进水闸竖井开挖专项施工方案解读

格尔木那棱格勒河三级水电站
工程名称：那棱格勒河三级水电站土建及金属结构制安工程
合同编号：NLGL3-2012-1
进水闸竖井开挖专项施工方案
中国水利水电第四工程局那棱格勒河项目部
2014年2月18日
批准：审查：校核：编制：
目录
进水闸竖井土石方开挖工程 (1)
1 概况 (1)
1.1概述 (1)
1.2 主要工程量 (1)
1.3 施工重点难点 (1)
2 施工布置 (3)
2.1 施工道路布置 (3)
2.2 风、水、电布置 (3)
2.3 弃渣规划 (3)
2.4 施工工期规划 (4)
3 爆破试验 (4)
3.1 概述 (4)
3.2 爆破试验目的与内容 (4)
3.3 爆破试验 (4)
3.4 爆破试验成果 (5)
3.5 进水闸竖井开挖施工 (5)
4施工期截排水措施 (9)
4.1 边坡面排水 (9)
4.2 竖井内排水 (9)
5 渣场管理和维护 (9)
5.1 渣料管理 (9)
5.2 渣料利用措施 (10)
6质量保证措施 (10)
6.1预裂孔造孔质量保证措施 (10)
6.2竖井开挖施工质量保证措施 (11)
7 安全保证措施 (11)
7.1竖井开挖施工安全保证措施 (11)
7.2爆破安全控制措施 (12)
8文明施工措施 (13)
9资源配置 (14)
进水闸竖井土石方开挖工程
1 概况
1.1概述
进水闸布置于隧洞进口，泄洪冲砂闸右侧，进水闸按竖井式布置，内设工作平面钢闸门一道，井顶设有宽5.2m的C20钢筋混凝土工作桥和卷扬式启闭机一台。

闸孔尺寸为5.4m ×5.4m，闸后设长6m的渐变段与隧洞相接。

竖井上游的入口处，布置两个拦污栅，以防漂浮物进入隧洞。

进水闸竖井顶部高程3166m平台，竖井尺寸为7.4m×5.4m。

工作内容包括：准备工作、场地清理、施工期排水、钻孔爆破、边坡观测、边坡监测、边坡防护、石渣的运输和堆存、完工验收前的维护，将开挖可利用或废弃的土方运至监理人指定的堆放区并加以保护、处理，以及按监理人指示对废弃的渣场进行清理等工作。

本工程开挖施工难度大，为了保证本工程开挖施工进度和施工质量，本工程开挖配备了施工效率较高、性能稳定移动方便的钻爆、挖装、运输设备。

钻爆设备主要为油动空压机、YT-28气腿式手风钻及100B潜孔钻机；挖装设备主要为PC260反铲、ZL-50装载机等中大型挖装设备。

出渣运输设备主要选用25t自卸汽车。

1.2 主要工程量
进水闸竖井开挖主要为石方洞挖，主要工程量：VIII级石方洞挖679.32m3。

1.3 施工重点难点
㈠进水闸竖井开挖质量及开挖精度要求较高，做好进水闸竖井垂直建基面周边预裂孔布孔，确保开挖偏差、平整度质量是施工控制难点和重点。

主要对策：
根据进水闸竖井结构布置，竖井垂直建基面开挖采用预留保护层的方式进行开挖，在开挖爆破中预留厚度1.5m保护层，非电毫秒微差起爆网络的爆破方法，设计开口线预裂的方法进行施工。

在进行垂直预裂爆破前需认真考虑各方面的因素，做到合理规划、优化施工方案，充分考虑爆破振动及飞石对周边建筑物的基础影响因素，加强爆破控制，完善各项质量控制
措施，才能保证工程质量和施工安全。

施工中根据设计体型结构采用中心掏槽周边预裂爆破创造临空面及上钻空间，优化爆破参数、改进制作钻机机架，加强对预裂钻孔参数及精度的控制、减小临近水平建基面预裂梯段高度等施工手段进行控制。

㈡由于竖井开挖位于3166平台上为垂直洞挖方式开挖，因此竖井内出渣非常困难，且，施工工作面小.
主要对策：
针对竖井垂直开挖造成出渣困难的问题，可于高程3166m平台竖井口部位布置一台卷扬机，由人工系安全绳、安全带配合卷扬机的方式进行出渣。

