合液压破碎锤方式开挖，每梯段高度可根据马道高程按 5-9 进行松动爆破，爆破完成后再根据爆破高度分层进行开挖、支护。钻孔刚开始时对钻孔方向用水平尺及卷尺检测其钻孔角度，在钻进点至 1m时复测一次，保证其钻孔角度。每孔的钻孔浓度严格按爆破设计要求进行，以测量队放样的参考点，以钻进钻杆的长度为比基准控制钻孔深度。每次钻孔完后，用编织袋或其它物体对孔口进行填堵保护，防止施工时杂物掉入孔内。岩石的装药、连网及爆破作业由爆破工程师进行，每次装药爆破时，现场技术人员记录每次所用爆破材料。爆破完约 15 分钟后，由现场安全人员和爆破工程师对现场检测，看是否有拒爆，根据情
8、况，对拒爆采用冲水溶解炸药或是在拒爆孔旁边加孔引爆的方式处理。现场安全人员爆破后，对边开挖情况进行检查，发现松动、破碎或不稳定岩体，应通知反铲及时进行处理。4.6 支护作业施工边坡支护方式边坡开挖支护分为两种形式，在 EL1732 以上部位喷射砼厚度为 5cm，钢筋网片规格为 6300300mm；在 EL1732 以下部位喷射砼厚度为 10cm（两层），钢筋网片规格为 6150150mm。排水管为直径 51mm、长度 7m 的 PVC 管，间排距均为 3m，采用梅花状布置；岩石坡面需安装砂浆锚杆，采用 8#的螺纹钢筋、长度为 6m，间排距均按 2.5m，梅花状布置。EL1732m 以上边坡支护
9、土方边坡开挖完成后使用简易的耙子将边坡残留的松散材料清理；石方边坡开挖完成后若有局部欠挖使用液压破碎锤修整处理，待满足设计开挖线要求后，使用风水枪对坡面进行清理，清除残余的石屑。边坡清理完成后首先在坡面上安装钢筋网片，网片规格为6300300mm，使用砼垫块将网片垫起，距离坡面 2cm 的保护层，并安插钢筋与网片绑扎牢固。按照 1.51.5 梅花状在坡面上安插钢筋，钢筋漏出坡面长度为 5cm，以控制喷射砼的厚度，然后喷射 5cm 厚强度 28Mpa 的喷射砼（选用干喷或者湿喷两种方式） 。待喷射砼凝固后开始进行锚杆孔和排水孔的钻孔，使用 ATLAS COPCO D7 型钻机钻孔。岩石坡面需安装
10、砂浆锚杆，锚杆为长 6m的 8#（25）螺纹钢筋，间排距为 2.5m，梅花型布置。锚杆垫板在锚杆安装、注浆完成，砂浆初凝后安装。排水孔为 7m 长 51mm PVC 管，排水管需外露岩石面 5cm。排水管插入洞岩体内部位需在管壁钻孔，钻孔间隔为 20cm、孔径5mm，形成花管，然后在外侧包裹一层土工布，使用扎丝绑扎牢固。排水管安装完成后在孔口使用砂浆封堵，防止漏水。EL1732m 以下边坡支护边坡开挖完成后使用若有局部欠挖使用液压破碎锤修整处理，待满足设计开挖线要求后，使用风水枪对坡面进行清理，清除残余的石屑。边坡清理完成后首先按照 1.51.5 梅花状在坡面上安插钢筋，钢筋漏出坡面长度为 1
11、0cm，以控制喷射砼的厚度，然后喷射 5cm 厚强度 28Mpa 的喷射砼（选用干喷或者湿喷两种方式） 。待喷射砼凝固后开始进行锚杆孔和排水孔的钻孔，使用 ATLAS COPCO D7 型钻机钻孔。岩石坡面需安装砂浆锚杆，锚杆为长 6m 的 8#（25）螺纹钢筋，间排距为 2.5m，梅花型布置。在锚杆安装完成后安装钢筋网片，网片规格为 6150150mm，网片紧贴喷射砼面，并钢筋绑扎牢固。锚杆垫板在锚杆安装、注浆完成，砂浆初凝后安装，将锚杆垫板应压在钢筋网片之上，以固定钢筋网片。排水孔为 7m 长 51mm PVC 管，排水管需外露岩石面 5cm。排水管插入洞岩体内部位需在管壁钻孔，钻孔间隔为
12、20cm、孔径 6mm，形成花管，然后在外侧包裹一层土工布，使用扎丝绑扎牢固。排水管安装完成后在孔口使用砂浆封堵，防止漏水。在喷射第二层砼前，对排水管管口作保护，以免喷射砼时堵塞排水孔。喷射时将露出砼外的 5cm 长钢筋完全覆盖，达到喷射要求的厚度。4.6.1 喷射混凝土作业水库边坡的喷射砼采用干喷法或湿喷法，由布置在坝顶的砼搅拌机按批准后的混凝土配合比进行配料。干喷法是将水泥、砂和石料在砼拌和机拌合好后由装载机运送至喷锚机处，在喷枪口连接水管添加水和速凝剂；湿喷法是将水泥、砂、石料以及水减水剂在砼拌和机拌好后由装载机运送至喷锚机处，在喷枪口添加速凝剂。原材料：水泥使用 COBOCE IP-4
