高速公路土石方开挖施工.doc

土石方开挖方案
1、 土方开挖
1）施工前应仔细查明地上、地下有无管线，对本合同段中的照明、输电线路，施工时应查明其平面位置和高度，对施工有影响的应提前拆除。对本合同段中的通信光缆，施工时与电讯局联系，应予以重点保护，对其它地下管线，查明其位置和埋设深度，还注意开挖边界以外的建筑物是否安全。
2）开挖前，首先测量放线，依据设计挖深及边坡坡率推算测出开挖边界，并及早完成截水沟的修建。由高到低，从上而下，由外向里逐层开挖，最后刷坡至边坡线，严禁掏底开挖。
3）剥除开挖区地表植被、腐植土及其它不宜作填料的土层，弃运于监理工程师指定地点或弃土场。
4）在路堑施工前，根据现场收集到的情况，核实的工程数量，工期要求，施工难易程度和人员、设备、材料编制实施性施工组织设计，报监理工程师审批。
5）根据测设路线中桩，设计图表定出路堑堑顶边线、边沟位置桩，在距路中心一定安全距离设置控制桩。
6）路堑开挖前，利用人工或推土机清除地表不宜用作填方的植被，修筑截水沟，施工最好避开雨季，及时做好排水工作。
7）开挖前，进行测量放线，依据设计挖深及边坡坡率推算测出开挖边界，并及早完成堑顶截水沟的修建。由高到低，从上而下，由外向里逐层开挖，最后刷坡至边坡线，严禁掏底开挖。剥除开挖区地表植被、腐植土及其它不宜作填料的土层。
1
1
上层

1—1剖面
分层横向开挖法示图
8）短而深的地段采用分层横向开挖法，每层3～4米。若以挖作填，运距较近时（20～50米），用推土机进行，运距较远时用推土机堆积，采用装载机配合自卸汽车运土，边开挖边修边坡、边填土边摊铺碾压。
纵向开挖法示图

9）长而深的路堑采用纵挖法，先沿路堑纵向挖掘通道，然后将通道向两侧拓宽，上层通道拓宽至路堑边坡后，再开挖下层通道，如此纵向开挖至路基标高。
10）对于土方量比较集中的深路,可采取双层纵向通道掘进法。即先沿路堑纵向挖掘出一条通道，然后再沿此通道两侧进行拓宽，既可避免单层深度过大，又可扩大作业面，同时对施工临时排水可用作导沟。
双层纵向通道开挖法示意图
6
5
2
3
4
9
8
10
11
7
1
第1层通道
第2层通道
11）单层横向全宽掘进方法。路堑开挖较浅时，对路堑整个宽度，沿路线纵向一端或两端向前开挖。
12）双层二次横向全宽掘进方法，人工挖掘时每层高度一般为1．5m～2．0m(最大)，当路堑较深，横向全宽掘进亦可分为两个或两个以上的阶梯，同时分层进行开挖。每层阶梯留有运土路线，并注意临时排水。（如图所示），（a）为横剖面，（b）为平面，Ⅰ、Ⅱ为开挖层次。
Ⅱ
Ⅰ
a）
b）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
(b)
(a)
双层二次横向全宽掘进法示图

2 、一般石方路基开挖
1）石方开挖根据岩石的类别，风化程度和节理发育度等情况采取不同的方法，软石和强风化石采用机械开挖，人工配合修整；坚硬岩石采用微差爆破法，以小型松动控制爆破为主，严禁过量爆破。当石方开挖接近坡面时，采用光面爆破。当挖方段为单边坡石质路堑。施工时采用光面、预裂爆破；当挖方路段为双边坡石质路堑时，采用纵向挖掘法施工，并分层在横断面中部开挖出每层通道，然后横断面两侧采用光面预裂爆破。
2）石方开挖爆破施工时，自上而下分层进行，注意保持边坡的稳定，严禁因爆破引起图纸规定以外松动部分的岩石，若出现了滑塌情况，应清除并用浆砌片石补砌，对本标段的高边坡，在坡顶埋设观测点，看是否有位移情况发生。
3）爆破后石方的运送，采用推土机或装载机、挖掘机配合自卸汽车运输。
4）石质路堑的路床顶标高，应控制在规范允许范围内，并满足图纸要求，高出部分人工凿平，超挖部分按监理工程师批准的级配碎石回填并碾压密实稳固。
5）开挖石方尽量考虑利用，减少弃方，用作填方使用的粒径偏大的石块在开挖位置二次爆破，待粒径满足填方要求后，运至填方路段。严禁将超粒径石块运到填方路基上爆破解小或机械破碎。
6）石方爆破作业
A 爆破安全控制标准
本工程爆破安全主要以爆破振速和噪声来控制。靠近民宅附近振速小于5㎝/s，噪音平均85db。
B 主要施工方法及操作要点
a 最大段允许装药量控制
最大段允许用药量以允许爆破震动速度来控制，由萨道夫期基公式Q=Rm(v/k)am进行计算，其中K、a需在施工过程中对小药量爆破实侧的数据进行回归分析重新标定，标定前爆破设计时K、a则按爆破安全规程根据岩层状况选取。
b 爆破器材：炸药采用乳化油炸药，每卷200g，两边坡爆破采用专用光
堵 塞
测试震速
网络联接、警戒
爆 破
成果分析
设置测震装置
平整场地
购置爆破器材
准备施工机具
技术培训
方案报批
施工准备
钻 孔
监 理
现场调查
地下设施
附近建筑物
电力、通信线
其它特殊要求
爆破设计
确定爆破技术方案
确定爆破参数
试爆、修正参数
制定安全防护措施
确定施工机械

