土石方開挖工程質量控制的技術措施

第十章土石方開挖工程質量控制的技術措施第一節(jié)水工建筑物巖石基礎開挖工程的質量控制要點一、施工測量．施工測量資料應督促施工單位整理齊全，主要內容包括：（1）根據(jù)施工圖紙和施工控制網(wǎng)點，測量定線并按實際地形測放開口輪廓位置的資料；在施工過程中，測放、檢查開挖斷面及高程的資料。（2）測繪（或搜集）的開挖前的原始地面線，覆蓋層資料，開挖后的竣工建基面等縱、橫斷面及地形圖。（3）測繪的基礎開挖施工場地布置圖及各階段開挖面貌圖。（4）單項工程各階段和竣工后的土石方量資料。5）有關基礎處理的測量資料

.開口輪廓位置和開挖斷面的放樣應保證開挖規(guī)格，其精度應符合表10—1的要求。.斷面測量應符合下列規(guī)定:(l)斷面測量應平行主體建筑物軸線設置斷面基線，基線兩端點應埋標(樁)。正交于基線的各斷面樁間距，應根據(jù)地形的基礎輪廓確定，一般為10?15m表10—1放樣點的精度限差表項目分類覆蓋層巖石平面(cm5020高程(cm)2510混凝土建筑物基礎的斷面應布設各壩段的中線、分縫線上；弧線段應設立以圓弧中心為準的正交弧線斷面，其斷面間距的確定，除服從基礎設計輪廓外，一般應均分圓心角。(2)斷面間距用鋼卷尺實量，實量各間距總和與斷面基線總長(I)的差值應控制在1/1500以內。(3)斷面測量需設轉點時，其距離可用鋼卷尺或皮卷尺實量若用視距觀測，必須進行往測、返測，其較差不應大于I/2000若用視距觀測，必須進行往測、返測，其較差不應大于I/2000(4)開挖中間過程的斷面測量，可用經(jīng)緯儀測量斷面樁高程，但在巖基竣工斷面測量時，必須以五等水測定斷面樁高程。．基礎開挖完成后，應及時測繪最終開挖竣工地形圖以及與設計施工詳圖同位置、同比例的縱橫剖面圖。竣工地形圖及縱橫剖面圖的規(guī)格應符合下列要求：(l)原始地面(覆蓋層和基巖面)地形圖比例一般為 1:200?:10000。(2)用于計算工程量(覆蓋層和基巖面)的橫斷面圖，縱向比例一般為1:100?1:200，橫向比例一般為1:200?1:500。(3)竣工基礎橫斷面圖縱、橫比例一般為1:100一1:200。(4)竣工建基面地形圖比例一般為1:200，等高距可根據(jù)坡度和巖基起伏狀況選用0.2m、0.5m或1.0m,也可僅測繪平面高程圖。二、巖石基礎開挖1一般情況下，基礎開挖應自上而下進行。當岸坡和河床底部同時施工時，應確保安全；否則，必須先進行岸坡開挖。未經(jīng)安全技術論證和監(jiān)理工程師批準，不得采用自上而下或造成巖體倒懸的開挖方式。．為保證基礎巖體不受開挖區(qū)爆破的破壞，應按留足保護層的方式進行開挖。在有條件的情況下，則應先采取預裂防震，再進行開挖區(qū)的松動爆破。當開挖深度較大時，可分層開挖。分層厚度可根據(jù)爆破方式、挖掘機械的性能等因素確定。．基礎開挖中，對設計開口線外坡面、岸坡和坑槽開挖壁面等，若有不安全的因素，均必須進行處理，并采取相應的防護措施。隨著開挖高程下降，對坡（壁）面應及時測量檢查，防止欠挖。避免在形成高邊坡后再進行坡面處理。．遇有不良的地質條件時，為了防止因爆破造成過大震裂或滑坡等，對爆破孔的深度和最大一段起爆藥量，應根據(jù)具體條件由施工、地質和設計單位共同研究，另行確定，實施之前必須報監(jiān)理工程審批。．實際開挖輪廓應符合設計要求。對軟弱巖石，其最大誤差應由設計和施工單位共同議定；對堅硬或中等堅硬的巖石，其最大誤差應符合下列規(guī)定：（l）平面高程一般應不大于0.2m。（2）邊坡規(guī)格依開挖高度而異；a.0.8m以內時，一般應不大于0.2m；b.8?15m時，一般應不大于0.3m;c.16?30m時，一般應不大于0.5m。.