根据现场实际地形，合理规划施工区域，选择施工设备，如在陡峭部位，在场区布设重机行走道路到达施工地点，重机进入工作面进行开挖作业，进水闸竖井开挖石渣则通过反铲和装载机甩入基坑内，然后通过装载机和自卸车拉运至厂房或监理人指定的渣场进行出渣。

㈢本工程开挖高差大，在施工过程中做好安全防护措施，防止边坡落渣、高空飞石是本工程的重点。

主要对策：
在竖井开挖以前，首先对边坡的稳定性进行调查，设计开挖线以内有不稳定因素，及时采取相应的防护措施。

对竖井开挖出露的软弱岩层和构造破碎带，及时按图纸和监理人的指示进行处理。

竖井的系统支护及时跟进以保证竖井四周的稳定。

施工前先进行边坡排水沟施工，防止汛期来临时边坡积水对工程的影响。

㈣由于竖井开挖无常规支护项目。

主要对策：
考虑到施工人员安全，建议进行常规支护，即锚杆锁口、洞身系统锚杆加喷锚支护同时进行，确保施工安全及开挖体型。

2 施工布置
2.1 施工道路布置
进水闸竖井开挖需满足高程3166平台施工人员及施工机械进场，同时还应满足进水闸竖井开挖后的出渣需求。

因此根据目前现有已形成的道路条件，可选择两条道路。

道路1：左岸进场道路→上游围堰→基坑→引水洞进口处；作为进水闸竖井开挖出渣道路。

道路2：左岸进场道路→上游围堰→右岸进场道路→3156平台；作为进水闸竖井施工人员及施工机械进场道路。

2.2 施工风、水、电布置
㈠施工用风
本工程开挖爆破钻孔设备主要选用YT-28手风钻，YT-28手风钻采用移动式油动空压机进行供风，故本工程集中供风的使用部位主要考虑YT-28手风钻设备用风。

因此供风设备可布置于右岸进场道路进水闸高程3156m平台路口处，以满足施工用风需要。

供风主管沿竖井开口线布设，支风管随着开挖面下卧进行延伸布置，在支风管端部设置风包，施工设备用风采用胶管从风包接引至各用风设备。

㈡施工用电
施工用电主要为潜水泵、施工照明，可考虑一台25KW柴油发电机置于3156平台。

㈢施工用水
施工用水主要为钻孔设备用水。

高峰期用水量约为1m3/h，于3166平台设置水箱并配备11kw潜水泵从上游围堰集水井内引至水箱。

2.3 弃渣规划
根据现场实际情况，竖井处开挖的弃渣可由25t自卸车拉运至位于导流洞左侧的弃渣场，或根据由监理人现场指定的弃渣场地弃渣。

出渣主要采用PC260反铲、ZL-50装载机配合25t自卸车装车运输并运输至指定渣场。

2.4 施工工期规划
根据招标文件控制性工期要求，结合本工程实际进度情况，竖井开挖计划于2014年2月20日开始，2014年3月11日结束。

3 爆破试验
3.1 概述
为了确保各个部位开挖质量和进度，拟结合生产进行爆破试验，以获得开挖的最优爆破参数，并获得高的开挖质量，了解爆破对周围非开挖岩体的破坏情况和范围，确保爆区周围被保护建筑物安全稳定。

3.2 爆破试验目的与内容
㈠试验目的
⑴选择爆破材料；
⑵获取最佳梯段爆破和预裂爆破参数，尤其建基面预裂爆破参数；
⑶确定水平建基面预留保护层厚度；
⑷了解爆破对非开挖岩体的破坏情况与范围；
⑸了解爆破对相邻永久建筑物的影响程度。