13、0 水泥，砂石骨料使用 COLOMI 当地生产的砂石骨料，由 Wilson Motao Tapia 石料厂生产。外加剂：减水剂选用 Sikament N330，速凝剂选用 Sigunit L22。配合比：请见附件 28Mpa 干喷和湿喷法砼配合比。干喷法喷射砼程序：湿喷法喷射砼程序：砼拌合机装载机运输砼砼喷射机喷头砂子石子水泥压缩空气水速凝剂受喷面砼拌合机装载机运输砼砼喷射机喷头砂子石子水压缩空气速凝剂受喷面减水剂水泥砼拌合机装载机运输砼砼喷射机喷头砂子石子水压缩空气速凝剂受喷面减水剂水泥砼拌合时各种原材料的称量使用体积法，即按照配合比中各种原材料的用量，按照各种原材料的容量换算成体积，现场制
14、作木盒子来计量每次拌合砼时各种原材料的用量。并且在拌合机旁放置 1000kg 的计量称随机进行检查。速凝剂的计量按照流量和砼喷射机的喷射能力来进行重量抽查。喷射砼作业 喷射混凝土时，应按分段、分片由下而上顺序进行，每段不超过 6m。 喷射作业时，喷嘴要垂直受喷面做反复缓慢均匀的螺旋形运动（直径30cm50cm） ，喷嘴与受喷面保持一定的距离，一般取 1.0-1.5m 左右。喷射机压力不小于 5MPa。 清理岩面后，如有大面积的凹面，应先进行凹面补平，保证每层喷射厚度一致均匀。 如岩石破碎严重，喷射混凝土的附着能力差，喷第一层时，应使用加大速凝剂掺量的水泥砂浆，并适当减小喷射机的工作风压，以便形
15、成初喷壳，为后续喷射提供底层。 根据喷射部位选定合适的高压风压力和一次喷射厚度，使边坡回弹量计划控制在 10%左右；喷射混凝土表面平整密实，无裂缝脱落现象，达到设计要求。 突然断料时，喷头应迅速移离喷射面，严禁用高压气体冲击尚未终凝的混凝土，喷射工作结束后要认真清洗喷嘴。 喷射混凝土终凝 2h 后应进行湿润养护。4.6.2 锚杆施工方法边坡设计锚杆为下倾角，角度为 10，深度为 6 米，锚杆直径为 25mm，钢筋材料要求为 G60 的钢筋，安装锚杆时采取后注浆施工的方法。后注浆施工工序：钻孔钻孔前测量根据锚杆间距，锚杆设计角度放样锚杆位置，并标注记录孔距，角度等。使用 ATLAS COPCO
16、D7 型钻机进行造孔，造孔过程中随时检查调整孔距角度，符合设计要求。锚杆直径 25mm，孔径 76mm。坡面清理测量放样钻孔 清孔 安插锚杆 注浆 安装垫板锚杆制作 浆液拌制清孔钻孔完成后用高压风、水联合清洗，将孔内松散岩粉粒和积水清除干净；如果不需要立即插入锚杆，孔口应加盖或堵塞予以适当保护，在锚杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。锚杆安装锚杆安装前先检查加工好的锚杆是否具备设计要求标准，锚杆长度为 6m，材料必须符合设计的 G60 #8 的棒材。锚杆末段必须具备良好的 23mm150mm 的丝杆。在锚杆上每隔 2.5m 焊接 6mm 架立钢筋，以保证锚杆在孔中始终处于中心位置。
17、锚杆加工图注浆浆液配比详见附件。首先安装锚杆，然后将注浆管插入孔底，注入浆液的过程缓慢向外抽出，保证孔内注浆充分包裹锚杆，待孔口有浆液溢出，证明孔内浆液充足。注浆完成后使用扭力扳手机械转动锚杆，使水泥浆能与锚杆充分黏合。注浆完成后待达到初期强度，安装锚杆垫板、垫片和螺母并使用扭力扳手加紧螺母。4.6.3 排水管施工方法排水孔在第一层喷射砼和钢筋网片安装完成后进行，首先使用 ATLAS COPCO D7 型钻机钻孔，钻孔孔径 76mm，钻孔深度 7m。排水管采用 51mm长度 7m 的 PVC 管材，在 PVC 管壁上间隔 20cm 钻 6mm 的孔，形成花管，然后在外侧包裹一层土工布，使用扎丝
