土石方开挖安全施工方案(19)

引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-1–引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）土石方开挖施工安全专项方案编制：审核：审批：铁第四勘察设计院集团有限公司-河海大学-中铁二十局引江济淮试验工程总承包项目部二○一六年十二月引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-2–目录一、编制依据......................................-3-二、编制范围......................................-3-三、工程概况......................................-3-四、地形地貌和地质条件............................-3-五、施工计划......................................-4-六、施工方案......................................-4-七、施工准备.....................................-14-八、安全保证措施.................................-15-（一）施工技术措施.............................-15-（二）安全施工保证措施.........................-16-九、防洪应急预案.................................-23-引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-3–一、编制依据1.施工招标文件、相关设计图纸；2.国家和水利行业主管部门颁布的工程施工、文明施工的相关法律、规范、条文等相关标准规范；（1）《水利水电工程施工安全管理导则》SL721-2015;（2）《水利水电工程施工安全防护设施技术规范》SL714-2015；（3）《水利水电工程施工通用安全技术规程》SL398-2007;（4）《水利水电工程土建施工安全技术规程》SL399-2007;（5）《水利水电工程土建施工作业人员安全操作规程》SL401-20073.引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）合同技术条款（发包人要求）；4.现场调查收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料；5.现场勘察资料；6.公司现有资源情况。二、编制范围引江济淮试验工程后期右岸土石方开挖工程。三、工程概况引江济淮试验工程位于合肥市蜀山区小庙镇，紧邻G312（南侧），江淮沟通段桩号40+700～42+200，长1.5km。根据设计图纸，试验研究阶段河道断面采用梯形断面。试验段两端边坡开挖坡率1:3.5，每6m高边坡设一平台，平台宽4m,地面高程32～37m，河道挖深20～24m左右。试验段后期渠道底宽60m，四级边坡，每级边坡高度6m，土质和强风化砂岩边坡1:3、弱风化砂岩边坡1:2。试验段两端边坡开挖坡率1:3.5，每6m高边坡设一平台，平台宽4m。设计最低通航水位17.4m，最高通航水位23.86m。当地地表水径流量大，河流及水塘较多，设计图要求，在左岸大里程端头设导流明渠接引窦小郢河沟径流，在右岸设导流明渠接引余圩河沟径流。四、地形地貌和地质条件引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-4–（一）地形地貌引江济淮试验工程地处低洼圩区，渠道范围分布着规模相对较小的河湖及平原。（二）地质勘察深度范围内揭露地层如下：⑤层重粉质壤土、粉质粘土（Qal3）：含铁锰质结核，棕黄、棕黄夹灰色，一般硬可塑状，其中江淮分水岭段下部硬塑状，属中等压缩性土，该层大量分布。⑤1层轻、中粉质壤土（Qal3）：灰黄色，硬可塑～稍密状，该层广泛分布。⑤5层重粉质壤土夹细砂（Qal3）：灰黄色，可塑～硬塑状，细砂稍密状。