河道土石方开挖专项施工方案

引江济淮试验工程总承包

（设计、科研、施工）

试验后期阶段河道土石方开挖专项施工方案

编制：

审核：

审批：

**勘察设计院集团有限公司

引江济淮试验工程总承包项目部

二○一六年十一月

目录

一、编制依据.................................................................................................. - 1 -

二、编制范围.................................................................................................. - 1 -

三、工程概况.................................................................................................. - 2 -

四、地形地貌和地质条件 ............................................................................. - 2 -

（一）地形地貌...................................................................................... - 2 - （二）地质条件...................................................................................... - 3 -

五、施工计划.................................................................................................. - 3 -

六、资源配置.................................................................................................. - 6 -

（一）机械配置...................................................................................... - 6 - （二）油料配置...................................................................................... - 8 - （三）人员安排...................................................................................... - 8 - 七、施工方案.................................................................................................. - 9 -

（一）河道土石方开挖方案................................................................... - 9 - （二）弃土场防护方案......................................................................... - 19 - 八、施工技术措施........................................................................................ - 19 -

（一）截水、降水、排水施工技术措施............................................ - 19 - （二）土方开挖工程施工技术措施 .................................................... - 19 -

（三）石方开挖工程施工技术措施 .................................................... - 20 - 九、质量保证措施........................................................................................ - 20 -

（一）质量目标...................................................................................... - 21 - （二）建立自检体系 ............................................................................. - 21 - （三）健全质量管理制度..................................................................... - 23 - （四）材料、机械设备质量保证措施................................................ - 24 - （五）测量、试验检测质量保证措施................................................ - 25 - （六）渠道开挖工程质量保证措施 .................................................... - 25 - 十、安全保证措施........................................................................................ - 26 -

（一）安全组织机构 ............................................................................. - 26 - （二）施工现场安全保证措施............................................................. - 27 - （三）施工期临时排水安全保证措施................................................ - 27 - （四）高边坡开挖安全保证措施......................................................... - 28 - （五）机械设备安全保证措施............................................................. - 28 - （六）夜间施工安全保证措施............................................................. - 29 - （七）防洪安全保证措施..................................................................... - 30 - （八）用电安全保证措施..................................................................... - 30 - （九）土方开挖安全保证措施............................................................. - 31 - （十）石方破碎开挖安全保证措施 .................................................... - 32 -

（十一）弃土场弃土安全保证措施 .................................................... - 32 - 十一、雨季施工保证措施 ........................................................................... - 33 - 十二、环境保护及文明施工措施............................................................... - 33 - （一）环境保护.................................................................................. - 33 - （二）建立健全环境保护体系......................................................... - 34 - （三）水环境保护措施..................................................................... - 34 - （四）大气环境的保护..................................................................... - 34 - （五）降低噪音措施......................................................................... - 35 - （六）完工后场地清理及恢复平整的环保措施 ........................... - 35 - （七）弃土场环境保护措施............................................................. - 35 - （八）文明施工保证措施................................................................. - 35 - 十三、防洪应急预案.................................................................................... - 37 - （一）编制目的........................................................................................ - 37 - （二）编制依据........................................................................................ - 37 - （三）适用范围........................................................................................ - 37 - （四）防洪工作总体要求和工作原则 .................................................. - 37 - （五）应急组织机构和职责................................................................... - 38 - （六）应急准备........................................................................................ - 40 - （七）应急响应........................................................................................ - 40 -

（八）应急预案实施 ............................................................................... - 41 - （九）应急恢复........................................................................................ - 43 - （十）后期处理........................................................................................ - 43 - （十一）应急救援演练 ........................................................................... - 44 - （十二）应急抢险救援注意事项........................................................... - 44 - （十三）奖励与处罚 ............................................................................... - 44 - 十四、水利工程建设标准强制性条文（2016版）执行情况 .............. - 37 -

