第8.1章 土石方明挖

8.1 土石方明挖
8.1.1 概述
8.1.1.1 主要工程项目及工程量
（1）主要工程项目
本工程土石方明挖主要包括：厂房交通洞工程、厂房通风洞工程、#1施工支洞工程、水土保持工程等适用于本工程施工图所示的土石方明挖工程。

土方开挖工作内容包括：准备工作、场地清理、土方开挖、钻孔爆破、石渣运输和堆存、施工期排水、边坡稳定监测、完工验收前的维护，以及将开挖可利用或废弃的土方运至合同指定的堆放区，并按环境保护要求对开挖边坡进行保护、治理等工作。

（2）主要工程量
本工程石方明挖总量为95856m3，其中表土剥离22089m3，土方明挖39614m3，石方明挖34153m3，土石方明挖施工的主要工程量见表8.1-1。

主要工程量表表8.1-1
8.1.1.2 工程地质条件
（1）交通洞进（出）洞脸开挖边坡地质条件
交通洞进(出)口布置在下水库进（出）水口北侧约70m的对外公路旁，山坡比高约30m，天然坡度为35°～55°，开挖边坡方向S19°W，高程234m以上弱风化白岗花岗岩裸露。

高程234m以下至高程225m公路，表部覆盖层厚约2m，全风化带厚1m～2m，强风化带厚约2m。

坡内通过F30、F43两条陡倾角断层。

两条断层走向均与开挖边坡方向近正交，从断层走向与开挖边坡的组合关系分析，两条断层对边坡稳定影响不大。

节理以走向为近SN和N40°～50°W的两组陡倾角节理为主，延伸较长。

顺坡向中、缓倾角节理分布较少，面较粗糙，多数延伸较短，连续性差，洞脸边坡整体较稳定。

此外，边坡表部高程230m～260m节理多张开，卸荷裂隙较发育，岩体稳定性差。

（2）通风洞进(出)口洞脸开挖边坡地质条件
通风洞进(出)口洞脸山坡比高约90m，天然坡度为30°～40°，开挖边坡方向S88°W。

边坡表部覆盖层厚约0.4m，全风化带厚1.5m～7m，强风化带厚约1m～3m。

坡内开挖边坡内没有断层通过，节理以走向NNE和NNW的两组陡倾角节理为主，延伸较长。

顺坡向中、缓倾角节理分布较少，面较粗糙，多数延伸较短，连续性差，未发现大的顺坡向缓倾角软弱结构面，洞脸边坡整体较稳定。

此外，边坡表部节理多张开，卸荷裂隙较发育，岩体松动，稳定性差。

（3）#1施工支洞进(出)口洞脸开挖边坡地质条件
进口处为一约30°的缓坡，覆盖层厚约0.5m，基岩为白岗花岗岩，全风化带厚约3m～9m，强风化带厚3m～4m，弱风化带厚约45m。

节理以近SN和近EW向陡倾角的为主，结构面无明显不利组合。

未发现大的顺坡向缓倾角软弱结构面，洞脸边坡整体较稳定。

但少数中、缓倾角节理与其它方向结构面相切割组合，可构成小块不稳定体，此外，边坡表部节理发育，多张开，局部稳定性差。

8.1.2引用标准
（1）GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》；
（2）GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》；
（3）DL/T5113.1-2005《水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准第一部分土建工程》；
（4）DL/T5129-2001《碾压式土石坝施工技术规范》。

（5）GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》；
（6）GB6722-2003《爆破安全规程》；
（7）DL/T5113.1-2005《水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准第1部分土建工程》；
（8）DL/T5123-2000《水电站基本建设工程验收规程》；
（9）DL/T5135-2001《水电水利工程爆破施工技术规范》；
（10）DL/T5173-2003《水电水利工程施工测量规范》；
（11）DL/T5333-2005《水电水利工程爆破安全监测规程》；
（12）DL/T5371-2007《水电水利工程土建施工安全技术规程》；
（13）DL/T5389-2007《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》。

