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1、石方边坡开挖技术 1 工程概况 1 1 概况 右岸坝肩自1796m以上开挖为永久边坡，高度约 170m,地形陡峻，顺水流方向长约 190m 左右，开挖厚度025m左右，按坡比1:0.1面开挖，每10m高差设一条马道，马道宽 2、5m,。岩体层面、断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体。对开挖边坡,采取锚喷处理措施，并视开挖情况进行深锚杆加固处理，系统锚杆长 7m,边坡走向为NE34 38 39、98、SE114 0 5、43、SE137 0 5、43 时，间排距 3X 3m;边坡走向为 NE159 0 5、43时，间排距2X 2m。马道下部设2排锁口锚杆，锁口锚杆长 9m,间排距2m。按梅花型布
2、置。在岩石破碎、裂隙发育部位设锚筋桩,局部加设预应力锚索,同时边坡设排水孔。挂 网喷砼厚10cm，不挂网砼厚10cm,挂网采用$6、5得挂网钢筋，间距为10cm x 10cm。边坡 开口线高程以下20m范围内采用挂网喷砼，此范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼。1.2 右岸坝肩工程地质条件 右岸坝肩岸坡上陡下缓，高程17801810m坡度约520,高程1810m以上坡角近70。组成右坝肩得主要地层岩性为 K13-2紫红色砾岩夹薄层及条带状中细砂岩与 K13-1紫红色中细 砂岩夹砾岩。岩层产状为 NE13 SE/13。岩性软硬相间，岩相变化较大。第四纪松散堆 积物分布在河边与 1935m高程以上得山
3、坡上。右坝肩岩体弱风化下限 1727m以下为微风化。由于右坝肩岸坡为一顺向坡，陡倾裂 隙平行岸坡发育，NNV及NWV两组裂隙得组与，及裂隙得次生卸荷作用，使得右坝肩岩体局 部出现松动卸荷，卸荷深度一般为 45m,最大8m。卸荷松动体得规模较小，方量仅数方。右坝肩岩体质量多属n级。右坝肩部位断层不发育。但构造裂隙较发育，主要发育有：NE5 20 NW(SE)/46 89 NW310 319 NE(SW/55 89 NE40 58 NW(SE/50 76 裂隙一般宽0、10、5cm,延伸十几米至数十米，均属硬性结构面。右坝肩部位软弱夹 层发育较少，K13-1地层中仅揭露2条夹层，平均厚度 10cm
4、。分布高程在18151830m之 间。2 道路布设 根据工程总体布置规划，右坝肩边坡开挖工程修筑 2条施工临时主道路；路边设置排 水沟、防护墩、标识标牌、照明等设施。（1）右坝肩开挖坝肩修筑临时主道路：根据现场实际地形情况，该条道路有2个方案 R1、R2、R1：自右岸临时交通洞上游出口处 1890m高程起点，沿山坡地形就势绕行，至右坝肩 边坡开挖顶部开口线处 1960m高程，用于开挖人员、机械设备、爆破材料进场及 1882m高 程以上边坡锚固支护材料得供应。道路起至高程 1890m-1960m,宽度5m,最大纵坡15%。出渣方式采用反铲、推土机配合推至 1810m高程堆集，反铲配合自卸车出渣。
5、施工道路开挖所形成得边坡按永久边坡进行开挖与支护（局部冲沟采用浆砌石挡墙并 设排水设施），R1得优点就是起点高程高，工程量较小，纵向坡比合理（缓于 15%,可供 装载机或小型农车行走。R2:为了加快工程进度，根据现场地形进行踏勘测量，做出 R2线路。该方案得起点定在上游围堰右堰头 1815m高程，沿木场村截流备料场向右岸山坡脚方 向到达1840m弃料场，该段坡比不大于 10%再沿山坡修建“之”字形道路至上游开挖面 1892 m高程处（形成后开挖面上游段降至 1882m高程），该段道路纵向坡比较大为 15%-25%该方案加快了高程1902m-1862m施工，R2、R1得配合有利于工程总进度计划得
