张永生

(辽宁燕东土木建筑工程咨询有限公司，辽宁 本溪 117100)

1 工程概况

引绰济辽工程是一项从嫩江支流绰尔河引水到西辽河，向沿线城市及工业园区供水的大型引水工程，设计最大年调水量4.88×108m3。工程由文得根水利枢纽和输水工程组成。

输水工程隧洞施工一标土石方明挖包括输水洞进口段、支洞洞脸、特默河暗涵、施工道路、施工营地、施工辅助等工程土石方明挖。其开挖工作内容包括：准备工作、场地清理、施工期排水、钻孔爆破、土、石渣的运输和堆存、施工地质工作、边坡监测和防护以及完工验收前的维护等工作。工程有输水洞进口段桩号0-668-0+000，出口特默河无压暗涵桩号9+035-10+300，#1-1支洞0-065.05-0+000，#1-2支洞0-083.08-0+000，#1-3支洞0-063.31-0+000，#4公路桩号K0+000-K6+138.26，等多处明挖段，特点是长度大、坡度陡，岩层以全风化岩层为主。

2 施工准备

2.1 平面布置

#1-1、#1-2、#1-3支洞渣场均设置在洞口附近位置，从各支洞口分别修筑宽度7m的出渣道路，路面采用洞挖石渣填筑，长度分别为#1-1出渣道路1270m、#1-2出渣道路534m、#1-3出渣道路1330m。#4公路渣料部分运至路基作为回填利用料，部分通过#4公路弃至#1-1渣场。进水口明挖弃渣至#1-1渣场，特默河暗涵明挖渣料大部分做为后期回填料，部分通过#1-3支洞施工区进场路弃渣至#1-3渣场。例如#1-1施工区施工道路布置见图1。

图1 #1-1施工区施工道路布置见图

2.2 施工用风

明挖用风在每个开挖区各布置2台23.6m3/min移动式电动空压机，总供风量47.2m3/min。主要供应明挖石方爆破钻孔、锚杆支护钻孔和高边坡喷护施工用风，主管路采用Ф150mm供风钢管供至各集中开挖支护工作面，支管采用橡胶软管接到各工作面用风设备。

供风设备及材料配置表见表1。

表1 设备及材料配置表

2.3 施工供水

各支洞、进水口采取自打深水井抽水至洞顶的高位水箱；特默河暗涵采取从河道抽水至高位水箱，从高位水箱用管道输送至各个用水工作面；#4公路开挖用水采用10t洒水车拉水运至作业面，施工作业面临时配备10m3钢制可移动水箱。生产供水设施配置见表2。

表2 生产供水设施配置表

2.4 施工供电

施工供电在3个洞口和进水口位置采用在固定位置架设变压器供电，在特默河暗涵和#4公路位置采用柴油发电机供电，在施工前时外部电源未解决前，均采用柴油发电机临时供电临时电源配置见表3。

表3 临时电源配置表

2.5 弃渣规划及渣场维护

工程分别在#1-1、#1-2和#1-3支洞附近规划3处弃渣场，能满足弃渣需求。渣场管理建立专门渣场管理机构，派专人负责渣场的管理。渣场负责人严格按照渣场堆存方案指挥机械进行堆存。配备专门施工机械负责渣场道路和渣场边坡的修整、排水设施的建设，同时在渣场坡脚结合水土保持和防护设施的设计及时进行施工。渣场堆存自下而上分层堆存，严格控制堆存范围，保证不多占、乱占并及时做好堆存面的清理、保护工作。及时完善渣场被雨水冲刷破坏的边坡，防止水土流失，保持边坡稳定和保护周围自然环境。各施工区弃渣场占地面积见表4。

表4 弃渣场占地面积

2.6 施工排水

施工排水采用明排法。明挖施工前在各施工区开口线外按设计图纸位置开挖排水渠、截水沟，防止雨水冲刷破坏边坡，保持边坡稳定和保护周围自然环境。在地下水位以下进行开挖时按2m进行分层施工，分层排水，在每一层开挖施工前先在工作面两侧挖排水沟，开挖至建基面时，在坡脚开挖排水沟(B×H=1.0m×0.5-1.0m)，排水沟开挖成一定坡比，以保证集水效果。地下水主要集中在特默河暗涵施工面和进水口施工面，其中特默河暗涵平均抽水高度15m左右，进水口施工面平均开挖深度20m左右，根据出水量和控制距离开挖集水井，地下水由排水沟引至集水井，将水抽排至废水处理池经处理后回用或排放。排水设备材料配置表见表5[1-2]。