8.1.3 土石方明挖施工程序
厂房交通洞工程、厂房通风洞工程、#1施工支洞进口段明挖及支护施工分为厂房交通洞工程、厂房通风洞工程和#1施工支洞3个工作面同时进行施工。

土石方明挖按照先土方、后石方的原则，自上而下分层进行开挖施工。

各建筑物基础开挖及边坡支护处理，采取分区段进行施工。

开挖区采用由上至下分台阶钻爆开挖，每个台阶钻爆开挖完成后及时进行边坡锚喷支护，上一层的支护保证下一层的开挖安全顺利进行，未完成上一层的支护，不进行下一层的开挖。

各级开挖边坡形成之前，完成相应高程的地表截排水系统的施工。

土石方明挖施工工艺流程见框图8.1-1。

土石方明挖施工工艺流程图（框图8.1-1）
8.1.4施工方法
洞口段明挖采用自上而下分层开挖，洞口明挖包括表土覆盖层开挖和岩石开挖。

在开挖施工前，将边坡、仰坡上的浮石、危石进行清除，作好坡面排水系统。

8.1.4.1表土覆盖层土方开挖
开挖前，首先进行测量放样，标识出开挖范围和位置，然后人工清理开挖区域内的树木和有碍杂物。

同时，将开挖区域上部孤石、险石排除，较大块石用小炮解小。

开挖区域清理完毕后，即开始按设计要求施工边坡上部地面排水系统，地面排水系统施工始终超前开挖工作面1～2个台阶，在梯段开挖之前完成。

表土覆盖层开挖采用反铲削坡，人工配合修整边坡。

按照测量放样开口线自上而下分层开挖。

同一层面开挖施工，按照“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。

开挖土料翻落至下部集渣平台或直接装车，较宽部位用TY220推土机配合集料。

开挖施工的同时采用1.2m3液压反铲修整边坡，预留30cm 人工进行修坡，以保证开挖的坡度和平整度满足招标文件和施工规范要求。

开挖后的表土土料采用1.2m3液压反铲或3.0 m3装载机装15t自卸汽车运往指定腐殖土暂存场。

雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利部位排水。

在开挖施工过程中，根据施工需要，经常检测边坡设计控制点、线和高程，以指导施工，并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况，如出现异常，立即向监理人和发包人
报告并采取应急处理措施。

8.1.4.2 石方开挖
岩石开挖采用钻爆法施工，沿开挖坡面自上而下分层进行，标准分层高度为3.0m，设计边坡线采用光面爆破技术，边坡采用YT28手风钻或QZJ-100B潜孔钻钻预裂或光面爆孔，水平建基面预留保护层，爆破采用非电毫秒雷管微差起爆网络起爆。

开挖后的石渣采用1.2m3液压反铲或3.0 m3装载机装15t自卸汽车运往指定施工平台。

（1）梯段爆破施工
梯段爆破施工工艺流程框图见框图8.1-2所示。

梯段爆破施工工艺流程框图（框图8.1-2）
根据测量放线的位置，每次钻孔爆破前，先在台阶面上按设计用红油漆标明爆破孔位并保持钻孔准确。

工作面采用YT-28手风钻和QZJ-100B型潜孔钻钻孔，为了提高爆破效率、降低成本，梯段爆破孔采用宽孔距，窄排距布孔方式，在布孔时应尽可能避开软弱夹层；采用偶合装药结构和孔间微差，使爆破出来的石渣粒径均匀，解炮量少。

钻孔施工过程中，由专人对钻孔的质量及孔网参数按照作业指导书的要求进行检查，如发现钻孔质量不合格及孔网参数不符合要求，立即要求返工，直至达到钻孔设计要求。

装药、联网爆破均采取人工装药，采取全偶合柱状连续装药，岩石爆破单位耗药量暂按0.4～0.5kg/m3考虑，最终单耗根据爆破试验确定。

梯段爆破采用微差爆破网络，采用塑料导爆管连接非电毫秒雷管微差起爆。

（2）预裂爆破施工
为保证边坡稳定，边坡开挖严格按照“自上而下、分层开挖、及时支护”的原则组织施工，以分层梯段开挖为主导，边坡锚喷支护紧跟，上层支护完后再开挖下一层。