6、实现。缺点 就是R2起点高程较低、线路长、坡度陡（局部达 25%）,只能满足反铲、装载机等重型设备 通行，小型农用车则无法使用。（2）新增施工道路（R4）:根据现场地形情况，起点高程 1815m即上游围堰沿原青大 路顺下游，由爆破堆石料延边坡修筑便道 1815m1840m,反铲、钻机通行即可。再由1840m 沿边坡向下游修筑便道。临时施工道路主要技术指标表 序 号 名称 起 至 高 程 宽度（m）坡度%承担得任务 备 注 R1 右坝肩开挖道路 1890m 1960m 5 15 1882m以上 R2 右坝肩开挖道路（上游之路）1860m 1902m 5 15-25 1862m-1902m 右按坡
7、比面开挖每高差设一条马道马道宽岩体层面断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体对开挖边坡采取锚喷处理措施并视开挖情况进行深锚杆加固处理系统锚杆长边坡走向为时间排距边坡走向为时间排距马道下部设排锁口锚杆锁厚不挂网砼厚挂网采用得挂网钢筋间距为边坡开口线高程以下范围内采用挂网喷砼范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼右岸坝肩工程地质条件右岸坝肩岸坡上陡下缓高程坡度约高程以上坡角近组成右坝肩得主要地层岩性为紫红色砾布在河边与高程以上得山坡上右坝肩岩体弱风化下限以下为微风化由于右坝肩岸坡为一顺向坡陡倾裂隙平行岸坡发育及两组裂隙得组与及裂隙得次生卸荷作用使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷卸荷深度一般为最大卸荷松动体得规模
8、R3 右岸灌浆洞 1861m 1852m 1872m R4 新增施工道路 1815m 1840m 1815m 1862m R5 原清大公路 1810m 1830m以下 3 设备选用 （1）钻机得选用 国内用于预裂孔造孔得钻机大体可分为两类：液压钻机与潜孔钻机。液压钻机有阿特拉 斯（瑞典 ATLAS COPCD 英格索兰（美国INGERSOLL-RAND古河（日本 FURULAWA等品 种，这类钻机钻孔直径一般为 76mm或 89mm自动化程度高，钻进速度快，但由于驱动钻杆 得液压马达在钻机滑架上，钻孔时钻杆受很大压力，且钻杆直径较小，所以在钻孔过程中 易发生“飘钻”，难以控制钻孔精度，从而影响
9、钻孔质量。潜孔钻机有英格索兰高风压 CM351 型、中风压 CM220型（均由宣化矿山机械公司组装制造）及天水风动工具厂制造得低风压 CLQ15型等。这类钻机钻孔直径一般为 105mm由于钻杆冲击器在孔内钻头上方，且直径较 大，所以不易发生飘钻。根据以上分析，为满足积石峡工程爆破要求，本项目选用英格索 兰高风压（风压可达2、46Mpa CM351型进行预裂钻孔，古河-1200、古河HCR12主爆钻孔，局部用YT-28手风钻造孔。（造孔辅助设备：寿力-780空压机、IR-750空压机、坡度尺、吊线垂、水准仪、三脚架、塔尺、全站仪、侧绳）（2）其她设备选用 翻、装、运设备选用 CAT330C液压反
10、铲、320HP推土机、KL856装载机，运输设备选用 20t自卸汽车。4 坝肩开挖 右坝肩开挖工程包括坝右 0+288、363m以右区域内得右岸高边坡、趾板基础及趾板上 游边坡开挖以及大坝下游因坝体开挖而引起得边坡开挖。在开挖过程中由于不同断面要求特点，本工程在施工中将预裂爆破、梯段爆破与保护 层爆破有力结合起来运作从而达到较优施工效果。开挖分层得总体原则就是开挖时采取一个马道高度一次预裂，10m为梯段爆破高度分 一次开挖成型，马道、趾板开挖预留保护层 1、52m,梯段爆破完成后挖掘机、推土机清 挖分两层（便于液压钻进行系统锚杆与锁口锚杆得钻孔）。爆破参数根据最终爆破试验确定，可根据现场、地质
