關(guān)于三架山水庫土石方工程施工技術(shù)的探討

鄭偉 喬亞榮

摘要：本文結(jié)合三架山水庫樞紐工程的具體施工情況，從施工技術(shù)角度就該項目的土方和石方工程進(jìn)行相關(guān)探討，進(jìn)而對該技術(shù)方面進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：水庫；土方；石方；施工

中圖分類號：P343文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1.工程概況

三架山水庫位于駐馬店市驛城區(qū)胡廟鄉(xiāng)政府西南三架山腳下，位于汝河支流玉皇河上游，控制流域面積4.5平方公里，是一座以防洪、灌溉、保持水土為主，結(jié)合養(yǎng)殖、旅游等綜合利用和小(1)型水庫，水庫灌溉面積3000畝。

水庫樞紐包括大壩、溢洪道、輸水洞等建筑物。三架山水庫大壩全長200m，為粘土心墻砂殼壩，壩頂高程178m，最大壩高24m，壩頂寬4m，上有1.0m高防浪墻，粘土心墻高程176.5m，上下游邊坡1:1。

2.土方工程

2.1土方開挖

土方開挖工程包括：下游壩坡放緩工程挖方1300m3，下游壩面排水工程挖方300m3，輸水洞改造工程挖方18000m3，土方開挖量不大。

（1）施工前的準(zhǔn)備

土方開挖前將實測成果表報送監(jiān)理工程師，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行開挖，同時清除施工場地范圍內(nèi)的樹木、樹根、雜草、耕作土、淤泥、腐植土以及障礙物，其清理范圍應(yīng)達(dá)到施工范圍3m～5m以外，清理厚度20～30cm。同時保護(hù)好清理區(qū)的天然植被、林業(yè)資源，防止對環(huán)境造成不良影響。

在每項土方開挖前向監(jiān)理工程師報送施工措施計劃中詳細(xì)的臨時性排水設(shè)施的內(nèi)容提交相應(yīng)的圖紙和資料。在此應(yīng)注意保護(hù)已開挖的永久邊坡面及附近建筑物及其基礎(chǔ)免受沖刷和侵蝕破壞，土方開挖前，應(yīng)會同監(jiān)理工程師進(jìn)行以下各項的質(zhì)量檢查和驗收：

用于開挖工程量計算的原地形測量剖面的復(fù)核檢查；按施工圖紙所示的工程建筑物開挖尺寸進(jìn)行開挖剖面測量放樣成果的檢查。并以此作為工程量計量的依據(jù)；按施工圖紙所示進(jìn)行開挖區(qū)周圍排水和防洪保護(hù)設(shè)施的質(zhì)量檢查和驗收。

（2）施工方法

①土方開挖前，首先進(jìn)行測量放樣，標(biāo)識出開挖范圍和位置，按監(jiān)理人的指示確定棄渣場的位置及堆置高度，并及時完善相應(yīng)的水土保持措施。

②土方開挖施工順序為從高處向低處，分層開挖。反鏟挖掘機開挖分層厚度根據(jù)開挖區(qū)具體地質(zhì)情況確定。土方開挖采用1.0m3反鏟挖掘機輔以人工進(jìn)行開挖，開挖后的棄土用8T自卸汽車運到監(jiān)理工程師指定的地點堆放。

③根據(jù)施工圖紙和監(jiān)理工程師的要求，土方開挖時按土方明挖的開挖線進(jìn)行施工，對可能引起的滑坡和崩塌體應(yīng)及時采取有效的預(yù)防性保護(hù)措施，在已有建筑物附近進(jìn)行開挖時，采取必要的措施確保建筑物的穩(wěn)定和安全。土方明挖應(yīng)從上到下分層分段依次進(jìn)行，嚴(yán)禁自下而上或采取倒懸的開挖方法，施工中隨時做成一定的坡度，以利排水，開挖過程中應(yīng)避免影響邊坡穩(wěn)定范圍形成積水。

④土方開挖時，為避免原狀土被破壞，臨近設(shè)計開挖面預(yù)留30～50cm保護(hù)層，基面保護(hù)層采用人工開挖，在基礎(chǔ)施工前突擊挖除。開挖的土料人工攏堆，用1.0m3反鏟挖掘機裝至8T自卸汽車運至業(yè)主指定棄土區(qū)堆放。

⑤基礎(chǔ)和岸坡易風(fēng)化崩解的土層，開挖后應(yīng)預(yù)留保護(hù)層。岸坡的殘積物和滑坡體應(yīng)按施工圖紙要求開挖清理，清除出的廢料，全部運出施工范圍以外，堆放在監(jiān)理工程師指定的棄渣場

