土石方工程施工方案及方法
土石方工程施工方案及方法
2、土石方工程施工
2.1工程概况
本标段土石方工程量较大，高填深挖地段较多，沿线地质主要为：耕土、淤泥土、粉土、混合土、及石英砂岩、泥质砂岩、泥页岩等。
主要工程量：挖方：1672491m3，其中1km以内运距挖方802675m3，1km～2km运距挖方274670m3。填方：1799912m3，其中98区填方66698m3，95区填方6397m3，90区填方1726841m3。
2.2施工安排
2.2.1任务及劳动强度安排
本标段土石方施工计划分为六个施工区，分别由2个土石方队担负施工。各土石方队担负工程任务及劳动强度分别为：
土石方作业一队，定员80人，负责全标段的土石方碾压和防护及排水施工。
土石方作业二队，定员130人，负责全标段的土石方开挖和运输。
2.2.2工期安排
施工工期计划2003年4月8日开工，施工准备10天后，土石方工程开始施工，即2003年4月18日开工，到2004年3月12日完工，施工时间为330天。
2.3施工方案
石方开挖采用机械自上而下分层开挖。对高边坡地段，按照“分级开挖”的原则进行施工。对低边坡、零星开挖地段采用浅孔爆破，对高边坡地段采用深孔松动控制爆破，边坡采用光面爆破技术，纵向分层开挖的作业方式施工。土方开挖采用推土机松土，装载机或挖掘机挖土，自卸汽车运土的方法开挖。
填方区填筑采用试验区先行或按业主要求工艺施工，按横断面全宽纵向水平分段分层填筑碾压；按“三阶段，四区段，八流程”的工艺组织施工，实行区段流水作业。采用挖掘机和装载机装料、推土机配合松土、自卸汽车运料、推土机粗平、平地机精平、振动压路机或冲击压路机压实、核子密度仪、K30荷载板、灌砂法检测。
边坡防护、排水工程及附属工程与土石方施工密切配合，紧跟土石方施工之后适时施工，同时做好截水沟及排水沟，保持排水畅通，防止冲刷边坡。浆砌圬工采用挤浆法分段分层砌筑。
2.4施工原则
为全面实现招标文件要求达到的各项目标，根据本标段工程任务特点，总体施工方案安排的指导思想是：“依靠科技、精细工艺，严格标准、方案预控”；基本原则是:“充分准备、统筹兼顾、突出重点、技术可行、经济合理”;总体要求是：临时工程设施快速完成，既有道路可通达工点率先开工，试验区先行，土石方工程尽快全面展开，石方爆破充分论证方案的合理性，不采用大爆破，采用松动控制爆破，防止飞石，边坡滑塌，充分保障工点附近居民和施工人员人身、
财产的安全，保护山体的稳定，并为附近居民的生活和交通提供方便。加固、防护、排水、环保工程紧跟。
2.5施工准备
2.5.1填料选择
对挖方路区的填料进行取样做土工试验，结果报监理工程师备案。
2.5.2施工测量
对线路定测资料，场道平、剖面图进行详细审核。
根据已接收的主要控制桩、水准基点与线路平、剖面图，寻找原定测的中线桩，确定设置施工水准点基点的位置。
清除障碍物后，进行导线点复测、水准点复测；在地形变化比较大的地方要加测横断面的地面线并测放边桩。
施工前进行加密测量，并加以保护，以方便今后的土石方施工测量放样工作。
在监理工程师的指导下，对相邻标段连接处的水准点、中线控制点进行检查和符合测量，其结果应在规定的误差范围内。
对填挖方坡度、每级台阶计算准确，使填筑边线和上口开挖放线一次到位。
2.5.3土石方调配
根据测量以及挖方路区的填料土工试验结果，对场道土石方填挖，取、弃土按设计要求、业主及监理工程师批准的场地、位置进行合理、经济的调配。
2.5.4清理地表层
将土石方施工范围内乔木、灌木等有机物残渣、杂草、淤泥、树根以及不适宜的材料挖除，运到指定的场地，准备用于植草绿化、移植乔木、灌木使用，不适宜移植用土的部分报业主后按指定地点统一弃置。
2.5.5试验区施工
本标段计划选一段填方区进行试验，通过压实试验段，确定合理的松铺厚度、压实遍数、施工控制含水量及填筑工艺。试验完毕后，编制试验段试验报告，报监理工程师审批，作为现场施工和质量控制的依据。试验时，填层的松铺厚度应满足压实后不大于检测方法所控制的最大层厚，并达到设计要求的压实标准；填层最佳厚度和相应的压实遍数，通过逐渐调整填层的松铺厚度获得。
2.6开挖施工方法
开挖前作好山顶截水沟。适用于绿化的植物土，储存于指定地点待用。做好临时排水系统。
2.6.1土方开挖
土方开挖采用从上至下分层开挖，土方运距小于100m时，可直接用推土机运土；100m以上时，采用推土机推土堆积，再用装载机或挖掘机配合自卸汽车运土。机械开挖土方时，边坡配以挖掘机或人工分层修刮平整。
开挖过程中要做好临时排水，防止雨水浸泡道槽。
开挖边沟、修筑道槽拱、刷刮边坡、整平道槽面，采用平地机、挖掘机及人工配合施工。
2.6.2石方开挖
本合同段石方开挖地段较集中，开工前施工方案要得到监理工程师的确认，并绘制石方断面图。石方数量不大的地段，尽量采用机械开挖，需要时辅以小型
