石方开挖工程施工方案的分析

蔡彦

河南省水利第二工程局 , 河南郑州 ,450000

摘要：阿图什市工业园区供水工程由取水建筑物、输水管道及附属建筑物、中间调节水库(已建)、末端调节水池等组成，工程主要任务是在满足乌瑞克河与库孜洪河流域各业用水的前提下，向阿图什市工业园区供水，以支持工业园区的建设。本文就对石方开挖工程施工方案的有关内容展开分析，可供参阅。

关键词：石方；开挖工程；施工方案

一、工程概况

阿图什工业园区一期供水工程设计引水量1417万m³/a，管道一次达到二期规模，引水口至麻扎尔塔格水库进口之间管道输水流量为1.06m/s，麻扎尔塔格水库出口至末端调节水池之间的输水流量为1.56m/s。本项目取水工程汇水井、集水井、检查井和管沟桩号0+200~6+000、9+900~21+600、28+000~34+100、41+200~42+500及麻扎水库下游等区域范围内，其岩性以砂砾岩、泥灰岩居多，其中大部分岩层已被揭露出来，现场使用大型挖掘机械已无法开挖。由于管沟临近土伊高速和省道S309，且17+000~22+000部分线路与天然气管道平行、相交，采用爆破施工容易破坏相邻道路路基安全和天然气管道安全。南疆地区爆破手续办理时限较长，且石方开挖工程施工期间跨越阳历元旦和农历春节，采用爆破施工对当地维稳形势造成较大影响。为保证施工进度，经仔细研究现场实际情况，结合我局类似工程的施工经验，计划采用带液压破碎锤挖掘机破碎取代爆破施工作业。因此，该段沿线配套建筑物基础和管线沟槽为石方的采用液压岩石破碎锤及挖掘机配合进行开挖施工，石方开挖总工程量约11万m³。

二、地质条件

工程施工区处于南天山与西昆仑山交汇地带的低中山区，山体海拔高程1600～2700m，在地貌轮廓上形成由西向东，由山区向盆地的阶梯状地形。

（1）0+000～6+108（乌瑞克河现代河床段）。该段管线位于乌瑞克河现代河床，河道整体走向近南北向。河床内常年流水，水流自北向南。两侧岸坡较陡，岩性为灰岩及泥砂岩。河道较平缓，坡降约4‰。

（2）该段管线位于乌瑞克河出山口段左岸Ⅰ级阶地上，阶地表部覆盖1～3m厚的洪积含土碎石层，结构中密～密实；碎石土层下部为砂砾石层，结构密实。该段管线挖深2～3m，管基位于地下水位以上。管基在6+108～7+000m段位于含土碎石层上，7+000～9+000m段位于砂砾石层上，管线基础良好。

（3）位于洼地北侧洪积扇上，地形较平坦开阔，自然坡度20～30‰。管线全部为挖方，挖深2～3m，管线段大部分为含土碎石，局部段为砂、泥岩层。含土碎石层 1m以下坑壁稳定，结构密实，管基较好；砂、泥岩段有地下水段基岩较软弱，管基较差。在桩号9+780～11+000m、17+815～20+500m两段管线有地下水，水位埋深0.3～2.5m左右。

（4）20+500～30+118。位于托帕口岸南侧的喀拉尕其阔勒大洪沟内连续的洪积扇群上，管线段未见地下水。管线挖深2～3m，管基土为含土砾石层，结构密实，管基良好。其中桩号20+500～20+700m段为局部出露的基岩段，岩性为砂、泥岩互层，全～强风化层厚1～3m。

（5）46+674～47+000。该段管线位于麻扎水库电站下游侧。管线段基础为第三系上新统砂岩、泥岩夹少量的砾岩，基岩强风化层厚3m左右，管线大部分为挖方，管基大部分位于弱风化层内，管基良好，弱风化层需破碎。