⑥土方開挖應(yīng)與土方填筑工程相結(jié)合，如不能及時填筑時，應(yīng)將回填土和棄土分別堆放，不得混淆，棄土堆置在監(jiān)理人指定的場地，并進(jìn)行適度平整。堆土區(qū)均應(yīng)設(shè)置在基坑邊線20m 以外，以確?，F(xiàn)場交通和基坑邊坡的穩(wěn)定。

⑦開挖范圍內(nèi)如有軟土、淤泥、富有機物土等，先用挖掘機全部挖除，裝車運走。并將上述不良地質(zhì)情況的現(xiàn)場記錄及處理措施報監(jiān)理人批準(zhǔn)。按監(jiān)理人指示，換填與地基土質(zhì)類似的土料回填、夯實，壓實標(biāo)準(zhǔn)同設(shè)計地基土。如基坑開挖過程中發(fā)生嚴(yán)重流沙、涌泥，無法繼續(xù)施工時，改變原有施工方案，并報經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)。

⑧在開挖邊坡上遇有地下水滲流時，采取有效的疏導(dǎo)和保護(hù)措施，防止開挖邊坡遭受雨水沖刷。冬季施工的開挖邊坡修整及其護(hù)面和加固工作，宜在解凍后進(jìn)行。

⑨在開挖過程中，按照施工期環(huán)境保護(hù)的要求，對清基范圍線以外、周邊的天然植被進(jìn)行保護(hù)，以免對天然環(huán)境造成不良影響。

（3）組織、協(xié)調(diào)管理及工期

開挖由項目經(jīng)理直接負(fù)責(zé)，控制好人員、機械，確保開挖工序的穩(wěn)步進(jìn)行，施工員做好測量放線，控制好邊坡的穩(wěn)定，由專職安全員組織人員及時檢查安全情況，邊坡穩(wěn)定情況由專業(yè)檢測單位全天候檢測，并及時上報檢測數(shù)據(jù)。

2.2土方回填

土方回填工程包括：下游壩面排水工程填方60m3，輸水洞改造工程填方18000m3，填方量不大。

土方回填前須確定回填設(shè)計壓實度，回填土的壓實度需達(dá)到設(shè)計要求?；靥钏玫耐亮先缧杈徒谌r，挖取前需鏟除表面的雜質(zhì)。土料要邊回填邊開采以免開采過早造成水份的散失。對于含水量不符合設(shè)計要求的土料，應(yīng)進(jìn)行灑水或攤開晾曬，所用土料土塊限制直經(jīng)≤5cm。土方回填的基礎(chǔ)面應(yīng)進(jìn)行刨毛處理，基礎(chǔ)面上的雜質(zhì)和不合格土質(zhì)預(yù)以清除并灑水保持回填基礎(chǔ)面濕潤。對于是砼或巖石的基礎(chǔ)面還應(yīng)進(jìn)行刷粘土泥漿處理。涂刷工作應(yīng)與回填土同層進(jìn)行。土方回填應(yīng)按水平分層由低處開始逐層填筑不得順坡鋪填，每層鋪土厚度本工程中采用15～20cm。已鋪土料在夯實前被曬干時，應(yīng)灑水濕潤。填筑過程中按規(guī)范要求進(jìn)行取樣，達(dá)到設(shè)計壓實度后方可進(jìn)行下一層。若發(fā)現(xiàn)局部“彈簧土”、層間光面、層間中空、松土層或剪切破壞的質(zhì)量問題時，應(yīng)及時進(jìn)行處理。填筑層檢驗合格后因故未繼續(xù)施工，復(fù)工前應(yīng)進(jìn)行夯實處理。土方夯實時應(yīng)采用連環(huán)套打法，夯跡雙向套壓，夯壓夯1/3，分段、分片夯實時，夯跡搭壓寬度應(yīng)不小于1/3夯徑。相鄰施工段的作業(yè)面宜均衡上升，若段與段之間不可避免出現(xiàn)高差時,應(yīng)以斜坡面相接，坡度可采用1∶3～1∶5，高差大時宜用緩坡。后填筑的段應(yīng)對斜坡面進(jìn)行削坡和刨毛處理，采取邊削坡、邊刨毛、邊鋪土、邊夯實。

降雨時應(yīng)及時壓實作業(yè)面表層松土，并將作業(yè)面做成拱面或坡面，以利排水。雨后應(yīng)晾曬或?qū)μ钔撩娴挠倌嗲宄?，合格后方可繼續(xù)填筑。