为保证边坡岩体完整平顺、严格控制超欠挖，拟在边坡设计边线采用预裂爆破，预裂爆破孔前设2~3排缓冲孔。

爆破参数根据现场试验进行优化调整。

预裂爆破施工工艺流程程序见框图8.1-3所示。

预裂爆破施工工艺流程框图（框图8.1-3）
预留保护层采用YT-28型手风钻钻孔微差分层爆破开挖，保护层开挖的施工顺序为相应的梯段开挖石渣运出后进行。

为防止爆破振动对基岩产生破坏影响，保护层分三层开挖。

保护层开挖的工艺流程见框图8.1-4。

保护层开挖工艺流程框图（框图8.1-4）
8.1.5 爆破设计
8.1.5.1 梯段爆破设计
厂房交通洞、通风洞工程、#1施工支洞工程进口段石方明挖爆破标准分层高度为3m，炮孔直径为42mm，间排距为1.5×1.0m，梅花型布置。

采用Φ32药卷，单孔装药量2.0kg。

针对本工程的具体工程地质条件和岩石的物理力学性能，在进行正规的爆破施工前，首先寻找具有代表性的区域进行爆破实验，借以调整和修正已设计的
爆破参数，使爆破效果达到比较好的结果。

梯段爆破钻爆设计参数见表8.1-2，炮孔布置及装药结构见梯段爆破炮孔布置图8.1-5。

梯段爆破技术参数 表8.1-2 8.1.5.2保护层爆破设计
保护层厚1.5m ，分三层开挖，第一层为0.8m ，第二层为0.5m ，第三层为20cm 的撬挖层。

撬挖层采用风镐和撬棍施工。

采用2#岩石销铵炸药，导爆管起爆。

梯段爆破钻爆设计参数见表8.1-3，炮孔布置及装药结构见炮孔布置图8.1-6。

300
梯段开挖炮孔布置图
（图8.1-5）
梯段爆破装药结构
A A -- A
B -- B
保护层开挖钻爆设计参数 表8.1-3
8.1.5.3预裂爆破设计
石方边坡采用预裂爆破，爆破标准分层高度为3m ，炮孔直径为42mm ，炮孔间距为0.4m 。

采用Φ20药卷间隔装药，线装药密度为200~300kg/m 。

8.1.6 爆破试验
确定适合的、质量优良的、性能稳定的爆破材料；确定适合施工场地地质条件和岩性特征的爆破参数；观测爆破对爆破区底部及周边保留岩体的破坏情况，确定岩体保护层厚度或其他有关数据；观测爆破对建筑物的破坏影响，判断其安全性，为爆破施工提供依据。

爆破试验内容包括：爆破材料性能试验、爆破参数试验、爆破破坏试验、爆破地震效应试验。

爆破方案中的孔网布置，单位耗药量的选择和起爆方法及顺序等，按钻爆设计方案进行，尽量减小爆破振动的作用。

试验方案的要点为：
爆破装药结构
B
A
B — B
A — A
80
保护层开挖炮孔平面布置示意图 （图8.1-6）
（1）控制台阶高度在3m以内；
（2）梅花型布孔；
（3）采用微差起爆法，一次爆破中单响药量控制在100～300kg；
（4）最后一排爆破孔的孔距，试验设计1.5～2m，并且减少装药量，其目的是防止爆破的后拉作用，为下一次爆破保留完整的台阶工作面。