11、进行调整。（1）预裂爆破右按坡比面开挖每高差设一条马道马道宽岩体层面断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体对开挖边坡采取锚喷处理措施并视开挖情况进行深锚杆加固处理系统锚杆长边坡走向为时间排距边坡走向为时间排距马道下部设排锁口锚杆锁厚不挂网砼厚挂网采用得挂网钢筋间距为边坡开口线高程以下范围内采用挂网喷砼范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼右岸坝肩工程地质条件右岸坝肩岸坡上陡下缓高程坡度约高程以上坡角近组成右坝肩得主要地层岩性为紫红色砾布在河边与高程以上得山坡上右坝肩岩体弱风化下限以下为微风化由于右坝肩岸坡为一顺向坡陡倾裂隙平行岸坡发育及两组裂隙得组与及裂隙得次生卸荷作用使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷卸荷
12、深度一般为最大卸荷松动体得规模 边坡开挖采用预裂爆破，不耦合间隔装药方式进行爆破；参考 同类工程爆破试验，边坡预裂爆破参数参考如下：a、钻孔直径：105mm（采用CM351 b、钻孔间距：0、8m c、钻孔深度：12.06m（预留马道保护层 2m坡比1：0、1）d、药卷直径：32mm e、炸药种类：2#岩石乳化炸药 f、不耦合系数：3、3 g、装药结构：不耦合间隔装药，导爆索传爆 h、线装药密度（p 1）:300g/m（调整范围280-320）i、堵塞长度：1.0m j、底部1m线装药密度：（3-5）p1 k、顶部1m线装药密度：0、8 pl 以上参数为基准，在实际施工中，根据地质、现场确定合
13、理得 爆破参数与起爆网路。在装药过程中为克服岩石对孔底夹制作用，孔底采用加强药包，其装药量为线密度得 3-5倍;各药包间用导爆索串联固定于竹片间，在距孔口 1m处用砂袋将竹片固定于孔中心以 保证孔内药包与孔壁有环状空隙，从而达到更好得爆破效果。（2）梯段爆破 1）最大同时段起爆药量 梯段爆破孔虽不直接与保留岩面（建基面或边坡）相接触，但与开挖质量仍有密切得 关系；此外，也直接影响到爆破块度，爆堆形状，施工进度与工程成本。梯段爆破对建基面及边坡得影响主要就是振动破坏。当在保留基岩处由于梯段爆破引 起得岩石振动速度超过一定值后，就会使岩石原有裂隙扩张，或影响边坡得稳定性。在右岸坝肩石方开挖中，严格
14、执行技术要求得规定，并采取技术措施，尽可能降低最 大同时段起爆药量。降低最大同时段起爆药量得方法就是采用多段位孔外接力形式毫秒微 差导爆管起爆网路。对于规模较大得深孔梯段爆破，严格控制最大同时段起爆药量，常见 得孔内延时得网路形式已不能满足爆破要求时。采用孔外接力形式得导爆管起爆3 2 1 预裂爆破 装药结构 1-底部加强药包（药为线密度的 35倍）;2-条形药包；3-隔离层;右按坡比面开挖每高差设一条马道马道宽岩体层面断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体对开挖边坡采取锚喷处理措施并视开挖情况进行深锚杆加固处理系统锚杆长边坡走向为时间排距边坡走向为时间排距马道下部设排锁口锚杆锁厚不挂网砼厚挂网采
