关于三架山水库土石方工程施工技术的探讨

郑伟 乔亚荣

摘要：本文结合三架山水库枢纽工程的具体施工情况，从施工技术角度就该项目的土方和石方工程进行相关探讨，进而对该技术方面进行总结。

关键词：水库；土方；石方；施工

中图分类号：P343文献标识码： A 文章编号：

1.工程概况

三架山水库位于驻马店市驿城区胡庙乡政府西南三架山脚下，位于汝河支流玉皇河上游，控制流域面积4.5平方公里，是一座以防洪、灌溉、保持水土为主，结合养殖、旅游等综合利用和小(1)型水库，水库灌溉面积3000亩。

水库枢纽包括大坝、溢洪道、输水洞等建筑物。三架山水库大坝全长200m，为粘土心墙砂壳坝，坝顶高程178m，最大坝高24m，坝顶宽4m，上有1.0m高防浪墙，粘土心墙高程176.5m，上下游边坡1:1。

2.土方工程

2.1土方开挖

土方开挖工程包括：下游坝坡放缓工程挖方1300m3，下游坝面排水工程挖方300m3，输水洞改造工程挖方18000m3，土方开挖量不大。

（1）施工前的准备

土方开挖前将实测成果表报送监理工程师，经监理工程师批准后，方可进行开挖，同时清除施工场地范围内的树木、树根、杂草、耕作土、淤泥、腐植土以及障碍物，其清理范围应达到施工范围3m～5m以外，清理厚度20～30cm。同时保护好清理区的天然植被、林业资源，防止对环境造成不良影响。

在每项土方开挖前向监理工程师报送施工措施计划中详细的临时性排水设施的内容提交相应的图纸和资料。在此应注意保护已开挖的永久边坡面及附近建筑物及其基础免受冲刷和侵蚀破坏，土方开挖前，应会同监理工程师进行以下各项的质量检查和验收：

用于开挖工程量计算的原地形测量剖面的复核检查；按施工图纸所示的工程建筑物开挖尺寸进行开挖剖面测量放样成果的检查。并以此作为工程量计量的依据；按施工图纸所示进行开挖区周围排水和防洪保护设施的质量检查和验收。

（2）施工方法

①土方开挖前，首先进行测量放样，标识出开挖范围和位置，按监理人的指示确定弃渣场的位置及堆置高度，并及时完善相应的水土保持措施。

②土方开挖施工顺序为从高处向低处，分层开挖。反铲挖掘机开挖分层厚度根据开挖区具体地质情况确定。土方开挖采用1.0m3反铲挖掘机辅以人工进行开挖，开挖后的弃土用8T自卸汽车运到监理工程师指定的地点堆放。

③根据施工图纸和监理工程师的要求，土方开挖时按土方明挖的开挖线进行施工，对可能引起的滑坡和崩塌体应及时采取有效的预防性保护措施，在已有建筑物附近进行开挖时，采取必要的措施确保建筑物的稳定和安全。土方明挖应从上到下分层分段依次进行，严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法，施工中随时做成一定的坡度，以利排水，开挖过程中应避免影响边坡稳定范围形成积水。

④土方开挖时，为避免原状土被破坏，临近设计开挖面预留30～50cm保护层，基面保护层采用人工开挖，在基础施工前突击挖除。开挖的土料人工拢堆，用1.0m3反铲挖掘机装至8T自卸汽车运至业主指定弃土区堆放。

⑤基础和岸坡易风化崩解的土层，开挖后应预留保护层。岸坡的残积物和滑坡体应按施工图纸要求开挖清理，清除出的废料，全部运出施工范围以外，堆放在监理工程师指定的弃渣场

⑥土方开挖应与土方填筑工程相结合，如不能及时填筑时，应将回填土和弃土分别堆放，不得混淆，弃土堆置在监理人指定的场地，并进行适度平整。堆土区均应设置在基坑边线20m 以外，以确保现场交通和基坑边坡的稳定。

⑦开挖范围内如有软土、淤泥、富有机物土等，先用挖掘机全部挖除，装车运走。并将上述不良地质情况的现场记录及处理措施报监理人批准。按监理人指示，换填与地基土质类似的土料回填、夯实，压实标准同设计地基土。如基坑开挖过程中发生严重流沙、涌泥，无法继续施工时，改变原有施工方案，并报经监理人批准。

⑧在开挖边坡上遇有地下水渗流时，采取有效的疏导和保护措施，防止开挖边坡遭受雨水冲刷。冬季施工的开挖边坡修整及其护面和加固工作，宜在解冻后进行。

⑨在开挖过程中，按照施工期环境保护的要求，对清基范围线以外、周边的天然植被进行保护，以免对天然环境造成不良影响。

（3）组织、协调管理及工期

开挖由项目经理直接负责，控制好人员、机械，确保开挖工序的稳步进行，施工员做好测量放线，控制好边坡的稳定，由专职安全员组织人员及时检查安全情况，边坡稳定情况由专业检测单位全天候检测，并及时上报检测数据。

