復(fù)雜地基條件下土石方開(kāi)挖施工方法

時(shí) 強(qiáng)

（積石山引水工程建設(shè)管理局，甘肅 臨夏 731700）

一、概述

積石山引水工程（引水渠首工程）為Ⅲ等中型工程，設(shè)計(jì)引用流量2.5 m3/s，最大引用流量3.0m3/s，最小引用流量0.77m3/s，采用直徑為2.2m~1.5m的壓力鋼管引水。引水管線(xiàn)自積石峽水電站左岸表孔溢洪道堰閘段灌溉取水口接出，在中孔泄洪洞出口消力池左側(cè)設(shè)岔管，將管線(xiàn)一分為二，一根管道給甘肅省積石山供水，另一根管道給青海省民和縣供水。

主要建設(shè)內(nèi)容為引水渠首壓力鋼管道長(zhǎng)1061m的土建、機(jī)電設(shè)備及安裝、金屬結(jié)構(gòu)及安裝等。土方明挖主要包括永久工程和臨時(shí)工程的引水管線(xiàn)、鎮(zhèn)墩、閥井的基礎(chǔ)開(kāi)挖，石方明挖主要包括壓力管道的管基、鎮(zhèn)支墩基礎(chǔ)、關(guān)門(mén)溝邊坡等的石方開(kāi)挖工程。

二、施工特點(diǎn)

由于壓力鋼管管道基礎(chǔ)施工受地理位置的影響，對(duì)施工帶來(lái)較大的難度。施工區(qū)地形地勢(shì)復(fù)雜，工作面難以展開(kāi)，而且開(kāi)挖深度較深，開(kāi)口線(xiàn)較寬，在施工順序及方法上有一定的難度，施工很難保證和順利進(jìn)行。通過(guò)方案優(yōu)化，合理布置和安排，采取合理有效的方法，保證工程各工序能夠順利進(jìn)行，并按進(jìn)度計(jì)劃順利完成。

三、土方開(kāi)挖施工方法

土方開(kāi)挖施工采用分段開(kāi)挖，直接采用反鏟挖裝，自卸車(chē)運(yùn)輸至渣場(chǎng)，部分地形狹小的部位，開(kāi)挖渣料盡可能堆存，后考慮再利用。

（一）開(kāi)挖施工工藝流程。施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線(xiàn)→清除雜物→開(kāi)挖表土→管槽基礎(chǔ)開(kāi)挖→裝車(chē)運(yùn)輸→建基面坡比修整→基礎(chǔ)處理→基面驗(yàn)收。

（二）管槽基礎(chǔ)土方開(kāi)挖。土方開(kāi)挖體型為梯形斷面，最大頂部寬度為6.5m，最小寬度為1.5m，邊坡坡比為1：0.5。開(kāi)挖從上游面開(kāi)始，向下游逐漸推進(jìn)。采用1.2m3的反鏟分段、從上而下分層開(kāi)挖的方式進(jìn)行，開(kāi)挖受地勢(shì)條件限制，工作面狹小，最窄處約7m，開(kāi)挖難度較大，全面開(kāi)挖后施工道路無(wú)法保證，后序鋼管安裝更有難度，必須采用分段開(kāi)挖的方式，開(kāi)挖完一段后將鋼管運(yùn)輸至溝槽，進(jìn)行混凝土連續(xù)管座的澆筑，后續(xù)工序全部完成后進(jìn)行下一段的開(kāi)挖，同時(shí)保證開(kāi)挖區(qū)內(nèi)施工道路暢通。第一層開(kāi)挖深度2.2m，反鏟后退法開(kāi)挖，第二層直接開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程，邊坡采用人工配合反鏟進(jìn)行修整。開(kāi)挖渣料根據(jù)整體渣料平衡先集中堆存在下游上壩洞洞口處，等關(guān)門(mén)溝及低線(xiàn)路上游部分回填施工時(shí)將該渣料作為有用料利用。

四、石方開(kāi)挖施工方法

石方開(kāi)挖為本工程的重點(diǎn)，此處受地理位置、周邊環(huán)境等影響，開(kāi)挖難度較大。在施工程序及方法上都要因地制宜，采取相應(yīng)的合理有效的方法，從而在施工中不影響下道工序的順利進(jìn)行。

（一）施工工藝流程。開(kāi)挖順序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→測(cè)量放線(xiàn)→鉆爆開(kāi)挖→建基面基礎(chǔ)開(kāi)挖。

（二）管槽基礎(chǔ)石方開(kāi)挖。本工程石方開(kāi)挖體型較小，又臨近積石峽水電站結(jié)構(gòu)建筑物，對(duì)開(kāi)挖爆破藥量的控制尤為重要。

