土石方开挖工程质量控制的技术措施

第十章土石方开挖工程质量控制的技术措施第一节水工建筑物岩石基础开挖工程的质量控制要点一、施工测量1．施工测量资料应督促施工单位整理齐全，主要内容包括：（1）根据施工图纸和施工控制网点，测量定线并按实际地形测放开口轮廓位置的资料；在施工过程中，测放、检查开挖断面及高程的资料。（2）测绘（或搜集）的开挖前的原始地面线，覆盖层资料，开挖后的竣工建基面等纵、横断面及地形图。（3）测绘的基础开挖施工场地布置图及各阶段开挖面貌图。（4）单项工程各阶段和竣工后的土石方量资料。（5）有关基础处理的测量资料。2．开口轮廓位置和开挖断面的放样应保证开挖规格，其精度应符合表10－1的要求。3．断面测量应符合下列规定：（l）断面测量应平行主体建筑物轴线设置断面基线，基线两端点应埋标（桩）。正交于基线的各断面桩间距，应根据地形的基础轮廓确定，一般为10～15m。表10－1放样点的精度限差表项目分类覆盖层岩石平面（cm）高程（cm）50252010混凝土建筑物基础的断面应布设各坝段的中线、分缝线上；弧线段应设立以圆弧中心为准的正交弧线断面，其断面间距的确定，除服从基础设计轮廓外，一般应均分圆心角。(2）断面间距用钢卷尺实量，实量各间距总和与断面基线总长（l）的差值应控制在l/1500以内。(3）断面测量需设转点时，其距离可用钢卷尺或皮卷尺实量。若用视距观测，必须进行往测、返测，其较差不应大于l/2000。(4）开挖中间过程的断面测量，可用经纬仪测量断面桩高程，但在岩基竣工断面测量时，必须以五等水测定断面桩高程。4．基础开挖完成后，应及时测绘最终开挖竣工地形图以及与设计施工详图同位置、同比例的纵横剖面图。竣工地形图及纵横剖面图的规格应符合下列要求：(l）原始地面（覆盖层和基岩面）地形图比例一般为1:200～1:10000。(2）用于计算工程量（覆盖层和基岩面）的横断面图，纵向比例一般为1:100～1:200，横向比例一般为1:200～1:500。(3）竣工基础横断面图纵、横比例一般为1:100一1:200。(4）竣工建基面地形图比例一般为1:200，等高距可根据坡度和岩基起伏状况选用0.2m、0.5m或1.0m，也可仅测绘平面高程图。二、岩石基础开挖1一般情况下，基础开挖应自上而下进行。当岸坡和河床底部同时施工时，应确保安全；否则，必须先进行岸坡开挖。未经安全技术论证和监理工程师批准，不得采用自上而下或造成岩体倒悬的开挖方式。2．为保证基础岩体不受开挖区爆破的破坏，应按留足保护层的方式进行开挖。在有条件的情况下，则应先采取预裂防震，再进行开挖区的松动爆破。当开挖深度较大时，可分层开挖。分层厚度可根据爆破方式、挖掘机械的性能等因素确定。3．基础开挖中，对设计开口线外坡面、岸坡和坑槽开挖壁面等，若有不安全的因素，均必须进行处理，并采取相应的防护措施。随着开挖高程下降，对坡（壁）面应及时测量检查，防止欠挖。避免在形成高边坡后再进行坡面处理。4．遇有不良的地质条件时，为了防止因爆破造成过大震裂或滑坡等，对爆破孔的深度和最大一段起爆药量，应根据具体条件由施工、地质和设计单位共同研究，另行确定，实施之前必须报监理工程审批。5．实际开挖轮廓应符合设计要求。对软弱岩石，其最大误差应由设计和施工单位共同议定；对坚硬或中等坚硬的岩石，其最大误差应符合下列规定：（l）平面高程一般应不大于0.2m。（2）边坡规格依开挖高度而异；a.0.8m以内时，一般应不大于0.2m；b.8～15m时，一般应不大于0.3m；c.16～30m时，一般应不大于0.5m。6．爆破施工前，应根据爆破对周围岩体的破坏范围及水工建筑物对基础的要求，确定垂直向和水平向保护层的厚度。爆破破坏范围应根据地质条件、爆破方式和规模以及药卷直径诸因素，至少用两种方法通过现场对比试验综合分析确定。若不具备对比试验条件时，爆破破坏范围可参照表10－2和类似工程实例确定。