三、石方开挖实施计划

总体开挖规划是根据地形条件，分段进行开挖，管沟开挖结合施工机械配置，岩石破碎和出渣交替进行，以加快施工进度。石方开挖工程计划于2016年12月12日开工，至2017年2月28日完成，施工总历时79d，日开挖施工强度1392m³。

四、施工准备

（1）施工道路。管沟石方开挖可使用前期管沟开挖时修筑的施工道路，开工后可根据现场实际情况，对施工道路进行修整，以满足石方破碎施工需要。

（2）临时堆料。根据招投标文件可在管线两侧征地范围内布置沿管线临时堆料区，用于开挖渣料的堆存，堆高不宜超3.5m，基坑和管沟边沿1m范围内不得堆土、堆料和停置机械设备，以确保边坡的稳定和安全。

（3）沿线交叉障碍物。根据前期管沟开挖揭露情况，管沟线路多处与天然气线路交叉、伴行，管沟石方开挖前，应做好与天然气相关单位的沟通、协商工作，采取对穿越天然气管线的保护措施，制定专项施工方案。

五、石方开挖施工

（1）石方开挖流程。本工程石方开挖根据施工区地形现状，由高至低，分段、分层进行。运用多组开挖、破碎机械进行分组开挖，尽量合理布置机械，提高综合施工效率。利用在施工现场设置的测量控制网，采用全站仪进行施工测量控制，根据设计坐标、高程精确放出管沟、建筑物基础开挖轴线，用白石灰画出轮廓线。高程控制精测度偏差不大于±5cm，然后开始进行下一步破碎工作。

第一，放线：测量工作是基础开挖的先导，开挖前，应先设置基础轴线桩、水准桩，及开挖边界线。第二，分层开挖：基坑开挖应按分层分段进行，每层厚度不得超过500～600mm，每层的开挖出的石方堆置基坑边不应超过设计荷载。基坑的深度在5m以内，堆放石方应与边坡坡肩的距离不得小于1.2m。第三，修边：基坑每下挖1m左右应修边一次。修边削平坑壁时应顺着坑边拉线进行宽度检查并矫正偏差。

（2）开挖施工工艺。第一，根据测量精确放出的基础轴线开挖轮廓线，采用挖机进行清除表土，将所要破碎的石方露出，由于开挖破碎的方式为自上而下分层开挖，因此首先根据实际地形在管沟一侧分级修出施工平台，以方便机械施工。第二，现场安排施工人员根据实际地形采用红油漆进行画圈布点，破碎锤根据布置好的红油漆点进行破碎，液压岩石破碎锤破碎施工时，将液压岩石破碎锤的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后开动破碎锤，利用破碎锤的冲击力，将岩石破碎。第三，破碎锤破碎时挖机配合，清除破碎岩体，并将已破碎的岩体使用挖掘机进行清理，堆放在管沟一侧。

（3）基础石方开挖。石方采用机械开挖分坑上作业、坑下作业：第一，坑上作业。当岩石开挖深度在1.5m≤H≤2.5m，石方开挖采用机械坑上作业，机械在坑上作业时，放坡系数为1:0.5，管沟沿线配套建筑物基础开挖时，严格按照设计图纸开挖尺寸进行开挖，严禁超挖。第二，坑下作业。本工程石方开挖过程中，若基础深度在2.5m＜H≤3.5m，场内条件允许情况下，应对基础边坡进行扩挖，开挖作业平台以降低破碎、开挖机械的操作深度；无法开挖作业平台时，应使用挖掘机为机械开挖进出通道，通道宽度不得小于3200mm，坡度不得大于45°；当基础深度超过3.5m或基坑为大面积石方开挖，机械下坑内作业，必须为挖掘机预留机械进出通道，通道宽度不得小于3800mm，坡度不得大于30°。

六、结语

综上所述，本文主要分析了施工准备、石方开挖施工、石方开挖方法、建筑物基础开挖方法的有关内容，希望能够给有关人士提供一定的参考价值，促进石方开挖工程的顺利开展。

参考文献

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