试验研究后期阶段河道土石方开挖专项施工方案

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、质量验收、文明施工的相关法律、规范、条文等相关标准规范；

（1）《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准--地基处理与基础工程》SL 633-2012；

（2）《水利水电工程施工安全防护设施技术规范》SL 714-2015；

（3）《水利水电工程施工质量检验与评定规程》SL 176-2007；

（4）《水利水电工程单位工程施工质量验收评定准备--堤防工程》SL 634-2012;

（5）《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准--土石方工程》SL 631-2012;

（6）《水利水电工程施工测量规范》SL 52-2015;

（7）《水利水电工程施工质量通病防治导则》SL/Z 690-2013；

（8）《水利水电工程施工通用安全技术规程》SL398-2007;

（9）《水利水电工程土建施工安全技术规程》SL399-2007;

（10）水土建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范SL47-1994

（11）《水利水电工程施工质量检验与评定规范（第1部分）土建工程》DB34/T 371.2-2014；

（12）《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》住建部2009 87号文。

（13）《水利工程建设标准强制性条文（2016年版）》

3.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

引江济淮试验工程河道土石开挖工程。

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，河道断面采用梯形断面，底高程13.4m；每6m高边坡设一平台，一级平台宽4m，二级平台宽8m，三级及以上平台宽3m；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,地面高程32～37m，河道挖深20～24m 左右。

前期试验研究阶段采用河道底宽20m小断面开挖，试验研究后期阶段对试验研究阶段河道进行扩挖（全断面60m宽），设计最低通航水位17.4m，最高通航水位23.86m。试验研究后期阶段右岸开挖区示意图见图1。

端头设导流明渠接引窦小郢河沟径流，在设导流明渠接引余圩河沟径流。

四、地形地貌和地质条件

（一）地形地貌

试验段位于合肥市蜀山区小庙镇G312以南的窦小郢，该村位于丘陵脚下，丘陵上部分布着大大小小10余处水塘，余圩河沟和窦小郢河沟与试验段交错。工程建设截断窦小郢的一条乡村道路，该路向北通向G312国道，向东南通向雷北村，并穿越雷北村弃渣场苦驴河，弃渣场河道范围蜿蜒化程度高，周边有大量滩地，平均高程约32m。地质勘察深度范围内揭露地层

如下：

（二）地质条件

⑤层重粉质壤土、粉质粘土（Qal 3）：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（Qal 3）：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（Qal 3）：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后期阶段工程的工期安排，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4月15日，其中2017年1月21日至2月10日冬休期间停止施工，施工时间130日历天。

结合科研试验的工期，试验后期阶段土石方开挖先进行试验东区土方开挖，待西区及中区科研试验完成后，3个坑的土方开挖同时进行。试验后期阶段土方开挖施工计划横道图见下图。

引江济淮试验工程总承包（设计、科研、施工）试验研究后期阶段河道土石方开挖专项施工方案

注：河道右岸土石方拟定开工时间为2016年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。2017年1月21日至2月10日冬休期间停止施工。

六、资源配置

（一）机械配置

土方开挖设备主要采用反铲挖掘机，自卸汽车运输，弃土场采用推土机在指定的堆放区推平。根据实验研究阶段机械设备配置优化方案，土方开挖机械配置采用如下方法进行施工设备等资源的配置。

本工程试验研究后期阶段的开挖数量为175.3万方，土方采用挖掘机开挖，石方采用松土器配合挖掘机开挖，由上而下分层进行，开挖分区段分台阶进行，台阶高度一般为3m左右，自卸汽车运输，并配备推土机辅助集料。由于渠道施工战线较长，开挖分区分段进行，同时展开四个工作面，加快施工进度。每断面根据开挖断面宽度布置挖掘机同时进行开挖。多台挖掘机在同一作业面作业间距大于8m，上下台阶挖掘机前后相距50m 以上。