表10－2保护层厚度与药卷直径的倍数关系保护层名称软弱岩石σ压＜300MPa(300kgf/cm2）中等坚硬岩石σ压＜30～60MPa(300～600kgf/cm2）坚硬岩石σ压＞600MPa(600kgf/cm2）垂直保护层403025地表水平保护层200～100底部水平保护层150～757．保护层的开挖是控制基础质量的关键，其垂直向保护层的开挖爆破，应符合下列要求：（1）用大孔径、大直径药卷爆破留下的较厚保护层，距建基面1.5m以上部分仍可采用中（小）孔径及相应直径的药卷进行梯段毫秒爆破。（2）对于中（小）直径药卷爆破剩下的保护层厚度，仍应不小于规定的相应药卷直径的倍数，并不得小于1.5m。（3）紧靠建基面1.5m以上的一层，采用手风钻钻孔，仍可用毫秒分段起爆，其最大一段起爆药量应不大于300kg。8．建基面上1.5m以内的垂直向保护层，其钻孔爆破应遵守下列规定：（1）采用手风钻逐层钻孔（打斜孔）装药，火花起爆；其药卷直径不得大于犯32mm（散装炸药加工的药卷直径，不得大于36mm）。（2）最后一层炮孔孔底高程的确定：①对于坚硬、完整岩基，可以钻至建基面终孔，但孔深不得超过50Cm；②对于软弱、破碎岩基，则应留足20～30cm的撬挖层。9．预裂缝可一次爆到设计高程。预裂爆破可以采用连续装药或间隔装药结构。爆破后，地表缝宽一般不宜小于1Cm；预裂面不平整度不宜大于15Cm；孔壁表层不应产生严重的爆破裂隙。10．廓道、截水墙的基础和齿槽等开挖，应做专题爆破设计。尤其对基础防渗、抗滑稳定起控制作用的沟槽，更应慎重地确定其爆破参数。一般情况下，应先在两侧设计坡面进行预裂，尔后按留足垂直保护层进行中部爆破。若无条件采用预裂爆破时，则应按留足两侧水平保护层和底部垂直保护层的方式，先进行中部爆破，尔后进行光面爆破。沟槽中部的爆破应符合下列要求：（1）根据留足保护层后的剩余中部槽体尺寸决定爆破方式（梯段或拉槽）。（2）当能采用梯段爆破时，可参照规范（SL47-94第3.5.3条和3.5.4条）规定，但最大一段起爆药量应不大于500kg。邻近设计建基面和设计边坡时，不得大于300kg。（3）当只能采用拉槽爆破时，可用小孔径钻孔、延长药包毫秒爆破，最大一段起爆药量应不大于200kg。（4）当留足保护层后，其剩余中部槽体尺寸不能满足梯段或拉槽爆破时，则应参照SL47－94第3.6.3条规定控制。当不采用预裂爆破和光面爆破的方式进行开挖时，则应用孔深不超过1.0m的电炮拉槽，尔后采用火花起爆逐步扩大。11．在建筑物及其新浇混凝土附近进行爆破时，必须遵守下列规定：（1）根据建筑物对基础的不同要求以及混凝土不同的龄期，通过模拟破坏试验确定保护对象所允许的质点振动速度值（即破坏标准）。若不能进行试验时，被保护对象的允许质点振动速度值，可参照类似工程实例确定。（2）再通过实地试验寻求本工程爆破振动衰减规律，即利用不同的药量、测距与相应各测点的质点振动资料，应用本章附录三中第1项的关系式求得。（3）采用本工程关系式和被保护对象允许的质点振速值，规定相应的安全距离和允许装药量。其中：近距离火炮爆破用火花起爆所求得的关系式计算；远距离毫秒爆破用毫秒起爆所求得的关系式计算。（4）若无条件执行上述规定时，则应参照规定执行。12．在邻近建筑物的地段（10m以内）进行爆破时，必须根据被保护对象的允许质点振动速度值，按本工程实测的振动衰减规律严格控制浅孔火花起爆的最小装药量。当装药量控制到最小程度仍不能满足要求时，应采取打防震孔或其他防震措施。13．不得在灌浆完毕地段及其附近进行爆破，如因特殊情况需要爆破时，必须经监理总工程师和设计单位同意，方可进行少数量的浅孔火花爆破。并应对灌浆区进行爆前爆后的对比检查；必要时，还须进行一定范围的补灌。三、基础质量检查处理1．开挖后的建基轮廓不应有反坡（结构本身许可者除外）；若出现反坡时，均应处理成顺坡。对于陡坎，应将其顶部削成钝角或圆滑状。若石质坚硬，撬挖确有困难时，经监理工程师同意，可用密集浅孔装微量炸药爆除，或采取结构处理措施。2．建基面应整修平整。