表5 设备及材料配置表

2.7 混凝土生产系统

为满足标段内各施工区混凝土工程施工，拟在3个支洞施工区各布置1套HZS60(强制式)混凝土拌合楼，铭牌生产能力60m3/h。其中1-3施工区搅拌站负责#1-3支洞施工区和特默河暗涵施工区的混凝土拌制任务；1-1施工区搅拌站负责#1-1支洞施工区、取水口和#4公路施工区的混凝土拌制任务。搅拌站配置成套高效、可强制式拌和设备，配置由工业计算机控制的供料、储料、配料、搅拌、出料控制等系统及结构部件组成。计算机控制具有显示被称物料约定值和显示值(需要投入量和实际投入量)的功能、显示方式可以用刻度值，或在显示器上动态模拟显示。所有数据应能随时随时打印或存储在计算机内，以备随时查阅。

拌合系统设在保温棚内，建筑面积1400m2，冬季施工采取保温棚取暖措施，拌合系统保温棚内骨料储量满足≥4d使用量且骨料总储量≥500m3，骨料仓个数不少于4个，其中两个为细骨料仓。保温棚内具备骨料和拌合用水加温、降温能力，冬季保温棚内环境温度不低于10℃,外加剂也储存保温棚内。

混凝土拌和系统主要设备配置见表6。

表 6 混凝土拌和系统主要机械设备配置表

3 施工总体方案及明挖安排

项目土石方明挖分为输水洞进水口、三个支洞进口、特默河暗涵、道路等工作面。各工作面可根据总体进度计划要求和土地交付情况进行土石方明挖施工。

3.1 输水洞进水口土石方明挖

输水洞进水口总体开挖顺序为自上而下，自上游向下游，进行进水渠段、引水涵管段、进口前池段、进口闸室段的土石方明挖。

土方明挖采用2m3挖掘机分层挖装，分层高度按2m控制， 220HP推土机配合集渣，20t自卸汽车运输至指定弃渣场，1m3挖掘机按照设计坡比削坡成型，开挖一层立即防护一层。石方明挖主要采用梯段爆破，边坡采用预裂爆破，梯段高度6-10m。石方采用CM351钻机造孔，个别部位采用YT-28手风钻作为辅助钻孔。临近建基面和马道部位预留1.5m厚保护层，人工用YT-28手风钻造水平孔，光面爆破。爆破石渣采用2m3挖掘机挖装，220HP推土机配合集渣，20t自卸汽车运输到指定弃渣场。

3.2 暗涵土石方明挖

暗涵开挖分二期进行，一期进行左岸9+035-9+920段的开挖，二期进行右岸9+920-10+300段的开挖。

土方明挖采用2m3挖掘机分层挖装，分层高度按2m控制， 220HP推土机配合集渣，20t自卸汽车运输至指定弃渣场，1m3挖掘机按照设计坡比削坡成型，开挖一层立即防护一层。石方明挖主要采用梯段爆破，边坡采用预裂爆破，梯段高度6-10m。石方采用CM351钻机造孔，个别部位采用YT-28手风钻作为辅助钻孔。临近建基面和马道部位预留1.5m厚保护层，人工用YT-28手风钻造水平孔，光面爆破。爆破石渣采用2m3挖掘机挖装，220HP推土机配合集渣，20t自卸汽车运输到回填料堆存场地或指定弃渣场。

3.3 支洞洞口土石方明挖

施工时先按设计开挖截排水沟，开挖后尽早完成排水系统，土方明挖采用2.0m3挖掘机自上而下分层开挖、装车，20t自卸汽车运输至指定弃渣场,1.0m3挖掘机按照设计坡比刷坡成型；石方眀挖采用浅孔台阶钻爆法自上而下分层开挖，明挖梯段边坡采用预裂爆破。钻孔采用YT28手风钻钻孔，20m3/min电动空压机供风。2.0m3挖掘机装车，20t自卸汽车运输至指定弃渣场。

3.4 道路土石方明挖

道路开挖按500m为一段分段进行，尽量结合路基回填施工，方便开挖料的利用。

土石方明挖采用自上而下分层开挖，土方采用2m3挖掘机挖装，220HP推土机配合集渣，20t自卸汽车运输至回填部位或指定弃渣场，1.0m3挖掘机按照设计坡比刷坡成型。石方明挖主要采用梯段爆破，边坡采用预裂爆破，梯段高度6-10m。石方采用CM351钻机造孔，个别部位采用YT28手风钻作为辅助钻孔。临近建基面和马道部位预留1.5m厚保护层，人工用YT-28手风钻造水平孔，光面爆破。爆破石渣采用2m3挖掘机挖装，220HP推土机配合集渣，20t自卸汽车运输到回填部位或指定弃渣场。