试验后期阶段河道右岸土石方开挖施工从2016年11月16日至2017年4月15日，其中2017年1月21日至2月10日冬休期间停止施工，施工时间130天，考虑雨雪等恶劣天气影响，实际有效施工天数按78天计算，每天需完成土石方开挖数量为2.25万方，每台自卸车每天有效工作时间按15小时考虑，自台卸车每趟拉运土石方12方，经现场测算每趟间隔时间为50分钟，每台自卸车每台拉运土方量为：12*15*60/50=216方，完成2.25万方每天需要自卸汽车104台，考虑到机械完好率，共配置自卸汽车120台，按每6台自卸汽车配备1台挖掘机计算，共需配置20台挖掘机。

土石方开挖机械配置见表1。

表1 土石方开挖机械配置表

设备名称规格及型号数量设备现状准备进场时间

挖掘机 PC220 20 良好 2016.11 平地机 GR300A

1 良好 2016.11 推土机 SD160 1

2 良好 2016.11 自卸汽车 CQ3300 120 良好 2016.11 压路机 20t 1 良好 2016.11 洒水车 CA141 1 良好 2016.11 离心泵

80WQ130-3018.5

25

良好

2016.11

表2 土石方开挖机械拟分批投入现场计划表

设备名称 规格及型号 本次进场数量数量

累计进场数

量

投入现场时间

挖掘机 PC220

7 7 2016.11.1～ 2016.11.16 平地机 GR300A

1 1 推土机 SD160 4 4 自卸汽车 CQ3300 40 40 压路机 20t 1 1 洒水车 CA141 1 1 离心泵 80WQ130-3018.5

10 10 挖掘机 PC220

13 20 2016.11.16～ 2016.11.30 平地机 GR300A

0 1 推土机 SD160 8 12 自卸汽车 CQ3300 80 120 压路机 20t 0 1 洒水车 CA141 0 1 离心泵 80WQ130-3018.5

15 25 挖掘机 PC220

20 20 2017.2.5～ 2017.2.10 平地机 GR300A

1 1 推土机 SD160 1

2 12 自卸汽车 CQ3300 120 120 压路机 20t 1 1 洒水车 CA141 1 1 离心泵 80WQ130-3018.5

25 25

说明：2017年1月21日至2月10日冬休停止施工，现场设备退场，春节过后2017.2.5～2017.2.10重新组织机械设备人员进场，2月11日开始土石方开挖施工

（二）油料配置

油料配置根据施工机械配置量，本项目油料配置见表3。

表3 本项目油料配置表

11月（升）12月（升）1月（升）2月（升）3月（升）4月（升）26000 52000 35000 31200 52000 26000 （三）人员安排

土方开挖工程施工人员根据机械配置情况，每辆机械安排2名驾驶人员，每个作业队配备总负责人、技术负责人、安全负责人、质量负责人、材料员、现场调度各一名，同时配备相应数量电工、抽水工、杂工等人员。土方开挖人员配备表见表4。

序号单位11月12月1月2月3月4月

一设计

1 管理人员 4 4 4 4 4 4

二科研

1 科研人员15 15 15 15 15 15

三施工

1 管理人员45 45 45 45 45 45

2 施工人员16 48 48 48 48 48

3 机械司机60 160 160 160 160 160

开挖现场按每4-5台挖掘机配置一名指挥员，协调挖掘机和自卸汽车有序、安全展开工作。运输道路上设置2名流动专职安全员，对现场车辆

和人员进行协调和安全引导，确保运输车辆的行车安全和便道的通行能力。卸土场根据现场情况配置责任心强的指挥人员，指挥车辆在指定位置进行卸车，并指挥车辆倒车，交叉口设置专人指挥交通，引导车辆有序通行。

七、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，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3。

右岸渠顶

一期右岸二级马道

隔离堤

左岸主便道

图3 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，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4所示。