3.石方開挖工程

3.1施工程序

本標(biāo)段石方開挖采取爆破開挖，施工程序如下

3.2施工方法

（1）石方開挖的順序

石方開挖應(yīng)自上而下進(jìn)行，高度較大的邊坡，應(yīng)分層分梯段開挖，垂直邊坡梯段高度一般不大于10m，嚴(yán)禁采取自下而上的開挖方式。隨著開挖高程下降，應(yīng)及時對坡面進(jìn)行測量檢查以防止偏離設(shè)計開挖線，避免在形成高邊坡后再進(jìn)行處理。在開挖過程中，如遇挖掘機不能直接挖裝的巖石，則采用挖掘機帶振沖破碎器進(jìn)行破碎、松動。如有必要可采取控制爆破，爆破后再進(jìn)行開挖。爆破必須進(jìn)行爆破設(shè)計和爆破試驗，并獲得監(jiān)理人的批準(zhǔn)，方可實施。

本標(biāo)段石方開挖方量小，開挖深度和斷面大小不均，開挖采用深孔爆破與小孔徑小藥量分層爆破相結(jié)合的施工方法。

（2）爆破施工方法

①造孔、供風(fēng)

按照爆破施工方案，組織爆破施工。造孔采用LYQ—100型潛孔鉆與Y-27型手風(fēng)鉆，現(xiàn)場供風(fēng)采用9m3/min和6m3/min柴油移動式空壓機。

②爆破器材

根據(jù)爆破部位不同，無水部位采用2#巖石硝銨炸藥，有水部位采用2#巖石乳化炸藥。起爆系統(tǒng)采用非電起爆系統(tǒng)，能夠有效的防止雷電、地電位差、靜電等雜散電流對起爆系統(tǒng)的影響，確保爆破作業(yè)安全。由非電毫秒延期雷管、工業(yè)導(dǎo)爆索，組成起爆系統(tǒng)。

③出渣

采用1.0m3反鏟挖掘機裝8t自卸汽車運輸，根據(jù)要求分別運至監(jiān)理人指定的棄土區(qū)，渣料平整采用74kw推土機。

（3）爆破振動觀測

振動速度系振動效應(yīng)中最主要的破壞性指標(biāo)，計劃采用四川拓普數(shù)字設(shè)備公司制造的508S型振動信號自記儀2部同時觀測水平和垂直兩個方向的振速。

（4）爆破防護(hù)

爆破對建筑物影響主要有：爆破振動沖擊波和飛石擲損。結(jié)合爆破試驗觀測成果，采取必要的安全防護(hù)措施。包括：

①限制裝藥量：為減少爆破破壞作用到最低限制，在可以進(jìn)行爆破施工操作的前提下，力求將裝藥量降到最小。為了使爆破效果符合現(xiàn)場的具體要求，在正式爆破施工前進(jìn)行爆破試驗時，首先考慮采用較小的系數(shù)值。

②限制一次爆破量：在限制每孔裝藥量的同時，必須控制一次爆破數(shù)量，及采用延期雷管引爆炸藥的方法。

③采用合理的施工方法：進(jìn)行爆破施工時，應(yīng)從離開挖線最遠(yuǎn)處開始鉆孔爆破，由遠(yuǎn)而近的施工。同時應(yīng)使最小抵抗線朝向保護(hù)區(qū)的相反方向。

④設(shè)遮擋物防護(hù)：在臨時建筑物前設(shè)遮擋物，可以防止或減輕飛石的破壞作用，用木板等物，覆蓋在機械設(shè)備上或臨時建筑門窗之外以防止飛石。

（5）斷面質(zhì)量檢查和超欠挖處理

清渣同時清除坡面危巖，并對開挖斷面進(jìn)行安全和質(zhì)量檢查，作好記錄。出現(xiàn)超欠挖的坡面，在規(guī)范容許范圍內(nèi)的應(yīng)按照規(guī)范或設(shè)計圖紙進(jìn)行處理；超過規(guī)范規(guī)定的，應(yīng)分析原因，并報監(jiān)理人，請示處理方案或措施，及時進(jìn)行處理。處理完畢后，由現(xiàn)場監(jiān)理工程師進(jìn)行驗收。

結(jié)論與建議

總而言之，關(guān)于三架山水庫樞紐工程項目的土方和石方工程施工，施工之初一定要加強施工組織設(shè)計，加強圖紙會審及技術(shù)交底；施工過程中要嚴(yán)守施工工藝流程和工藝，要做到精細(xì)施工；只有這樣，才能確保工程質(zhì)量的優(yōu)良。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。