试验次数暂定为2～3次，对孔网参数及起爆方案仅为验证性的试验，找出合理的爆破方案，以满足施工要求。

8.1.7开挖施工技术措施
为了保证高边坡土石方的开挖质量及施工安全，在明挖作业开工前对坡顶设计线上面的高边坡进行检查，如发现不安全因素，要提前处理。

并将坡顶设计线外5m范围内浮石、杂物清除干净。

沿边坡顶挖截水沟，设安全防护栏。

为保证边坡稳定，边坡开挖严格按照“自上而下、分层开挖、及时支护”的原则组织施工。

开挖的渣料主要采用反铲配合推土机集渣，然后采用反铲装自卸汽车运至渣场。

开挖的边坡采用预裂爆破技术，开挖严格按设计参数施工，特别是预裂孔孔向、孔深要严格控制，采用搭设钢管样架固定钻机和导向；主爆破孔施工，严格控制倾角和孔深，确保爆破质量达到预期要求。

8.1.8 爆破振动、飞石、粉尘控制措施
8.1.8.1 爆破振动控制措施
（1）通过现场爆破试验，优化爆破设计，严格控制最大一段装药量，确保爆破质点振动速度不超标。

（2）根据被保护对象的充许质点振动速度、距被保护对象的距离、岩土性质地形和爆破条件等，确定最大一段装药量。

（3）爆破施工中，采用预裂爆破、微差爆破等爆破技术。

（4）采用爆破震动监测仪，对质点振动速度进行监测。

8.1.8.2 爆破飞石控制及防止坍塌事故措施
（1）采用控制爆破技术，选择与保护对象成尽可能大的角度作为主爆破方向，采用缓冲爆破，多钻孔、少装药、孔内不偶合装药，达到弱松动的效果。

（2）要求严格控制飞石方向及距离的特殊部位在爆破区表面加炮被措施，控制飞石，炮被采用覆盖铅丝网及砂袋。

（3）按设计装药量、装药结构进行装药，堵塞要密实，堵塞长度要够。

（4）采用宽孔距、小抵抗线深孔梯段微差挤压爆破，减少飞石。

（5）在开挖后边坡上设置观测点，并由专人按时监测。

（6）在明挖作业开工前对坡顶设计线上面的高边坡进行检查，如发现不安全因素，要提前处理，并将坡顶设计线外的浮石、杂物清除干净。

8.1.8.3 施工粉尘控制措施
（1）钻孔作业时，钻孔设备配备除尘装置。

（2）爆破方式优先使用预裂爆破、光面爆破和缓冲爆破等方式，以减少粉尘产生。

（3）车辆运输土石方不得超载，施工车辆实施速度控制，以减少施工扬尘。

（4）施工期间，安排专门的洒水车对场内施工道路、施工场地和弃渣场进行洒水，以使施工区不扬尘，避免扬尘对周围环境空气的污染。

8.1.9 主要施工机械设备及施工人员配置
按照土石方开挖高峰月强度，考虑各工作面资源的相互利用系数，进行资源配置。

8.1.9.1 土石方明挖施工机械设备配置
根据土石方明挖施工强度的需要，充分考虑各工作施工影响，土方明挖施工主要设备配置见表8.1-4。

土石方明挖及支护施工主要机械设备表表8.1-4
8.1.9.2土石方明挖施工人员配置
根据施工强度和机械设备配置，土石方明挖高峰期单班劳动力组合见表8.1-5。

土石方明挖及支护劳动组合表表8.1-5
8.1.10 雨季施工措施
（1）雨季到来之前修好施工便道并保证晴雨畅通。

（2）雨季施工前，对施工场地原有排水系统进行检查，必要时增设排水设施，保证水流畅通。

在施工场地周围结合永久结构物加设截水沟，防止地表水流入场内。

（3）及时了解天气预报，观察天气变化情况，合理规划作业区间及机动工程。

（4）雨季施工时，特别是雷暴天气，加强对供、配电设施及用电器材等的维护管理，防止因雷击，漏电等发生人员伤亡或设备损坏等事故。

（5）挖方边坡不宜一次挖到设计位置，应沿坡面留30cm厚。

待雨后再修整到设计边坡度。

（6）边坡应按设计坡度自上而下开挖，雨期开挖注意边坡稳定，加强对边坡的监测，并随时核对其坡度是否合乎设计要求，作好防护，使边坡在雨水冲刷时，能保持稳定。

（7）采用防水爆破材料，雷暴天气不进行爆破施工。

8.1.11 施工质量、安全保证措施与劳动保护
8.1.11.1 施工质量控制措施
（1）严格按设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。