（a ） （b ）拦水埂

图4 开挖线外排水示意图

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5。

1:3

1:3

1:3

1:2

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5 基坑内排水示意图

的纵向排水渗沟（图6），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6 排水渗沟示意图

（4）土石方开挖

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7所示。

（a ）挖掘机在开挖层底面 （b ）挖掘机在开挖层底面

图7 挖掘机作业位置

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：

a K c H γ2=

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/m 3）; K a —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：

ab

G

K c H a γγ-

=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．建立五级进度管理体系实现效率最大化。根据试验工程特点，建立了以项目部主要技术领导为总负责、到各部门负责人、各工区负责人，各技术负责人然后到现场技术员和一般工程人员的五级组织管理体系,逐级对上负责，责任明确，任务目标落实到最基层工程人员，全员参与进度管理。

2．建立土方开挖区、运输、弃土场的分项管理体系实现特色管理。分别针对土方开挖区、弃土场还有运输环节各自的项目特点，制定各施工作业区的施工管理体系。

④卸土

弃土全部弃至雷北弃渣场，根据地质条件勘察，土质含水量较大，运输车不能在软基上行驶，采用修建卸土平台卸车，推土机整平的方式。随着推土机推土距离的加长，采用增加1cm厚的钢板或者修建二八灰土换填临时便道的方式，使得自卸车能够尽量靠近卸土区域，减少推土机的运距。

所有车辆必须按照指定位置进行卸车，不得随意卸土，现场安排专人指挥车辆倒车。指挥员必须身着反光背心，认真负责，有效指挥车辆，不得随意指挥。

自卸车倒车卸土，推土机倒车时，驾驶员必须仔细观察，确保安全距离后方可操作，确保车辆安全。

4.2 石方开挖工程施工方法

①石方开挖方式

根据一期施工经验总结，河道开挖面岩层全部为泥岩夹坚硬石岩。基岩被揭露后，岩体经过卸荷导致结构面扩展，地下水在渗透条件好的位置出露，具有崩解性的完整砂岩在低应力条件下与水接触，会导致强度衰减或丧失。

石方开挖主要采用松土器进行破碎开挖，开挖时采用分层开挖的施工方法进行施工。将岩层较厚部分采用松土器分层破碎，挖掘机装土，自卸汽车运至弃土场堆放。其次，较薄部分岩石采用人工风镐配合松土器开挖的方式施工，为防止松土器破碎岩石时的冲击力对渠道基面岩体产生破坏,开挖时预留30cm岩石保护层,保护层开挖，主要采用人工风镐进行施工。

②主要施工方法

a．测量放线

利用在施工现场设置测量控制网，采用RTK进行测量施工控制，精确放样出渠道开挖轮廓，用白石灰画出轮廓线。边坡控制放样精度不大于±１cm，经监理工程师确认后进行下一步工作。

b．开挖施工

施工中挖掘机先清理表面土层。松土器施工时，由岩石断面的终点向起点进行施工，施工时将松土器的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后才开动松土器，利用松土器的冲击力，将岩石破碎。一层破碎完毕后，采用挖掘机装土，自卸车拉运至指定的弃土场废弃，松土器开挖至预留保护层面停止开挖。预留保护层使用01-30型手持式风镐开挖施工，风镐采用12m3/min移动式柴油空压机供风，人工剥离开挖至设计建基面。

保护层开挖后，应立即组织衬砌混凝土施工，若不能及时组织施工，应采用彩条布将建基面覆盖，防止建基面经受雨水和太阳暴晒。

③底板石方开挖

由一期工程的施工经验，基底崩解岩在经受雨水和渗水浸泡软化后形成的软化土具有流塑性，给清理带来了困难。按照设计意图，渠道底板为15cm厚现浇混凝土+5cm喷射混凝土。在底板开挖时，预留100cm以上保护层，并在右按坡底开挖脚槽位置开挖水沟，雨水及渗水汇集在水沟内抽出，底板开挖断面图见图8所示。