路基爆破施工工艺框图
爆炸药，雷管采用非电毫秒雷管。
c 装药结构：两边坡眼采用不耦合装药结构，辅助眼采用耦合装药结构。

d 起爆方式：采用非电起爆方式，高段位分段微差控制爆破技术。
e 爆破参数确定：本工程在参数选取过程中综合运用工程类比、计算两种方法，结合我单位承建工程的成功爆破经验和本工程实际情况予以确定。爆破参数还将在以后施工中根据现场试验调整。
预裂爆破设计参数表
钻孔直径
孔间距
超钻
堵塞长度
孔底加强
装药段长
线装药密度
φ(mm)
S(m)
J(m)
L1(m)
L2(m)
q1(kg/m)
90
1.0
1.0
1.0～1.5
1.0～1.5
0.3～0.4
40
0.5
0.5
0.6～0.8
0.5～0.8
0.15～0.25
注：孔底加强装药段范围内的线装药密度增加2～3倍
f 炮眼位置选择
①炮位设计充分考虑岩石产状、岩石类别、节理发育程度、岩石溶蚀情况等，炮孔药室避开溶洞和大的裂隙。
②避免在两种岩石硬度相差很大的交界面处设置炮孔药室。
③非群炮的单炮或数炮施爆，炮孔选在抵抗线最小、临空面较多，且与各临空面大致距离相等的位置，同时为下次布设炮孔提供更多的临空面(或称自由面)。
④群炮炮眼间距，根据地形、岩石类别、炮型等确定，并根据炮眼间距、岩石类别、地形、炮眼深度计算确定每个炮眼的装药量和炸药种类。对于群炮，分排或分段采用微差爆破。
g 爆破震动监测：采用北京矿冶研究总院研制的DSVM-2A型振动测试仪及与之配套的分析软件，可以实现波形恢复，显示最大速度值、最大加速度值，以及最大位移值，概率密度分析，频谱分析等。根据监测分析结果来实现爆破振动控制及控制爆破信息化施工。
h 爆破安全保证措施：
①选用导爆管非电起爆系统，该系统能根据所要选择分段起爆数和微差间隔时间，使爆破震动降低到最低限度。
②采用微差爆破技术，短进尺、弱装药、孔内分段微差延时起爆，减少最大段药量。
③采用高段位控爆技术，尽量减少应力波叠加，降低对周围震动影响。
④加强爆破震动监测，根据监测住处及时反馈，调整钻爆参数。
⑤作好安全防护工作。
⑥设立专门爆破领导组织机构。成立爆破小组专职负责爆破施工。
⑦加强对爆破器材的管理和规范施工。
3 、深挖路堑石方开挖
采取浅孔松动和深孔控制爆破相结合的方法,严禁装药过量爆破。在靠近村庄位置设立钢管端排架以保护环境和居民的安全。边坡随开挖随防护，爆破引起的松动岩石及时清除，力求边坡平顺光滑，无明显的凸凹不平，边坡突出的个别欠挖部分用风镐剥离。炮孔用“炮被”覆盖，并用编织袋装土压在“炮被”上，防止飞石。清碴采取机械挖装运，人工配合，加快施工进度，提高工效。
路堑石方开挖，根据路堑深度、开挖规模及地质情况分别采用浅孔爆破、深孔爆破，其孔网布置见《台阶爆破孔网参数图》。石方路堑边坡采取光面爆破。石方开挖量不大的地段采取控制松动爆破。针对不同的爆破类型及地质情况选定爆破参数及爆破形式。施工时根据实际条件进行爆破设计调整修改，以达到更好的爆破效果。
h
b
a
L1 L2
L
a
WP
C
H
台阶爆破孔网参数图