㈡试验内容
⑴爆破材料性能的试验检测和材料选择；
⑵爆破参数选择试验；
⑶爆破效果检测；
⑷爆破对已建邻近建筑物及锚喷区影响试验。

3.3 爆破试验
㈠爆破参数试验
⑴爆破参数
根据招标文件要求以及本工程地质情况，并结合我公司以往的类似工程爆破施工经验，初拟爆破试验参数。

⑵爆破试验钻孔机械选择
整个进水闸竖井开挖采用移动式空压机进行供风配合气腿式手风钻进行开挖。

机械选型必须确保造孔工作在技术上可行，经济上合理。

⑶爆破试验材料
爆破试验所需材料主要为火工材料。

3.4 爆破试验成果
㈠爆破试验成果应用
通过爆破试验，优化爆破参数，优化爆破设计，改善爆破效果，检查石方爆、挖、装效果，为本标段爆破施工提供最优的爆破参数。

㈡掌握不同类别爆破质点振动衰减规律，对新浇混凝土、灌浆及喷混凝土等附近的爆破按允许的质点振动速度设计爆破参数，实现控制爆破。

3.5 进水闸竖井开挖施工
3.5.1 施工程序
开挖程序为：场地清理→测量放线→石方开挖。

石方开挖前，详细调查边坡岩石的稳定性，包括设计开挖范围以外对施工安全有影响的坡面等。

对边坡开挖范围内，以及边坡上部和临近两侧存在的不安全因素，必须采取相应的处理措施，山坡上所有危石及不稳定岩体均应撬挖排除，如少量岩块撬挖确有困难，可用浅孔微量炸药爆破。

3.5.2 施工工艺
㈠竖井开挖施工工艺
竖井开挖施工工艺流程见框图3-1。

图3-1 开挖施工工艺流程图
㈡竖井开挖施工工艺
1、开挖准备
洞内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。

2、测量放样
⑴导线控制网测量采用全站仪进行施工测量。

⑵测量作业由专业人员实施。

每个循环钻孔前进行设计规格线测量放样，并检查上一循环超欠挖情况，检测结果及时向现场施工技术人员进行交底；每周进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。

⑶放样内容为：竖井中心线及边线、竖井开挖高程、开挖后边线复测。

3、钻孔
⑴根据本标的特点，竖井开挖采用YT-28型气腿及100B配合钻造孔。

⑵由熟练的风钻手严格按照掌子面标定的孔位进行钻孔作业。

造孔前先根据竖井中心线和边线调整钻杆方向和角度，经检查确认无误后方可开孔。

⑶各风钻手分区分部位定人定位施钻，熟练的操作手负责掏槽孔和周边孔。

钻孔过程中要保证各炮孔相互平行，掏槽孔和周边孔严格按照掌子面上所标孔位开孔施钻，崩落
孔孔位偏差不得大于5cm，崩落孔和周边孔要求孔底落在同一平面上。

⑷采用先掏槽后预裂的造孔顺序。

⑸为了控制好孔深，在容易看到的地方用红油漆做上标志，对于气腿钻可以直接在钻杆上作记号。

⑹预裂钻孔前先由测量人员按照设计图纸周边轮廓线，用油漆标识出孔位和地面高程，然后在孔位上钻浅孔插入短钢筋，对孔位进行保护。

开孔后进行中间过程的深度和角度校对，以便及时纠正偏差，确保钻孔在同一个平面上。

⑺炮孔造完以后，由值班现场技术人员按“平、直、齐”的要求进行检查，对不符合要求的钻孔重新造孔。

4、装药、联线、起爆
⑴竖井内装药作业采用人工系安全带、安全绳进行。

⑵在钻孔工序开始时，按照爆破设计要求提前进行光爆药卷加工，将炮孔堵塞物加工成型，准备好各种规格药卷以及各种段别非电雷管。

⑶炮孔经检查合格后，进行装药爆破；炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联接，由经考核合格的炮工严格按监理工程师批准的钻爆设计设计进行装药、爆破。

⑷装药严格遵守安全爆破操作规程，装药前用风水枪冲洗钻孔，掏槽孔由熟练的炮工负责装药，爆破孔采取柱状连续装药，周边孔采取空气间隔装药，将小药卷绑扎于竹片上，用导爆索串接。