15、用得挂网钢筋间距为边坡开口线高程以下范围内采用挂网喷砼范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼右岸坝肩工程地质条件右岸坝肩岸坡上陡下缓高程坡度约高程以上坡角近组成右坝肩得主要地层岩性为紫红色砾布在河边与高程以上得山坡上右坝肩岩体弱风化下限以下为微风化由于右坝肩岸坡为一顺向坡陡倾裂隙平行岸坡发育及两组裂隙得组与及裂隙得次生卸荷作用使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷卸荷深度一般为最大卸荷松动体得规模网路，方 可使最大同时段起爆药量得到尽可能得降低。右按坡比面开挖每高差设一条马道马道宽岩体层面断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体对开挖边坡采取锚喷处理措施并视开挖情况进行深锚杆加固处理系统锚杆长边坡走向为时间排距边
16、坡走向为时间排距马道下部设排锁口锚杆锁厚不挂网砼厚挂网采用得挂网钢筋间距为边坡开口线高程以下范围内采用挂网喷砼范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼右岸坝肩工程地质条件右岸坝肩岸坡上陡下缓高程坡度约高程以上坡角近组成右坝肩得主要地层岩性为紫红色砾布在河边与高程以上得山坡上右坝肩岩体弱风化下限以下为微风化由于右坝肩岸坡为一顺向坡陡倾裂隙平行岸坡发育及两组裂隙得组与及裂隙得次生卸荷作用使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷卸荷深度一般为最大卸荷松动体得规模爆破网络图 在主爆孔装药过程中，孔径大于药径深孔难免对 2#岩石乳化药棒造成大得变形，由于 孔距、单耗、单向得矛盾会出现装药不满；为避免上孔无药，可把连续装药
17、该为分段装药，药包间加入适当细沙，每段药包各用同段导爆管。2）爆破参数 在梯段爆破十几个参数中，最重要得有单孔药量、炸药单耗、孔距及排距等。根据现 场生产进行优化，由现场、地质选定适宜本阶段得爆破参数。右坝肩边坡开挖梯段爆破试验参数表 序号 分项名称 符号 单位 数值 说明 预裂孔，间距80cm 排距1.2m 缓冲孔，间距2.02.5m 电雷管起爆 王/主爆孔，间排距4 m*2m 1 V 右按坡比面开挖每高差设一条马道马道宽岩体层面断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体对开挖边坡采取锚喷处理措施并视开挖情况进行深锚杆加固处理系统锚杆长边坡走向为时间排距边坡走向为时间排距马道下部设排锁口锚杆锁厚不挂
18、网砼厚挂网采用得挂网钢筋间距为边坡开口线高程以下范围内采用挂网喷砼范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼右岸坝肩工程地质条件右岸坝肩岸坡上陡下缓高程坡度约高程以上坡角近组成右坝肩得主要地层岩性为紫红色砾布在河边与高程以上得山坡上右坝肩岩体弱风化下限以下为微风化由于右坝肩岸坡为一顺向坡陡倾裂隙平行岸坡发育及两组裂隙得组与及裂隙得次生卸荷作用使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷卸荷深度一般为最大卸荷松动体得规模1 台阶高度 H m 10 坡比1:0、1 2 孔径 D mm 76 古河-1200、HCR12钻机 3 底盘抵抗线 W m 2、2 2、5(3033)D 4 炮孔临近系数 m 1、21、6 5 孔距
19、a m 4、0 a=J mQ/qH 6 排距 b m 2、0 b=a/m 7 超钻深度 h m 0、5 0 1、0m 8 钻孔倾角 e 87 9 孔深 L m 10、5 L=(H+h)/sin e 10 孔边距 W m 0、35 0、6 W2=MW Hctg e 11 孔网布置|梅花布孔 12 单位耗药量 q kg/m3 0、330、40 13 单孔装药量 Q kg 48 2 Q=1/4 np ed L1 14 装药直径 d mm d=D（无水孔装散药）15 装药密度 p e kg/m3 0、35（2#岩石乳 化）16 装药长度 L1 m 8、0 8、5 L1=Q/p 17 封堵长度 L2 m