在坝基斜坡或陡崖部分的混凝土坝体伸缩缝下的岩基，应严格按设计规定进行整修。3．建基面如有风化、破碎，或含有有害矿物的岩脉、软弱夹层和断层破碎带以及裂隙发育和具有水平裂隙等，均应用人工或风镐挖到设计要求的深度。如情况有变化时，经监理工程师同意，可使用单孔小炮爆破，撬挖后应根据设计要求进行处理。4．建基面附有的方解石薄脉、黄锈（氧化铁）、氧化锰、碳酸钙和粘土等，经设计、地质人员鉴定，认为影响基岩与混凝土的结合时，都应清除。5．建基面经锤击检查受爆破影响震松的岩石，必须清除干净。如块体过大时，经监理工程师同意，可用单孔小炮炸除。6．在外界介质作用下破坏很快（风化及冻裂）的软弱基础建基面，当上部建筑物施工覆盖来不及时，应根据室外试验结果和当地条件所制定的专门技术措施进行处理。7．在建基面上发现地下水时，应及时采取措施进行处理，避免新浇混凝土受到损害。第二节水工建筑物地下开挖工程的质量控制要点一、施工地质1．地下建筑物开挖前，监理工程师组织设计单位向施工单位交底并提供工程与水文地质资料（内容参照SDJ14－78《水利水电工程地质勘察规范》），着重阐明下列问题：（1）岩石分级及围岩分类。（2）洞口段及其附近边坡、浅埋与傍山洞室的山体稳定性。（3）可能导致岩体失稳地段的岩层特性、风化程度、地质构造、岩体应力状态等及其对建筑物的影响。（4）地下水类型、含水层分布、水位、水质、水温、涌水量、补给来源、动态规律及其影响。（5）有毒气体、放射元素的性质、含量及其分布范围。施工期间，设计单位的地质人员应对原来提供的资料进行复核，对尚未阐明或地质条件有变化的地段，应进行补充地质勘察工作。2．开挖过程中，设计单位的地质人员，应做好以下主要工作：（1）地质编录和测绘工作。（2）分析影响洞口安全和洞室围岩稳定的不良地质现象，判明其对建筑物的影响程度，及时配合设计、施工人员研究预防措施。必要时，提出专题报告。（3）进行工程地质、水文地质现象的观测及预报工作。（4）对岩性有变化地段、应取样试验，核实原定的地质参数。3．施工期间应及时总结在各类典型工程地质条件下的开挖方法、掘进速度、钻爆参数、机具效率等资料。出现塌方时，应分析原因，记录发生、发展过程及处理经过。4．岩石分级及围岩分类。（1）确定施工定额时，岩石等级的划分参照本章附录一（2）根据围岩的工程地质特征，参照表10－3～表10－6确定围岩类别。二、施工测量1．水工建筑物地下工程贯通测量，其容许的误差应参照下述规定：（l）贯通测量极限误差应满足表10－7要求。（2）计算贯通误差时，可取上述极限误差的一半做为贯通面上的容许中误差，并参照表10－8的原则分配。（3）对于上下两端相向开挖的竖井，其极限贯通误差不得大于士20Cm。表10一3水利水电地下工程围岩工程地质分类表类别名称围岩主要工程特征地下水活动状态开挖面毛洞围岩稳定状况山岩压力计算理论临时支护措施（建议）岩体状况结构面特征Ⅰ稳定岩石新鲜完整，受地质构造影响轻微，节理裂隙不发育或稍发育，多系闭合且延伸不长，无或偶有软弱结构面，宽度一般小于0.1m；岩体呈块状整体结构或块状砌体结构结构面无不稳定组合；断层走向与洞线近正交洞壁干燥，或只有轻微潮湿现象，沿个别节理裂隙有微弱渗水成形好，无坍塌掉块现象不计山岩压力一般可不支护Ⅱ基本稳定岩石新鲜或微风化，受地质构造影响一般，节理裂隙稍发育或发育，有少量软弱结构面，宽度小于0.5m，层间结合差。岩体呈块状砌体结构或层状砌体结构结构面组合基本稳定，仅局部有不稳定组合，断层等软弱结构面走向与洞线斜交或正交洞壁潮湿，沿一线节理裂隙或软弱结构面有渗水滴水开挖中局部掉块落石现象，局部成形差，长时间暴露，局部有小坍落须考虑分落石荷载，可采用极限平衡理论，或结构面分析进行计算局部支护Ⅲ稳定性差岩石微风化或弱风化，受地质构造影响严重，节理裂隙发育部分张开且充泥，软弱结构面分布较多，宽度小于1m2；岩体呈碎石状镶嵌结构结构面组合不利于围岩稳定者较多；断层等主要软弱结构面走向与洞线斜交或近平行地下水活动显著