江淮分水岭段局部分布。⑨层泥质粉、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩（K）：全风化（⑨1层）一般为灰黄、暗红夹少量灰白色，呈砂壤土夹细砂状，结构松散；强风化（⑨2层）一般暗红色，呈小碎石夹细砂状；中等风化～新鲜基岩（⑨3层）一般为棕红色、紫红色，呈柱状、短柱状。局部夹薄层或极薄层泥质胶结砂质泥岩。岩层产状330～350°∠20～28°。为本区主要揭露基岩，大量分布。五、施工计划根据本工程的总体施工安排和试验研究后期阶段的工期安排，试验后期阶段河道土石方开挖开始时间为2016年11月16日，结束时间为2017年1月17日，工期69日历天。结合科研实验的工期，试验研究后期阶段土方开挖先进行试验东区土方开挖，待西区及中区科研实验完成后，3个坑的土方开挖同时进行。河道右岸土石方拟定开工时间为11月16日，若由于征地拆迁等其他原因无法正常开工，本计划节点时间相应顺延。六、施工方案（一）河道土石方开挖方案河道土石方工程工作内容包括：施工准备、场地清理、施工期排水、土石方开挖与运输、边坡检测和防护、工程验收、现场清理。由于膨胀土的特殊性质，在开挖过程中对边坡必须采取覆盖、防护等有效措施，减少大气环境对边坡的影响，分层、分段开挖并预留保护层，引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-5–一次开挖的工作面不易过大。开挖过程中，在有上层滞水的地带需采取逐层设截流沟、逐层排水的方式，有效减少水对边坡的影响。在开挖过程中，采取逐层开挖排水沟排除滞水、渗水的开挖方式，并采取临时覆盖边坡、预留保护层和后续工序跟进，可有效隔绝阳光曝晒和雨雪冲刷或冻结，减少因土体失水干缩或遇水膨胀而引起的边坡失稳现象。弃土场车辆较多，倒车频繁，为确保施工安全，在弃土场设置小型柴油发电机，根据弃土场工作面配备相应的照明灯。1.施工工艺流程施工准备→测量工作→截流沟开挖及处理→开挖排水沟并排水→河道开挖→坡面防护→保护层开挖。2.施工方法（1）施工准备土石方开挖施工前，对施工主道路进行维修，边坡开挖土方通过两个隔离堤运输至弃渣场。边坡开挖便道布置见图1。右岸渠顶一期右岸二级马道隔离堤左岸主便道图1边坡开挖便道布置图（2）测量工作2.1地形测量与工程量复核在主体工程开工前，首先进行开挖工程量的复核，为精确计算开挖工引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-6–程量，在施工测量控制网建立后，对工程施工各部位进行原始地形复测，报请监理工程师现场旁站。原始地形图测绘完成后及时绘制横断面图、汇总土方开挖量等成果，报送监理工程师审核认可，经监理工程师审核认可的原始地形图与开挖放样剖面图是工程后续施工及工程量计量的重要依据。2.2施工放样的准备与方法①一般规定放样工作开始前，详细查阅工程设计图纸，了解设计要求与现场施工需要，收集施工区域平面与高程控制成果。施工测量放样以正式的设计图纸和文件（包括修改通知）作为依据。放样前，认真核对设计图纸中的有关数据和几何尺寸，确认无误后，作为放样依据。所有放样点线均保证有校核条件，现场取得的放样及检查验收资料，认真进行复核，确认无误后才交付使用。放样结束后，提供书面的放样成果资料给使用单位。②放样数据准备放样前根据设计图纸、资料以及控制点成果，计算放样数据，绘制放样草图。所有放样数据、草图均由一人计算和绘制、另一人独立校核。采用软件程序计算放样数据时，认真核对原始数据输入的正确性。输入到仪器内存模块中的控制点及样点坐标数据文件，经核对后，提供给放样人员使用。编制放样记录手簿，内容包括：工程部位、放样日期、观测、记录及检查人员姓名、放样所使用控制点名称、坐标和高程、设计图纸编号、放样数据及草图、放样过程的实测资料以及所使用的仪器型号及编号等。2.3施工测量放样土石方开挖前，根据设计图纸要求，以批复过得测量控制点为基点，首先进行土石方开挖开口线的放样，并埋设标志杆。