4 施工过程

土石方明挖工程的总体施工顺序为：清表→放开挖线→覆盖层开挖→布孔→钻孔→钻孔检查→装药联网→起爆→危石清除→梯段层支护→装、运石渣→下一循环开挖。具体实施可参照以下细节：

4.1 植被清理

开挖前清理开挖区域内的杂草、树根、垃圾、废渣等，清表同土方开挖施工同步进行。清理由人工配合3m3装载机进行。清理区域延伸至施工图纸所示最大开挖边线外侧至少5m的距离，树根清理延伸至离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧至少3m的距离。地形坡度较陡部位，清理范围按监理工程师批准的实施。开挖边界附近如有大树或名贵树木我单位将加以保护，并专门研究确定清理范围。以上均由3m3装载机装车，20t自卸汽车运至进指定弃渣场。

4.2 测量放样

利用全站仪实地放样开挖坡口线，打桩并用白灰线标识，将成果报监理工程师批准后进行施工。

4.3 覆盖层开挖

土方开挖从上至下分层进行，且必须先于同层石方开挖。施工中开挖层面保持里高外低，以利于排水和出渣。开挖前先作好排水沟，以防地表水冲刷。边坡开挖按照测量放样开口线自上而下分层进行，层高2-3m。用2m3挖掘机挖装，20t自卸汽车运输到弃渣场。同一层面开挖施工按照“先土方开挖，后石方开挖”的顺序进行。对堆积层中的块石，则采用手风钻浅孔小炮清除。对挖方料进行利用或弃方处理，运送到指定地点。在弃方任务完成后，弃土场必须认真按照设计和监理工程师批准的方案妥善整治处理，保持土石整齐、稳定，排水畅通，并有一定的美化绿化措施。经监理工程师验收合格，并得到当地环保、水土保持等有关管理部门的认可后，办理必要的手续。

4.4 爆破

为了确保开挖质量，加快施工进度，降低爆破成本，在开挖前期和整个开挖过程中，将持续进行现场爆破试验和爆破监测，通过现场试验和监测，确定并及时调整各种爆破参数和爆破效应的有关数据，不断优化爆破设计，改进施工方法和安全防护措施。爆破设计有爆破公司专业设计人员进行参数设计。测量放线：测量放线依据由监理人批准的钻爆设计进行，由测量队使用TRC802全站仪精确测放钻孔孔位和方向控制点(距离尽量>10m)，放点时，在放样单上写明测量人、记录人、跑点人。钻孔：开钻前由开挖施工队每班负责向现场技术员，钻孔组带班人进行技术交底，包括孔位的移交，施工机械的选择，开钻前准备的事项、钻孔技术要求等。装药：现场装药前由安全员和技术员联合验收，到场火工材料数量、品种，并在爆破器材领用单上如实签写到场火工材料数量、品种，并签名。封堵、联网：按监理人审核的爆破设计，封堵人员用黏土等封堵爆破孔并分层捣实，预裂孔先用纸或编织袋塞堵，再用岩粉堵塞，不捣实。爆破：爆破前30min由现场安全员通知警戒区的人员、设备等撤离现场，确认撤离后，按时起爆。

4.5 安全处理

爆破完毕后，由开挖施工队带领爆破公司专业炮工进入爆破区进行安全检查，确认无哑炮、瞎炮和拒爆等现象后方解除警戒，允许施工人员和设备进入施工现场；若发现存在上述现象，及时通知安全环保部、监理人，确定处理措施进行处理。

4.6 出渣

爆破结束后，机械队及时安排设备，装运爆渣。出渣时根据台阶高度的不同增修临时与主要施工道路相接的施工便道。爆破后的石渣采用220HP推土机集料、2.0m3液压挖掘机配20t自卸汽车装运至弃渣场[3-5]。

5 结 语

综上所述，引绰济辽工程输水工程隧洞段施工一标明挖施工是一项危险性较大的工程，关系到工程的质量和安全，以及人民群众生命财产的安全，在实际施工中只有控制好这一过程，才有利于水利工程的整体的安全与稳固。为了达到设计规范要求，我们必须对土石方明挖施工有非常深刻和系统的了解，并根据各种不同的地理环境和因素制定与之相应的计划与措施，在实际施工中，防范于未然以保证工程的质量和安全。