⑸装药严格按照爆破设计图(爆破参数在实施过程中不断调整优化)进行，掏槽孔和崩落孔选用Φ32乳化炸药，周边孔选用Φ25乳化炸药。

掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实，堵塞良好，洞内采用非电起爆网络。

⑹药装完后，由炮工和值班技术员复核检查，确认无误后撤离人员和设备并放好警戒，由炮工负责引爆。

⑺炮响通风排烟后炮工先进入竖井内检查有无瞎炮、盲炮，若有则迅速排除，然后才能进入下一道工序。

⑻光面爆破要求
①残留炮孔在开挖轮廓面上均匀分布；
②完整岩石炮孔痕迹保存率在80%以上，完整性差的岩石炮孔痕迹保存率不少于50%，较破碎和破碎岩石炮孔痕迹保存率不少于20%；
③相邻两茬炮之间台阶的最大外斜值不大于10cm；
④相邻两孔间的岩面平整，孔壁没有明显的爆震裂隙。

5、通风散烟及洒水除尘
开挖施工面采用自然通风或机械通风散烟，保证在爆破后20分钟内将有害气体浓度降到允许范围内。

爆破散烟结束后，开挖面爆破碴堆洒水除尘。

6、安全处理
爆破后，用人工辅助清除竖井四周岩壁上残留的危石及碎块，保证进入钻孔人员及设备的安全，岩面破碎洞段在进行安全处理后，可先喷一层5cm厚C20混凝土，出碴后再次进行安全检查及处理。

在施工过程中，经常检查已开挖周边围岩的稳定情况，清撬可能塌落的松动岩块。

7、出碴
竖井内开挖石渣利用人工配合卷扬机吊出后用反铲或装载机引至引水洞进口处采用3m3装载机配合25t自卸车出渣。

竖井内弃渣可拉运至导流洞左侧碴场，并按监理工程师的指示或规范要求堆放。

可用石渣则根据需求拉运至工作点。

出渣完毕后用人工清理工作面积渣，为下一循环钻爆作业做好准备。

8、围岩支护
每茬炮开挖结束后，稳定性差的局部井壁岩体进行素喷混凝土，针对稳定性特别差的岩体可进行挂网打锚杆喷护。

及时进行随机锚杆或锚杆加挂钢筋网支护，系统锚杆及喷混凝土支护视岩石情况滞后开挖作业进行施工。

3.5.3施工方法
竖井开挖深度达2m后，需先进行井口锁口支护：锁口锚杆采用Φ25、L＝4.5锁口锚杆、间距0.8m，对洞口进行锁口支护，锁口完成后方可进洞开挖，开挖按照爆破设计进行并根据实际情况进行爆破试验，优化调整参数。

开挖周边采用YT-28手风钻在钻架平台上钻孔，造孔直径Φ42mm，全断面掘进，每循环进尺1.5m。

光爆孔间距40cm、孔深1.7m、线装药密度250g/m。

主爆孔间距60cm、孔深1.7m，单耗为1.20~1.40kg/m³，爆破网络采用非电毫秒延期雷管微差延时网络电雷管起爆。

爆破参数为初拟值，现场根据爆破试验进行调整。

出渣：竖井深17m，垂直的开挖方式将导致井内出渣困难，可于进水闸高程3166m平
台布置一台卷扬机并辅以人工佩带安全绳、安全带于井内装渣吊出的方式出渣，人工将石渣从竖井内运出后，置于3156平台，由反铲将3156m平台石渣运至坑底，并利用装载机配合25t自卸汽车拉运至指定渣场。

4施工期截排水措施
4.1 边坡面排水
在永久边坡面的坡脚以及施工区周边，挖设排水沟槽，并在合适位置布置集水坑，坑内设污水泵，及时排除坡底积水，保护边坡坡角的稳定。

4.2 竖井内排水
竖井开挖过程中如遇强降水导致坑内集水，可于附近开挖出一个深50cm的集水坑并直接于坑内布设一台11KW潜水泵抽排至坑内，确保竖井开挖干地施工条件。