爆破施工前，應根據(jù)爆破對周圍巖體的破壞范圍及水工建筑物對基礎的要求，確定垂直向和水平向保護層的厚度。爆破破壞范圍應根據(jù)地質條件、爆破方式和規(guī)模以及藥卷直徑諸因素，至少用兩種方法通過現(xiàn)場對比試驗綜合分析確定。 若不具備對比試驗條件時，爆破破壞范圍可參照表10-2和類似工程實例確定。表10-2保護層厚度與藥卷直徑的倍數(shù)關系保護層名稱軟弱巖石er壓v300MPa(300kgf/cm2)中等堅硬巖石r壓v30?60MPa(300?600kgf/cm2)堅硬巖石r壓＞600MPa(600kgf/cm2)垂直保護層403025地表水平保護層200?100底部水平保護層150?75.保護層的開挖是控制基礎質量的關鍵，其垂直向保護層的開挖爆破，應符合下列要求：(1)用大孔徑、大直徑藥卷爆破留下的較厚保護層，距建基面1.5m以上部分仍可采用中(小)孔徑及相應直徑的藥卷進行梯段毫秒爆破。(2)對于中(小)直徑藥卷爆破剩下的保護層厚度，仍應不小于規(guī)定的相應藥卷直徑的倍數(shù)，并不得小于 1.5m。（3）緊靠建基面1.5m以上的一層，采用手風鉆鉆孔，仍可用毫秒分段起爆，其最大一段起爆藥量應不大于300kg。．建基面上1.5m以內的垂直向保護層，其鉆孔爆破應遵守下列規(guī)定：（1）采用手風鉆逐層鉆孔（打斜孔）裝藥，火花起爆；其藥卷直徑不得大于犯32m（散裝炸藥加工的藥卷直徑，不得大于36mm（2）最后一層炮孔孔底高程的確定：對于堅硬、完整巖基，可以鉆至建基面終孔，但孔深不得超過50Cm；對于軟弱、破碎巖基，則應留足20?30cm的撬挖層。．預裂縫可一次爆到設計高程。預裂爆破可以采用連續(xù)裝藥或間隔裝藥結構。爆破后，地表縫寬一般不宜小于1Cm預裂面不平整度不宜大于i5Cm孔壁表層不應產(chǎn)生嚴重的爆破裂隙。．廓道、截水墻的基礎和齒槽等開挖，應做專題爆破設計。尤其對基礎防滲、抗滑穩(wěn)定起控制作用的溝槽，更應慎重地確定其爆破參數(shù)。一般情況下，應先在兩側設計坡面進行預裂，爾后按留足垂直保護層進行中部爆破。若無條件采用預裂爆破時，則應按留足兩側水平保護層和底部垂直保護層的方式，先進行中部爆破，爾后進行光面爆破。溝槽中部的爆破應符合下列要求：根據(jù)留足保護層后的剩余中部槽體尺寸決定爆破方式(梯段或拉槽)。(2)當能采用梯段爆破時，可參照規(guī)范(SL47-94第3.5.3條和3.5.4條)規(guī)定，但最大一段起爆藥量應不大于500kg。鄰近設計建基面和設計邊坡時，不得大于300kg。(3)當只能采用拉槽爆破時，可用小孔徑鉆孔、延長藥包毫秒爆破，最大一段起爆藥量應不大于200kg。(4)當留足保護層后，其剩余中部槽體尺寸不能滿足梯段或拉槽爆破時，則應參照SL47-94第3.6.3條規(guī)定控制。當不采用預裂爆破和光面爆破的方式進行開挖時，則應用孔深不超過1.0m的電炮拉槽，爾后采用火花起爆逐步擴大。．在建筑物及其新澆混凝土附近進行爆破時，必須遵守下列規(guī)定：(1)根據(jù)建筑物對基礎的不同要求以及混凝土不同的齡期，通過模擬破壞試驗確定保護對象所允許的質點振動速度值(即破壞標準)。若不能進行試驗時，被保護對象的允許質點振動速度值，可參照類似工程實例確定。（2）再通過實地試驗尋求本工程爆破振動衰減規(guī)律，即利用不同的藥量、測距與相應各測點的質點振動資料，應用本章附錄三中第1項的關系式求得。（3）采用本工程關系式和被保護對象允許的質點振速值，規(guī)定相應的安全距離和允許裝藥量。其中：近距離火炮爆破用火花起爆所求得的關系式計算；遠距離毫秒爆破用毫秒起爆所求得的關系式計算。