松动爆破开挖，保证开挖边坡稳定。石方开挖较集中的地段，孔深小于5米的地段采用风枪钻孔，孔深大于5米的地段采用潜孔钻钻孔，松动控制爆破，边坡部位按预裂光面爆破设计。采用推土机、装载机、挖掘机、自卸汽车装运。
(1)石质挖方预裂爆破设计
本合同段地形较复杂，开挖边坡较高，为保证不对边坡产生任何破坏，本合同段石质边坡施工采用潜孔钻机钻孔，深孔预裂爆破。
深孔预裂爆破的质量目标：半孔痕率在硬岩中不低于80%，在软岩中不低于50%，壁面不平整度小于20cm。爆破参数设计如下：
①炮孔直径
本工程凿岩设备采用直径为90mm钻杆，炸药为2号岩石炸药，药卷直径为32mm，及直径为85mm的乳化炸药。因此，炮孔直径以选用90mm为宜，即D＝90mm。
②孔距a的确定
a=（8～12）D=0.9～1.1m
式中：D--深孔直径，此处D＝90mm岩体完整时取大值，反之取小值。
③线装药量Q线的确定
A、采用长科院提出的经验公式。
Q线=0.034 [δ压]0.63[a]0.67
式中：δ压——岩石极限抗压强度，MPa。
Q线——线装药量，kg/m；
A——预裂孔孔距，a=0.9～1.1m。
Q线=（0.323～0.372）kg/m
B、采用武汉水利电力学院提出的经验公式。
Q线=0.127[δ压]0.5[a]0.84[D/2]0.24
Q线=（0.348～0.412）kg/m
在以上计算的基础上，在现场进行试爆，同时考虑布药方便，将Q线定为：完整岩体Q线＝450g/m；风化或软弱岩体Q线＝300g/m。
④不耦合系数（De）的确定
采用药卷直径为32mm的2#岩石炸药，De=D/d，式中：d药--药卷直径32mm。
De＝90/32＝2.8
⑤堵塞长度（Ld）的确定
Ld＝（12～20）D，取Ld=1.5m。
⑥预裂孔与主爆孔起爆时间间隔的确定及缓冲孔与预裂面的距离（E）
由于本合同段石方开挖计划采用预留保护层（10m以上）的石方爆破开挖方法，因此要求预裂孔起爆要超前预留保护层起爆100ms以上，即：t＞100ms。
正确地确定缓冲孔至预裂面的距离，以保证预裂面与缓冲孔之间的岩体得到应有的破碎，避免进行二次爆破，同时保证在主爆孔爆破时不破坏已形成的预裂面。经理论分析和我单位挖方边坡边坡施工经验，将此距离定为 1.5m，即：E=1.5m。
⑦缓冲孔药量的确定
为了保持开挖轮廓的完整，缓冲孔的药量采用1/2的主爆孔药量。
⑧缓冲孔距ah的确定
为了使缓冲孔与预裂面之间的岩体既能得到充分破碎，又能充分保护预裂
面，并遵循“多打孔，少装药”的原则，将ah定为2m。
⑨装药结构的确定
对于整个炮孔，其底部的线装量为中段的3～4倍，孔口段的线装药量应根据不同情况酌情减少。对于较完整岩体，在堵塞段以下1.5～3m之间的线装药量为中段的1/2；对风化和较软弱岩体，则为中段线装药量的1/3。
(2)作业要点
①平整钻机作业场地
为使钻机就位，还需平整钻机的作业场地。覆盖层较厚时，利用推土机铲平；覆盖层薄且石头凸起时，用风枪打孔小爆破，然后用推土机推平。作业面平整以保障钻机移动和钻孔时安全。
②布孔与钻孔
为了使钻孔准确，需专人负责边坡放线、定位。首先按设计的孔距、排距布孔。要特别注意最小抵抗线不要过小，以防最小抵抗线方向出现飞石。
钻孔时要根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深。每孔钻完后，首先将岩石粉吹干净，然后用稻草做好孔口堵塞。
③装药与堵塞
装药之前，测量孔深、间距、排距，并逐孔计算装药量。孔中装药要定量定位，防止卡孔。装药时，先将药卷绑扎在导爆索上，然后绑扎在竹片上。绑扎
要绑紧、绑牢，以免炸药卷顺竹片滑落。药卷绑好后，将竹片慢慢放入炮孔，使竹片紧贴边坡，防止竹片扭转，以免炸药卷紧贴边坡，造成边坡受损。
回填堵塞的材料宜选取一定湿度的粘土，为防止卡孔，要分多次回填，边回填边用木炮棍捣实，并要注意保护好孔中的电线或导爆管。
④网络联接与安全警戒
当使用导爆管非电起爆系统进行孔内外控制微差起爆时，联线时忌踩踏孔外串联雷管。为确保网路准爆，宜采用双发导爆管起爆网路。
放炮之前，人员及机械撤离到安全区，建立警戒线和警戒信号，在危险区的入口或附近道路应设置标志，并派专人看守，严禁人员在爆破时进入危险区。
⑤爆破安全检查
爆破之后，暂不要立即解除警戒，要到现场查看，发现哑炮应及时处理。
⑥爆破引起的松动岩石，必须清除。
⑦爆破作业时，应严格按照《爆破安全操作规程》中的要求进行施工。
土石方开挖施工工艺详见“图7-3 土石方开挖施工工艺框图”。
土石方开挖
土质石质
测量放线
施做天沟截排水沟，
清除植被设计爆破方案,清除植被
机械开挖钻孔
修整边坡边坡预裂爆破
施做挡护及排水沟工程石方松动爆破
石方运输大粒径解炮播撒草籽边坡整修
施做道槽槽拱
竣工测量
整修开挖面
验工计价
图7-3 土石方开挖施工工艺框图
2.7填筑施工方法