18、绑扎牢固。安装排水管外露坡面 5cm，完成后排水管孔口用适当材料保护，避免在喷射第二层砼时堵塞排水管。4.7 爆破安全4.7.1 爆破振动控制4.7.1.1 爆破振动波的规律炸药在岩土介质中爆炸，其释放的一部分能量以波动形式沿地面传播，形成了爆破的地震效应，振动速度计算公式如下： =K(3)式中：R 建筑物距爆破点距离，m；Q炸药量（齐爆时为总装药量，延迟爆破时为最大段装药量） ，kg；地面质点峰值振动速度，cm/s；K与爆破点至计算点间的地形、地质条件有关的系数和衰减系数。=3( )3根据现场实际情况，水电站和发电厂房地面质点峰值振动速度 V 值取0.5， K 值可以通过爆破试验取得。4.7
19、.1.2 降低爆破振动的技术措施采用毫秒延期爆破，限制一次爆破的最大用药量。被保护建筑物的允许临界振动速度 V 确定后，即可根据下式计算一次爆破最大用药量。=3( )3当设计药量大于该值而又没有其他降振措施时，则必须分次爆破，控制一次爆破的炸药量。将一次爆破药量分成多段毫秒延期起爆，使得爆破振动速度峰值减小为受单响最大药量控制，这样，一次爆破规模可扩大很多倍而不会产生超强振动。采用毫秒延期爆破，使得先爆炮孔产生的振动波与后爆炮孔的振动发生相互干扰或峰值不能叠加而错开，导致爆破产生的最大峰值减小。在建筑物附近进行爆破时，应进行爆破振动监测，以掌握这些设施在爆破振动作用下的受力状况，为安全核算提供
20、较为准确的依据。这不仅有助于及时调整爆破参数，确保被保护物的安全。4.7.2 爆破警戒与信号爆破工作开始前，必须确定危险区的边界，并设置明显的标志。地面爆破应在危险区的边界设置岗哨，使所有通路经常处于监视之下。每个岗哨应处于相邻岗哨视线范围之内。爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。应使全体职工和附近居民，事先知道警戒范围、警戒标志和声响信号的意义，以及发出信号的方法和时间。第一次信号-预告信号。提前 30 分钟发出，所有与爆破无关人员应立即撤到危险区以外，或撤至指定的安全地点。向危险区边界派出警戒人员。第二次信号-起爆信号。确认人员、设备全部撤离危险区，具备
21、安全起爆条件时，方准发出起爆信号。根据这个信号准许爆破员起爆。第三次信号-解除警戒信号。未发出解除警戒信号前，岗哨应坚守岗位。除爆破工作领导人批准的检查人员以外，不准任何人进入危险区。经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。4.7.3 爆破后的安全检查和处理爆破后，爆破员必须按规定的等待时间（15 分钟）进入爆破地点，检查有无冒顶、危石、支护破坏和盲炮等现象。爆破员如果发现冒顶、危石、支护破坏和盲炮等现象，应及时处理，未处理前应在现场设立危险警戒或标志。只有确认爆破地点安全后，经当班爆破班长同意，方准人员进入爆破地点。每次爆破后，爆破员应认真填写爆破记录。5 施工机械及人员配置。5.1 施工机
22、械配置序号 设备名称 型号 单位 数量 序号 设备名称 型号 单位 数量1 空压机 27m3 台 1 7 推土机 SD22S 台 12 喷锚机 TK600 台 1 8 注浆机 GE20 台 13 液压钻机 D7 台 1 9 装载机 CLG856 台 14 发电机 200KW 台 1 10 自卸汽车 15T 辆 25 液压锤 CAT 台 1 11 砼拌合机 350L 台 16 反铲 PC360 台 1 125.2 施工人员配置序号 工种名称 单位 数量 序号 工种名称 单位 数量1 中方管理工长 名 2 6 自卸汽车司机 名 22 液压钻机操作手 名 1 7 装载机操作手 名 13 空压机工 名 1 8 电工 名 14 反铲操作手 名 1 9 喷锚工 名 25 推土机操作手 名 1 10 普工 名 8合计 20