1）深孔爆破
深孔爆破用于石方开挖大、路堑高深、便于潜孔钻机施工、周围无居民的路堑施工。深孔爆破采取潜孔钻机钻眼，有助于加快工程进度，充分发挥机械施工优势。深孔爆破采用台阶开挖形式。
深孔爆破主要确定炮眼孔径d、底板抵抗线WP、炮眼深度L、炮眼间距a、排距b、装药量计算和炮眼布置形式。
深孔台阶高度的确定H>5m，一般7～10m，孔径d大于75mm，深孔台阶爆破设计主要确定以下参数：
最小抵抗线WP采用下式计算：
WP=(30～45)d(m)
炮眼深度L根据岩石软硬情况确定，对于松软岩L=(0.8～1.0)H，不宜超钻；硬岩可以取L=1.1H。
炮眼间距：a=(0.7～1.3)WP；
炮眼排距：b=(0.8～1.0)WP；
多排炮孔按梅花形或平行布置，使爆破后的岩块大小均匀。爆破时，采用电雷管微差起爆，同排炮孔采用同一段别的电雷管，以达到同排炮孔同时起爆的目的，邻排炮孔微差间隔起爆，以提高爆破效果。
装药量的计算公式如下：
前排炮孔 Q=qWpaH
后各排炮孔 Q=(1.15～1.3)qabH
q—单位用药量(kg/m3)，一般q=0.3～0.4kg/m3，具体数值还要通过现场试爆确定。
2）浅孔爆破设计
浅孔台阶爆破用于较浅石方路堑，以及难以采取深孔爆破、开挖规模量小的深路堑。浅孔爆破采取空压机、凿岩机进行施工。台阶高度H为2m，浅孔台阶爆破设计主要确定以下参数：
底板抵抗线WP、炮眼深度L、炮眼孔径d、炮眼间距a、炮眼排距b、装药量计算和炮眼布置形式。
WP取0.6～1.2m，岩石坚硬取较大数值。
炮眼孔径d为人工钻眼，炮眼孔径一般为38～50mm。
炮眼深度L根据岩石软硬情况确定，对于松软岩L=(0.8～1.0)H，不能超钻；硬岩可以取L=1.1H。
炮眼间距a=(1.0～1.5)WP，炮眼排距b=(0.9～1.0)a。
炮眼布置，多排炮孔按梅花形或平行布置，使炸下的岩块大小均匀。爆破时，采用电雷管微差起爆，同排炮孔采用同一段别的电雷管，以达到同排炮孔同时起爆的目的，邻排炮孔微差间隔起爆，以提高爆破效果。
装药量的计算公式如下：
前排炮孔 Q=qWPaH
后各排炮孔 Q=(1.15～1.3)qabH
q—单位用药量(kg/m3)，一般q=0.3～0.4kg/m3，具体数值还要通过现场试爆确定。
3）松动爆破
松动爆破适用于路堑开挖底部和石方开挖量较小、岩层节理发育的路堑。
松动爆破药包装药量计算：Q=fnKW3
fn—药包性质系数，根据爆破目的和要求，通过试验或经验数据选取，初取值可按：
多面临空或陡岩上用减弱松动药包时，fn=0.125～0.44；
平坦地形用正常松动药包时，fn=0.44；
堑内爆破完整岩石用加强松动药包时，fn=0.4～1.0；
K—单位炸药用量(kg/m3)，一般K=1.0～1.8kg/m3。
W—最小抵抗线(m)；
松动爆破药包的间距a(m)应根据W和选取的N值确定：
多面临空或陡壁：a=(0.8～0.9)W√n2+1 ；
平坦地形拉槽：a=(0.8～1.0)W；
斜坡或阶梯地形：a=(1.0～2.0)W；
n—炮孔排数；
当地面较陡、岩层较破碎时取较大值。
4、边坡光面爆破
石方路堑边坡采取光面爆破，在主体开挖完成后进行。采取弱性装药结构或低威力低爆速的炸药，以保证边坡稳定，坡面平整。
光面爆破参数选择主要包括：钻孔直径d，孔距a，抵抗线厚度w(m)，孔深L(m)，Rb岩石抗压强度(Mpa)，单位炸药消耗量q。
钻孔直径：d=38～45mm。
孔距：a=(10～16)d(m)。
装药量Q=(a+w)·L·10·√Rb (g)；
K17+600～K17+850路基开挖靠皖赣铁路和居民区、K19+300～K19+700紧靠S215省道及居民区以及A匝道AK1+100～AK1+300段路基靠居民区，是路堑开挖及附近安全的难点工程。钻爆设计需周密考虑，合理选择参数。
炮孔参数的选择
纵、横向台阶高度H取2m，主炮孔排距b（W）≤1/2H，取b=1.0m，炮孔间距a=1.0m，炮孔深度L=H+0.1H=2.2m（垂直打眼），炮孔为矩形分布。
边炮孔同为垂直打眼，炮孔深度L也为2.2m，沿路线主炮孔布 3个炮孔的长度，则边炮孔布置4个。
光爆孔沿边坡坡度打斜孔，其孔深L=2.3m，也是主炮孔布3个孔的长度，则光爆孔布4个。
开挖宽度按4m设计，沿路线布置炮孔为5列，其炮孔分布示意见《台阶上炮孔分布图》。
公路
主炮孔
开挖轮廓线
台阶
光爆孔
设计边坡
坑蒙拐骗
狗屁不通
江湖骗子
文字输入：张文松
绘图：于晓明
音响：宁远思
边炮孔
水沟