（4）若無條件執(zhí)行上述規(guī)定時，則應參照規(guī)定執(zhí)行。.在鄰近建筑物的地段（10m以內）進行爆破時，必須根據(jù)被保護對象的允許質點振動速度值，按本工程實測的振動衰減規(guī)律嚴格控制淺孔火花起爆的最小裝藥量。當裝藥量控制到最小程度仍不能滿足要求時，應采取打防震孔或其他防震措施。.不得在灌漿完畢地段及其附近進行爆破，如因特殊情況需要爆破時，必須經(jīng)監(jiān)理總工程師和設計單位同意，方可進行少數(shù)量的淺孔火花爆破。并應對灌漿區(qū)進行爆前爆后的對比檢查；必要時，還須進行一定范圍的補灌。三、基礎質量檢查處理.開挖后的建基輪廓不應有反坡（結構本身許可者除外）；若出現(xiàn)反坡時，均應處理成順坡。對于陡坎，應將其頂部削成鈍角或圓滑狀。若石質堅硬，撬挖確有困難時，經(jīng)監(jiān)理工程師同意，可用密集淺孔裝微量炸藥爆除，或采取結構處理措施。．建基面應整修平整。在壩基斜坡或陡崖部分的混凝土壩體伸縮縫下的巖基，應嚴格按設計規(guī)定進行整修。．建基面如有風化、破碎，或含有有害礦物的巖脈、軟弱夾層和斷層破碎帶以及裂隙發(fā)育和具有水平裂隙等，均應用人工或風鎬挖到設計要求的深度。如情況有變化時，經(jīng)監(jiān)理工程師同意，可使用單孔小炮爆破，撬挖后應根據(jù)設計要求進行處理。．建基面附有的方解石薄脈、黃銹（氧化鐵）、氧化錳、碳酸鈣和粘土等，經(jīng)設計、地質人員鑒定，認為影響基巖與混凝土的結合時，都應清除。．建基面經(jīng)錘擊檢查受爆破影響震松的巖石，必須清除干凈。如塊體過大時，經(jīng)監(jiān)理工程師同意，可用單孔小炮炸除。．在外界介質作用下破壞很快（風化及凍裂）的軟弱基礎建基面，當上部建筑物施工覆蓋來不及時，應根據(jù)室外試驗結果和當?shù)貤l件所制定的專門技術措施進行處理。．在建基面上發(fā)現(xiàn)地下水時，應及時采取措施進行處理，避免新澆混凝土受到損害。第二節(jié)水工建筑物地下開挖工程的質量控制要點一、施工地質．地下建筑物開挖前，監(jiān)理工程師組織設計單位向施工單位交底并提供工程與水文地質資料（內容參照SDJ14－78《水利水電工程地質勘察規(guī)范》），著重闡明下列問題：（1）巖石分級及圍巖分類。（2）洞口段及其附近邊坡、淺埋與傍山洞室的山體穩(wěn)定性。（3）可能導致巖體失穩(wěn)地段的巖層特性、風化程度、地質構造、巖體應力狀態(tài)等及其對建筑物的影響。（4）地下水類型、含水層分布、水位、水質、水溫、涌水量、補給來源、動態(tài)規(guī)律及其影響。（5）有毒氣體、放射元素的性質、含量及其分布范圍。施工期間，設計單位的地質人員應對原來提供的資料進行復核，對尚未闡明或地質條件有變化的地段，應進行補充地質勘察工作。．開挖過程中，設計單位的地質人員，應做好以下主要工作：1）地質編錄和測繪工作（2）分析影響洞口安全和洞室圍巖穩(wěn)定的不良地質現(xiàn)象，判明其對建筑物的影響程度，及時配合設計、施工人員研究預防措施。必要時，提出專題報告。（3）進行工程地質、水文地質現(xiàn)象的觀測及預報工作。（4）對巖性有變化地段、應取樣試驗，核實原定的地質參數(shù)。．施工期間應及時總結在各類典型工程地質條件下的開挖方法、掘進速度、鉆爆參數(shù)、機具效率等資料。出現(xiàn)塌方時，應分析原因，記錄發(fā)生、發(fā)展過程及處理經(jīng)過。．巖石分級及圍巖分類。（1）確定施工定額時，巖石等級的劃分參照本章附錄一（2）根據(jù)圍巖的工程地質特征，參照表10-3?表10-6確定圍巖類別。二、施工測量1．水工建筑物地下工程貫通測量，其容許的誤差應參照下述規(guī)定：l）貫通測量極限誤差應滿足表10-7要求。