為保證設(shè)計(jì)體型和建基面巖石的完整性及達(dá)到巖石物理學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，采用手風(fēng)鉆造孔，淺孔，小藥量控制爆破。采用預(yù)裂及光面爆破施工技術(shù)、控制爆破藥量以保護(hù)邊坡，開(kāi)挖的邊坡需支護(hù)時(shí)在分層開(kāi)挖過(guò)程中逐層進(jìn)行。管道及鎮(zhèn)、支墩基礎(chǔ)開(kāi)挖采用手風(fēng)鉆造孔，巖層開(kāi)挖在覆蓋層剝離完成后，再進(jìn)行巖石鉆爆，巖石開(kāi)挖從上至下進(jìn)行小梯段掏槽開(kāi)挖，開(kāi)挖遵循自上而下原則，采用先中間拉槽，后兩側(cè)開(kāi)挖的原則。渣料利用1.2m3反鏟挖裝，20t自卸車(chē)?yán)\(yùn)。對(duì)于特殊部位的巖石開(kāi)挖，為保證設(shè)計(jì)體形和建基面巖石的完整性及達(dá)到巖石物理學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，石方開(kāi)挖采用高效無(wú)聲破碎劑結(jié)合液壓破碎錘進(jìn)行建基面的開(kāi)挖，局部采用人工撬挖。采用預(yù)裂及光面爆破施工技術(shù)、控制爆破藥量以保護(hù)邊坡。（1）爆破參數(shù)的選擇由于管溝溝槽狹窄，加之巖石不能及時(shí)挖運(yùn)，全部鉆孔一般只有向上的臨空面。為控制爆破震動(dòng)和飛石，并達(dá)到預(yù)期爆破效果，對(duì)臨近溝槽邊坡的炮孔采取緩沖爆破，適量減少炸藥單耗和鉆孔間距；對(duì)溝槽中間炮孔，適量增加裝藥量，控制微差起爆最大段別藥量。開(kāi)挖采用手風(fēng)鉆鉆孔，孔徑為42mm，單耗取0.4kg/m3，孔間、排距為1.5m×1.2m，最大孔深3.0m，爆破網(wǎng)絡(luò)采用非電毫秒延期雷管微差延時(shí)網(wǎng)絡(luò)電力起爆。單響藥量控制在10~20kg之間。主爆破孔以2#巖石乳化炸藥為主，采取全耦合柱狀連續(xù)裝藥；預(yù)裂孔采取柱狀分段不耦合裝藥；巖石爆破單位耗藥量按0.4kg/m3~0.5kg/m3。梯段爆破采用非電毫秒微差爆破網(wǎng)絡(luò)，非電毫秒雷管采用MS1~MS15段，電雷管起爆的方式進(jìn)行，分段起爆藥量按不大于30kg控制。（2）控制爆破施工措施方案對(duì)該部位采取淺孔、小梯段爆破開(kāi)挖，將爆破地震波盡量轉(zhuǎn)換為高頻面波的形式，以減小爆破對(duì)建筑物的損害。石方明挖爆破區(qū)用竹夾板，沙袋進(jìn)行覆蓋，減少爆破飛石。在爆破飛石方面采用非電毫秒雷管孔內(nèi)與孔外延時(shí)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)單孔微差起爆，準(zhǔn)確控制爆破方向，保證堵塞質(zhì)量。并配置專(zhuān)人專(zhuān)車(chē)對(duì)道路進(jìn)行維護(hù)，每次爆破完完成后，立即清理路面碎石危石，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有施工道路上、下各300m范圍內(nèi)必須設(shè)置警示牌。

五、施工過(guò)程控制

（一）土石方開(kāi)挖前的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，做好設(shè)計(jì)圖紙的核對(duì)與審核，確保體型布置無(wú)誤。

（二）用于開(kāi)挖工程量計(jì)量的原始地形測(cè)量的復(fù)核檢查；按施工圖紙所示的工程建筑物開(kāi)挖尺寸進(jìn)行開(kāi)挖剖面測(cè)量放樣成果的檢查，開(kāi)挖剖面放樣成果，作為工程量計(jì)量的依據(jù)。

（三）土石方開(kāi)挖過(guò)程中，定期測(cè)量校正開(kāi)挖平面的尺寸和標(biāo)高，以及按施工圖紙的要求檢查開(kāi)挖邊坡的坡度和平整度。

（四）土石方明挖工程完成后按施工圖紙要求檢查基礎(chǔ)開(kāi)挖面的平面尺寸，標(biāo)高和建基面平整度。

結(jié)語(yǔ)

甘肅省積石山引水工程在復(fù)雜地基條件下土石方開(kāi)挖施工，通過(guò)合理布置，施工過(guò)程嚴(yán)格控制，土方開(kāi)挖的合理布置及實(shí)施，為后續(xù)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。石方開(kāi)挖從布孔至裝藥爆破都責(zé)任到人，嚴(yán)格操作每一道工序。經(jīng)過(guò)精心施工，本工程開(kāi)挖效果良好，從開(kāi)挖后的體型及基礎(chǔ)面驗(yàn)收上，都取得好的效果，為在復(fù)雜地基條件下的開(kāi)挖施工帶來(lái)寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1]朱琳.淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下的基坑圍護(hù)施工工藝[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2013 （06）.