2.2土方回填

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

土方回填前须确定回填设计压实度，回填土的压实度需达到设计要求。回填所用的土料如需就近挖取时，挖取前需铲除表面的杂质。土料要边回填边开采以免开采过早造成水份的散失。对于含水量不符合设计要求的土料，应进行洒水或摊开晾晒，所用土料土块限制直经≤5cm。土方回填的基础面应进行刨毛处理，基础面上的杂质和不合格土质预以清除并洒水保持回填基础面湿润。对于是砼或岩石的基础面还应进行刷粘土泥浆处理。涂刷工作应与回填土同层进行。土方回填应按水平分层由低处开始逐层填筑不得顺坡铺填，每层铺土厚度本工程中采用15～20cm。已铺土料在夯实前被晒干时，应洒水湿润。填筑过程中按规范要求进行取样，达到设计压实度后方可进行下一层。若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏的质量问题时，应及时进行处理。填筑层检验合格后因故未继续施工，复工前应进行夯实处理。土方夯实时应采用连环套打法，夯迹双向套压，夯压夯1/3，分段、分片夯实时，夯迹搭压宽度应不小于1/3夯径。相邻施工段的作业面宜均衡上升，若段与段之间不可避免出现高差时,应以斜坡面相接，坡度可采用1∶3～1∶5，高差大时宜用缓坡。后填筑的段应对斜坡面进行削坡和刨毛处理，采取边削坡、边刨毛、边铺土、边夯实。

降雨时应及时压实作业面表层松土，并将作业面做成拱面或坡面，以利排水。雨后应晾晒或对填土面的淤泥清除，合格后方可继续填筑。

3.石方开挖工程

3.1施工程序

本标段石方开挖采取爆破开挖，施工程序如下

3.2施工方法

（1）石方开挖的顺序

石方开挖应自上而下进行，高度较大的边坡，应分层分梯段开挖，垂直边坡梯段高度一般不大于10m，严禁采取自下而上的开挖方式。随着开挖高程下降，应及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线，避免在形成高边坡后再进行处理。在开挖过程中，如遇挖掘机不能直接挖装的岩石，则采用挖掘机带振冲破碎器进行破碎、松动。如有必要可采取控制爆破，爆破后再进行开挖。爆破必须进行爆破设计和爆破试验，并获得监理人的批准，方可实施。

本标段石方开挖方量小，开挖深度和断面大小不均，开挖采用深孔爆破与小孔径小药量分层爆破相结合的施工方法。

（2）爆破施工方法

①造孔、供风

按照爆破施工方案，组织爆破施工。造孔采用LYQ—100型潜孔钻与Y-27型手风钻，现场供风采用9m3/min和6m3/min柴油移动式空压机。

②爆破器材

根据爆破部位不同，无水部位采用2#岩石硝铵炸药，有水部位采用2#岩石乳化炸药。起爆系统采用非电起爆系统，能够有效的防止雷电、地电位差、静电等杂散电流对起爆系统的影响，确保爆破作业安全。由非电毫秒延期雷管、工业导爆索，组成起爆系统。

③出渣

采用1.0m3反铲挖掘机装8t自卸汽车运输，根据要求分别运至监理人指定的弃土区，渣料平整采用74kw推土机。

（3）爆破振动观测

振动速度系振动效应中最主要的破坏性指标，计划采用四川拓普数字设备公司制造的508S型振动信号自记仪2部同时观测水平和垂直两个方向的振速。

（4）爆破防护

爆破对建筑物影响主要有：爆破振动冲击波和飞石掷损。结合爆破试验观测成果，采取必要的安全防护措施。包括：

①限制装药量：为减少爆破破坏作用到最低限制，在可以进行爆破施工操作的前提下，力求将装药量降到最小。为了使爆破效果符合现场的具体要求，在正式爆破施工前进行爆破试验时，首先考虑采用较小的系数值。

②限制一次爆破量：在限制每孔装药量的同时，必须控制一次爆破数量，及采用延期雷管引爆炸药的方法。

③采用合理的施工方法：进行爆破施工时，应从离开挖线最远处开始钻孔爆破，由远而近的施工。同时应使最小抵抗线朝向保护区的相反方向。

④设遮挡物防护：在临时建筑物前设遮挡物，可以防止或减轻飞石的破坏作用，用木板等物，覆盖在机械设备上或临时建筑门窗之外以防止飞石。

（5）断面质量检查和超欠挖处理

清渣同时清除坡面危岩，并对开挖断面进行安全和质量检查，作好记录。出现超欠挖的坡面，在规范容许范围内的应按照规范或设计图纸进行处理；超过规范规定的，应分析原因，并报监理人，请示处理方案或措施，及时进行处理。处理完毕后，由现场监理工程师进行验收。

结论与建议

总而言之，关于三架山水库枢纽工程项目的土方和石方工程施工，施工之初一定要加强施工组织设计，加强图纸会审及技术交底；施工过程中要严守施工工艺流程和工艺，要做到精细施工；只有这样，才能确保工程质量的优良。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。