計算貫通誤差時，可取上述極限誤差的一半做為貫通面上的容許中誤差，并參照表10-8的原則分配。對于上下兩端相向開挖的豎井，其極限貫通誤差不得大于士20Cm。表10一3水利水電地下工程圍巖工程地質分類表類別名稱圍巖主要工程特征地下水活動狀態(tài)開挖面毛洞圍巖穩(wěn)定狀況山巖壓力計算理論臨時支護措施(建議)巖體狀況結構面特征I穩(wěn)疋巖石新鮮兀整，受地質構造影響輕微，節(jié)理裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育，多系閉合且延伸不長，無或偶有軟弱結構面，寬度一般小于0.1m;巖體呈塊狀整體結構或塊狀砌體結構結構面無不穩(wěn)定組合；斷層走向與洞線近正交洞壁干燥，或只有輕微潮濕現(xiàn)象，沿個別節(jié)理裂隙有微弱滲水成形好，無坍塌掉塊現(xiàn)象不計山巖壓力一般可不支護n基本穩(wěn)疋巖石新鮮或微風化，受地質構造影響一般，節(jié)理裂隙稍發(fā)育或發(fā)育，有少量軟弱結構面，寬度小于0.5m，層間結合差。巖體呈塊狀砌體結構或層狀砌體結構結構面組合基本穩(wěn)定，僅局部有不穩(wěn)定組合，斷層等軟弱結構面走向與洞線斜洞壁潮濕，沿一線節(jié)理裂隙或軟弱結構面有滲水滴水開挖中局部掉塊落石現(xiàn)象，局部成形差，長時間暴露，局部有小坍落須考慮分落石荷載，可采用極限平衡理論，或結構面分析進行局部支護交或正交

計算穩(wěn)定性差巖石微風化或弱風化，受地質構造影響嚴重，節(jié)理裂隙發(fā)育部分張開且充泥，軟弱結構面分布較多，寬度小于1m2；巖體呈碎石狀鑲嵌結構結構面組合不利于圍巖穩(wěn)定者較多；斷層等主要軟弱結構面走向與洞線斜交或近平行地下水活動顯著，沿節(jié)理裂隙或斷層帶有滲水，滴水或呈線狀涌水成形稍差，無支撐時產(chǎn)生小規(guī)模坍塌，高邊墻側壁有時局部失穩(wěn)結合地質分析，米用極限平衡理論或散體理論計算一般需要支護IV不穩(wěn)疋同第川類巖體狀態(tài)，但軟弱結構面分布較多，寬度小于2m,節(jié)理裂隙局部極發(fā)育；巖體呈碎石狀鑲嵌結構，局部呈碎石狀壓碎結構結構面組合不利于圍巖穩(wěn)疋；斷層等軟弱結構面走向與洞線近平行地下水活動顯著，沿節(jié)理裂隙或斷層帶有滲水，滴水或呈線狀涌水成形差，頂拱一般因坍塌而超挖，無支撐時可產(chǎn)生較大坍塌，邊墻有失穩(wěn)現(xiàn)象采用散體理論需支護V極不穩(wěn)定.石質圍巖：巖石強風化或全風化，受地質構造影響嚴重，節(jié)理裂隙極發(fā)育，斷層破碎寬度大于2m以斷層泥、糜棱巖、角礫巖為主，裂隙中多充泥，巖體呈角礫、泥砂、巖屑狀散體結構；.構散土層、砂層、滑坡堆積層及一般碎、卵、礫石土等；結構面呈零亂狀不穩(wěn)定組合；斷層等主要軟弱結構面走向與洞線近平行地下水活動強烈，有較大涌水量，常引起不斷坍塌成形很差，圍巖極易坍塌，甚至出現(xiàn)地表卜沉或冒頂采用散體理論加強支護

3 .擠壓強烈的大斷層帶，裂隙雜舌L,呈土夾石或石夾土狀表10—4 巖體的風化程度劃分表風化稱名顏色光澤巖體組織結構的變化和破壞情況礦物成分的變化情況物理力學特征的變化錘擊聲全風化顏色已完全改變，光澤消失組織結構已完全破壞，呈松散狀或僅外觀保持原巖狀態(tài)，用手可折斷、捏碎除石英晶粒外，其余礦物大部分風化變質，形成風化次生礦物浸水崩解，與松軟土的特性近似啞聲強風化顏色改變，唯巖塊的斷口中心尚保持原有顏色外觀具有原巖組織結構，但裂隙發(fā)育，巖體呈干砌塊石狀，巖體上裂紋密布