20、 2、0 1、5 EL-L1 18 缓 冲 孔 最小抵抗线 WH m 1、7 WH=2/3 b 距预裂面距离 S m 1、2 S=2b/3 孔距 aH m 2、0-2、5 aH=1/2a 药卷直径 d mm 70 单位耗药量 qH kg/m3 0、40 qH=(0、8 1)q 单孔装药量 QH kg 40-48 QH=q H a HVHH 19 孔排数 个 现场确定 20 孔数 n2 个 现场确定 21 装药结构 现场确定 耦合连续装药/耦合不连续装药 22 起爆方法 现场确定 导爆管毫秒微差挤压爆破（3）预留保护层爆破 主要包括坝肩边坡马道、趾板基础部位得保护层开挖，保护层厚度一般预留 1、
21、52、Om。1）边坡马道保护层开挖 右岸坝肩开挖马道预留 2m保护层，在下一梯段出碴时预留部分石渣（距马道垂直高度一 般不大于5m）,作为保护层开挖得施工平台，采用液压钻水平造孔一次光爆成型得方法，孔 间距0、6m在马道水平爆破完成后再随之一起挖除。2）趾板建基面保护层开挖 趾板建基面预留岩体保护层，其保护层厚度由现场爆破效果确定，采用小炮分层爆破，孔间距 0、6m，YT-28 右按坡比面开挖每高差设一条马道马道宽岩体层面断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体对开挖边坡采取锚喷处理措施并视开挖情况进行深锚杆加固处理系统锚杆长边坡走向为时间排距边坡走向为时间排距马道下部设排锁口锚杆锁厚不挂网砼厚挂网
22、采用得挂网钢筋间距为边坡开口线高程以下范围内采用挂网喷砼范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼右岸坝肩工程地质条件右岸坝肩岸坡上陡下缓高程坡度约高程以上坡角近组成右坝肩得主要地层岩性为紫红色砾布在河边与高程以上得山坡上右坝肩岩体弱风化下限以下为微风化由于右坝肩岸坡为一顺向坡陡倾裂隙平行岸坡发育及两组裂隙得组与及裂隙得次生卸荷作用使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷卸荷深度一般为最大卸荷松动体得规模手风钻造孔，保护层厚度预留 1、5m。（4）爆破后安全检查 爆破完成后，由炮工进入爆破区进行安全检查，确认无哑炮、盲炮与拒爆等现象后方 可解除警戒，允许施工人员与设备进入施工现场；若发现存在上述现象，及时通知安全
23、文 明办、监理工程师，确定处理措施当班进行处理。（5）环境保护 1）爆破时噪声控制，即在爆破网络连接时控制单向药量。2）坝肩开挖爆破后产生爆尘，每次起爆后及时洒水降尘。3）坝肩开挖甩渣时扬尘，洒水人员及时配合反铲、推土机及时洒水。爆破施工措施：1）造孔过程中应减少超深，超深会造成更大得爆破振动。2）采用多段微差毫秒起爆网络，以控制单向药量。3）连接起爆网络时，应保证爆破渣体沿最小抵抗线抛，最小抵抗线方向爆破地震效应最小。总结：爆破开挖应随时观察现场、岩石状况，做到施工有数，及时调整爆破参数;发现问 题提早解决，更要做到开挖一个面，支护一个面。右按坡比面开挖每高差设一条马道马道宽岩体层面断层与裂隙得分布构成边坡不稳定岩体对开挖边坡采取锚喷处理措施并视开挖情况进行深锚杆加固处理系统锚杆长边坡走向为时间排距边坡走向为时间排距马道下部设排锁口锚杆锁厚不挂网砼厚挂网采用得挂网钢筋间距为边坡开口线高程以下范围内采用挂网喷砼范围以下到趾板以上采用不挂网喷砼右岸坝肩工程地质条件右岸坝肩岸坡上陡下缓高程坡度约高程以上坡角近组成右坝肩得主要地层岩性为紫红色砾布在河边与高程以上得山坡上右坝肩岩体弱风化下限以下为微风化由于右坝肩岸坡为一顺向坡陡倾裂隙平行岸坡发育及两组裂隙得组与及裂隙得次生卸荷作用使得右坝肩岩体局部出现松动卸荷卸荷深度一般为最大卸荷松动体得规模