平面点位、高程放样依据现场条件，控制网点的分布情况和仪器条件采用RTK施测；2.4检查测量根据工程进度需要，对开挖渠道的坡脚、坡顶位置、高程等进行复测，引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-7–其测量技术措施报监理人审批，经监理认同批复后方可实施；测量检查应尽量与测量放样采用相同的测量控制点，减少系统误差；质检工程师对现场坡度的平整度、坡度等采用钢尺、坡度尺进行自检，报监理工程师验收，验收合格后方可进行下道工序。（3）开挖排水沟并排水膨胀土具有显著的吸水膨胀、失水收缩两种变形特性，吸水后使土体结构发生破坏，强度降低，如处理不当，极易导致渠道边坡的病害。因此开挖过程中必须足够重视施工过程中降水和排水措施，保证渠道边坡的工程质量。渠道开挖时的排水系统采用开挖线外围截水、内部通过明挖纵横向临时渗沟结合集水井由水泵排出施工区的排水方式，保证渠道外部雨水不进入开挖基坑内部，基坑内部积水的迅速排出。3.1开挖线外排水在渠道土方开挖之前，先在渠道坡顶开挖线外四周设置宽1.0m，高0.6m的拦水埂，防止开挖线外雨水和地表积水进入坑内排水系统，并对开挖边坡形成冲刷，影响边坡的稳定性。具体如图2所示。（a）（b）拦水埂图2开挖线外排水示意图3.2坑内排水设置渠道开挖坑内排水系统主要采用纵、横向明挖临时排水渗沟结合集水井由泵排至坑外排水沟的方法。见图3。引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-8–1:31:31:31:2渠道中线开挖时排水沟截水沟截水沟2%2%2%2%2%2%2%2%2%2%图3基坑内排水示意图开挖前，首先在距离纵向开挖边线不小于3.0m的位置开挖平行于边线的纵向排水渗沟（图4），汇集边坡层间滞水和雨水，同时可降低坑内地下水位，形成施工工作面，保证车辆通行，其坡度不小于2%。纵向排水渗沟每100m设一座集水井，集水井底高程应低于开挖层底面2-3m，井内布置水泵，将水抽至坑外排水沟排出施工场区。端部横向排水渗沟布置方法相同。当开挖至距渠底2.0m高度时，可视积水情况，采取井点降水措施，保证施工工作面。坑内土方开挖时，应严格按照倒“人”字坡开挖，且坡比不小于2%，确保开挖面无积水。图4排水渗沟示意图（4）土石方开挖引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-9–4.1土方开挖①开挖方式严格控制单层开挖深度。根据工程地质勘查资料，现场土层主要以弱、中膨胀土为主，不同地层不同位置土体含水量分布不同，土体强度存在差别。在开挖过程中，土体应力释放，开挖界面处易引起基坑的塌方等安全隐患，为此必须严格控制开挖深度和开挖的坡度，采取合理的施工工艺，保障人身和设备安全。高含水量对施工的影响控制。当地基含水量较大或地下水来不及排出时，开挖基面强度低，甚至会发生积水，地基将不足以支持运土车的正常行驶，此时必须研究积极有效的措施保证土方的正常施工。②开挖临界深度的确定渠道开挖时，挖掘机的工作基面有两种情况：一是在开挖层的底部；二是在开挖层的顶面，具体如图5所示。（a）挖掘机在开挖层底面（b）挖掘机在开挖层底面图5挖掘机作业位置根据现场开挖工艺，如果台阶的深度过小，则影响施工效率，反之则造成安全隐患。因此在满足挖掘机的回转空间的工作范围内，必须将台阶的开挖深度控制在一定的范围内，以保障施工安全和使施工效率最大化。（1）挖掘机在开挖层底面台阶的安全挖深的临界高度H可根据稳定性分析由下式计算：引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）安全专项方案-10–aKcH2式中：H—安全挖深的临界高度（m）；c—土体凝聚力（kPa）；γ—土体容重（kN/m3）;Ka—土体主动压力系数。（2）挖掘机在开挖面顶面计算临界高度H时应考虑挖掘机自重G对稳定性的影响，按下式计算：abGKcHa2式中：G—挖掘机自重（kN）；a、b—挖掘机基底面宽度、长度（m）。现场实施过程中，应保证有一定的安全储备，安全系数可取1.2-1.5之间。根据现场不同土层的力学参数，可求得本施工段的开挖临界高度H=2.0~3.5m之间，并以此控制开挖时的台阶安全深度。③运输项目部根据本工程的实际特点，建立管理高效的组织管理及质量保证体系，明确各级部门和管理人员的责任，充分调动各个部门和全体工程技术人员的积极性，共同参与到过程管理，使工程质量得到全员、全过程的有效控制。1．建