5 渣场管理和维护
5.1 渣料管理
㈠堆渣场地清理
弃渣场需按照监理工程师的要求进行场地清理和必要的平整处理，渣料堆筑应分层进行，并应保证能顺利取用渣料。

㈡有序堆放渣料
开挖出的渣料，除安排直接运往指定地点的渣料外，其余的渣料分类堆放在指定的弃渣场。

施工中施工区及渣场设专人管理，严格控制可利用渣料与弃渣混杂装运和堆存。

堆渣范围和高程必须严格按施工图纸和监理工程师的要求实施。

堆渣过程中保持渣料堆体周边的边坡稳定，并作好堆渣体的边坡保护和排水工作。

㈢合理利用石渣料
石方开挖过程中我公司将严格按监理工程师批准的施工措施计划中对渣料利用的安排，采取合理的爆破设计、装运和堆渣措施，以提高渣料的利用率。

㈣渣场管理措施
派专人负责弃渣场的管理，开工后，将专门派人负责指挥运渣车辆按要求弃渣，指挥
渣场的平整和渣场的道路修筑，指挥维护人员作好坡面防护和排水，在监理的协调下统一管理渣场各方面的工作。

5.2 渣料利用措施
㈠根据现场实际施工情况，竖井内开挖石渣可用于发电厂房围堰处干砌石护坡，因此开挖石渣可根据需求进行分开堆放运输。

㈡有用料和弃料分开装运，运输车辆相对固定并编号，做上明显的标志，现场派专人指挥运渣车辆，严格按招标文件要求分类存放。

㈢堆渣范围和高程严格按施工图纸和监理工程师的指示实施。

㈣作好堆渣体的边坡保护和排水工作，保持渣料堆体周边的边坡稳定。

㈤做好本工程弃渣场的设计规划、施工、管理和维护，严禁弃渣在渣场乱弃乱倒，按设计要求做好渣场道路、堆渣体的削坡、边坡保护及渣体的排水工作。

保证降雨形成径流的排放畅通，防止暴雨洪水冲刷堆渣体，确保堆渣体的安全稳定。

㈥渣场道路根据渣场的弃渣容量和区域合理规划布置，保证渣场道路畅通。

㈦弃渣的堆放按设计图纸的要求由专人指挥推土机分层进行堆放，并适时对堆渣体利用反铲和人工进行削坡和整修，使堆渣体形成设计的堆渣边坡，防止因弃渣不当使堆渣体形成高陡边坡。

6质量保证措施
6.1预裂孔造孔质量保证措施
为了保证边坡预裂取得良好的质量，首先保证预裂孔造孔质量，具体施工时采取以下措施：
孔位：由于边坡坡面是有一定的坡度且爆破后的岩面高低不平，须由测量逐孔施放开孔孔位。

倾角：钻孔的倾角用量角器校正。

倾向：在测量放孔位的同时对应放出各孔的方位点。

钻机：采用导向性好、钻杆刚度大的100B型钻机钻孔及油动空压机机，支钻牢靠、稳定。

校正：在方位点吊垂线使钻杆的方向在孔位与方位的垂面内。

钻孔过程中的校正：当孔深钻至0.2～0.3m时，须校正一次，防止因震动滑移；当钻孔至1m、3m等分别进行校正，在整个钻孔过程中勤校正，确保钻孔质量。

孔深调整：钻孔终孔时，吹孔，逐孔检测深度，并予以调整，确保底面平整；钻孔侧斜仪进行抽查，作好施工记录；对不合格的孔重新打孔。

6.2竖井开挖施工质量保证措施
㈠严格按监理工程师批准的爆破方案进行钻孔、装药、连网。

㈡钻孔质量符合下列要求：
⑴钻孔孔位依据测量放出的中心线、腰线及开挖轮廓线上的控制点确定。

⑵周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的控制范围和掏槽孔的位置偏差不大于5cm，其他孔位偏差不大于10cm。

⑶炮孔的孔底落在爆破规定的平面上。

㈢爆破质量要求
⑴炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破。

⑵炮孔的装药、封堵和爆破网络连接，由经过考核合格的炮工负责，并严格按照爆破设计进行作业。

㈣光面爆破效果达到下列要求：
⑴残留炮孔痕迹在轮廓面上均匀分布；
⑵光面爆破，完整岩石应大于80％，较完整和完整性差的岩石不小于50％；较破碎和破碎岩石应不小于20％；
⑶相邻两孔间的岩石平整，孔壁没有明显的爆震裂隙；
⑷相邻两茬炮之间的台阶小于10cm。

7 安全保证措施
7.1竖井开挖施工安全保证措施
㈠开挖安全保证措施
⑴爆破材料的运输、存储、加工、现场装药、爆破网络连接、起爆及瞎炮处理，必须
严格遵守《爆破安全规程》的有关规定。