（2）开挖前认真做好爆破方案设计，做好光面和预裂爆破参数设计，并先进行爆破试验，以选择和确定合理的爆破参数，确保开挖面质量。

（3）采用先进的测量仪器和先进的测量控制手段，提高观测效率、观测质量。

所有测量设备检验合格才能使用，控制测量和施工测量采用全站仪进行。

测量作业由富有经验的专业人员进行测量放线、复测。

（4）在实地放出控制开挖轮廊的坡顶点、转角点或坡脚点，并用醒目的标志标定。

开挖部位接近开挖边线时，及时测放基础轮廊点及散点高程，并将欠挖部位及尺寸标于实地，必要时在实地画出开挖轮廊线，以备验收。

（5）开挖严格按设计参数施工，特别是预裂孔孔向、孔深要严格控制，钻孔时，搭设钢管样架固定钻机和导向；主爆破孔施工，严格控制倾角和孔深，确保爆破质量达到预期要求。

（6）炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由经过考核合格的炮工负责，严格按爆破图的规定和要求进行作业。

8.1.11.2 施工安全控制措施
根据本工程实际情况及土石方明挖工程施工特点，为保证明挖施工安全顺利的进行，必须科学合理地安排施工程序，做好安全防护措施，尽可能减少上下交叉施工干扰，并做好以下安全保证措施。

（1）采用控制爆破技术，选择与保护对象成尽可能大的角度作为主爆破方向，采用缓冲爆破，密钻孔、少装药、孔内不偶合装药，达到弱松动的效果。

采用宽孔距、小抵抗线深孔梯段微差挤压爆破，减少飞石。

选择有利的爆破方式严格控制最大单响药量和最大一次起爆药量，以减少爆破飞石。

（2）严格执行爆破作业审批制度，爆破前填写爆破申请单，经技术部门、安全部门及监理的审批签字后，方能进行爆破作业。

（3）设置安全防护栏和警示标志，陡岩边缘处施工时，施工人员必须系安全带，防止坠落。

禁止上下层同时作业。

（4）覆盖层开挖自上而下进行，严禁采用掏根法挖土或将坡面挖成反坡，在坡顶设置截水天沟。

坡顶设置挡板以防落物伤人，开挖过程中，及时进行边坡支护，加强边坡稳定观测，防止边坡失稳或产生较大滑移。

为了施工安全整个工作面照明要满足要求，恶劣的气候条件下，不许在高边坡上施工。

（5）每层开钻前必须检查工作面附近岩石是否稳定，有无瞎炮，发现问题立即处理，严禁打残孔。

供钻孔的各种钻架要搭设牢固，送风管路的接头必须搭接，以防断裂喷气“甩头”伤人。

（6）在施工过程中，随时对边坡等部位出露的渗水、软弱夹层、剪切破碎带等地质缺陷部位进行稳定性监测，一旦出现裂缝或滑动迹象，立即暂停施工，会同地质及监理人进行检查研究处理。

8.1.11.3 劳动保护
（1）施工人员进入施工现场严格按劳保着装，班前进行安全施工技术交底，每日进行安全巡检，每月进行安全考核。

对存在安全隐患的施工部位、工序等责令整改后施工。

（2）强化劳动保护意识、制定完善的劳动保护措施。

（3）高处作业施工人员必须佩带安全绳及安全带等劳动保护用品，严禁酒后作业。

安全网挂设、安全帽及安全绳佩带符合相关规范。

（4）在各类危险区域设置明显的标志、警示牌及防护围拦。