台阶上炮孔分布图
炮孔装药量计算
每个炮孔装药量计算公式为
Q=qabH
式中的q为单位耗药量，对于该工点的岩石，q取0.3～0.35kg/m3比较适
度,爆破后的岩石开裂松动便于人工清方。
主炮孔每个炮孔装药量按上述计算，而光爆孔和边炮孔的装药量为主炮孔的70%左右。
主爆孔和光爆孔采取间隔装药，边炮孔仅为底部装药。
间隔装药间隔介质和炮孔填塞物均使用一定湿度的粘土。炮孔堵塞用木棍捣固密实。
起爆网路：针对环境特点该扩堑工点石方控制爆破必须有效地控制飞石、滚石和滑石，设计起爆网路同一列（沿路线走向）炮孔均安装同一段别的毫秒雷管，列与列之间跳段起爆，然后用连通管把炮孔中的导爆管连接起来。例如3列炮孔的起爆网路如《同列同段间微差起爆网络图》图所示。
光爆孔第5段毫秒雷管
边炮孔第7段
主炮孔第3段
边坡线

连通管
导爆管

同列同段间微差起爆网络图
5、安全防护：
A炮孔防护
防止爆破飞石造成危害的重要措施是加强对炮孔的覆盖，炮孔用“炮被”覆盖，并用编织袋装土压在炮被上，炮被为汽车旧外胎加工编制而成。
B架设钢管排架
排架搭设采取靠壁式，以降低爆破后的石块对排架的冲击，扩堑开挖高度小于10m时，采取单层钢管排架，扩堑开挖高度大于10m时，采取双层钢管排架，钢管排架间距为1.0m，每层排架钢管竖杆间距为0.6～1.0m，横杆间距为1.0m，排架顶部3～5m范围内用竹排进行全封闭，并随开挖而逐步下移，立杆与立杆之间套管联接，立杆与横杆之间用扣件联接，联接处设2～2.5mф25的锚杆，采用锚固剂固定于岩壁上，立柱底部150#砼固定，顶部用Φ16钢丝绳过钢管拉至开挖线15m以外的地垄上。钢管排架见《钢管排架示意图》。

>20
>100
150
6m长Φ40钢管

竹板夹

Φ22锚杆

Φ40钢管撑杆

C20混凝土

Φ22锚杆
Φ22钢丝绳 地锚
公路中线
Φ22锚杆
竹板夹
坡面撑杆
锚杆示意图
说明：1、每隔12-15m埋设枕木做地锚，4根枕木一组，间距0.7m，上、下档木各用2根枕木；
2、纵横间钢管交叉采用扣件联结；钢管采用搭接，搭接长度1.5m；
3、单位：cm

钢管排架示意图
6、 施工注意事项
1）石方开挖必须保证边坡的稳定，严禁使用大爆破。
2）石方爆破施工前，必须施爆前14天，将施工方案报监理工程师审批。按施工规范要求和监理工程师批复后的方案组织施工。
3）对本标段的石方爆破施工，必须采用小型松动控制爆破，设置钢管排架、铺设竹排防护，确保该段建筑及人员的安全。
测 量 放 线
开 工 报 验
爆破组织设计
施 工 准 备
钻孔、检查
装 药 填 塞
起 爆
清 运
平 整 路 槽
循环开挖至设计标高
人、料、机准备
测 量 布 孔
处理危石
石方路基开挖施工工艺框图

边 坡 修 整
4）路堑开挖过程中和开挖后，随时注意路堑边坡的稳定，观测其变化，发现险情及时处理，并上报监理和业主，保证施工安全。