爆破材料符合使用条件和国家规定的技术标准。

每批爆破材料使用前进行性能检验。

⑵进行爆破时，人员应撤至安全距离之外。

⑶每道工序完成，并经过检查合格后，才能进行下道工序的施工。

⑷定期进行围岩变形观测，如发现异常情况及时报告有关人员，并立即组织施工人员及机具的撤离。

⑸严格按照监理工程师审批的施工开挖程序和技术措施进行施工。

⑹开挖区内的洞口上部设拦渣墙，防止边坡滚石伤人。

⑺洞内各种电线必须沿洞内侧壁悬挂，并要求良好的绝缘和防护措施，所有接头应保持干燥绝缘。

㈡不良地质段开挖施工安全保证措施
⑴保证不良地质洞段工作面照明良好，道路畅通，场地无集水及噪音。

⑵动力电缆、照明和起爆线路不得挂在坍塌体缝隙中或危石下，以免落石砸断线路造成事故。

⑶撬挖清理危石时，无关人员撤离工作面，作业人员在安全保护措施下进行撬挖作业。

⑷发现险情预兆，人员及设备要立即撤离工作面。

⑸支护排架与岩体间必须密实，必要时可用混凝土预制块填充。

⑹在处理过程中，发现个别岩块可能坠落，且暂时不能处理时，用临时支柱顶住危石。

⑺支护拆除时，划定安全界限和警戒范围，保证工作人员撤退条件。

⑻支护拆除时，首先将两端连接处断开，防止在拆除时引起临近未拆除部分倒塌，拆除支护材料要随时运到指定地点堆存。

不得随意堆放在工作面。

⑼塌方体开挖过程中，经常检查支护，保证支护坚固、牢靠。

如发现支撑破损、弯曲、折断、倒塌，立即进行修复加固。

7.2爆破安全控制措施
㈠爆破器材选用
根据基坑开挖岩石裂隙水较多的特点，爆破材料选用乳化炸药；主爆孔起爆材料选用毫秒塑料非电雷管；预裂和光爆孔起爆材料选用导爆索；总网络采用电雷管配起爆器引爆。

㈡主要技术措施
⑴梯段爆破采用非电毫秒微差网络爆破技术，控制爆破规模。

施工前期，结合施工生产进行爆破试验，通过爆破试验对爆破孔网参数、起爆网络、单耗药量等钻爆参数进一步优化，确定最佳钻爆参数。

⑵将爆破试验和安全监测相结合，获得爆破质点振速衰减规律公式，以建筑物安全质点振速控制爆破单响药量，通过调整爆破网络连接，控制爆破规模，保护周边建筑物免受爆震破坏。

⑶边坡采用预裂或光爆一次成型技术，预裂或光爆孔经科学的网络连接同主爆孔一起爆破，既能保证边坡成型质量，同时也能提高生产效率，加快施工进度。

⑷已施工的混凝土表面覆盖竹夹板或废旧轮胎，避免爆破飞石对混凝土表面的损害。

㈢爆破飞石控制
⑴在组织施工时尽量加大爆破区和混凝土浇筑区的安全距离，尽可能避免爆破震动和飞石对新浇混凝土的影响。

⑵控制爆破方向、加强孔口堵塞；为减少飞石对已浇混凝土的破坏，爆破方向朝向左岸；并增加炮孔孔口堵塞长度，保证堵塞质量。

在爆破控制效果不理想的情况下，考虑引进新型炮孔堵塞材料。

8文明施工措施
㈠在工程施工期间，项目部将做到全员持证上岗，服装整洁统一；
㈡施工现场整洁明亮，标志齐全美观，晴天不扬尘，雨后不积水，材料堆放整齐有序，设备停放整齐划一，施工工艺科学合理；
㈢每个施工面施工结束后及时清理现场，并做到工完、料尽、场地清，各种垃圾及时清理和运出；
㈣施工和生活废水定点排放，然后进行深埋；
㈤修建临时性厕所、定人、定时清扫；
㈥施工区、生活区张挂安全警示与文明施工的标牌；
㈦尽量降低机械和施工所引起的噪声对环境的污染；
㈧在施工过程中采取有效措施进行钻孔降尘。