基于场坪大型土石方重点施工组织设计

王云横

摘 要：本文以鞍钢鲅鱼圈500万t钢项目为例，对场坪土石方工程的施工技术方案，施工的组织系统，工程的空间布置，主体设备配置，各工序循环作业时间安排，施工进度计划编制等主要内容设计进行了阐述，分析了施工前的临建工作、各种施工环节安全，研究了爆破安全规定、机械维修、环保及冬雨季施工要求等环节设计，为保证工程进度目标的顺利进行提出了技术管理措施。该工程为今后类似大型土石方工程的一点借鉴。

关键词：爆破参数；场坪工程；施工管理；工程进度；工序循环；科学管理；平行作业

中图分类号：TU71 文献标识码：A

鞍钢营口鲅鱼圈500万t钢建设项目是辽宁省重点工程。前期平整场地开挖土石方量近4000万m3，填方近3000万m3，外运900～1000万m3，该工程工期紧、任务重。为了按期完成此项目工程任务，必须对施工进行合理规划、科学管理、优化施工方案。不但要配备足够的性能先进的施工主体设备，同时也要对施工技术各个施工环节做出合理周密安排，才能使工期及进度计划要求得到全面落实。多开设工作面，尽量增加各工序平行作业程度提高施工效率，想方设法按时间提高施工速度。

一、工程概况

鞍钢营口500万t钢项目选址在鲅鱼圈的华能电厂东0.8km处。东西长2.5km，南北宽1.6km，区域内占地面积4km2（其中有0.36km2海域）在该地域内，规划建有：原料场地，烧结厂，一、二期焦化，发电厂，炼铁厂，白灰厂，一、二炼钢厂，热轧，冷轧，宽厚板，废钢处理和污水处理等项目。

工程所处地属于沿海浅丘地形，紧邻辽东海湾，厂址内有三个山丘和三个山脊需要爆破开挖，岩石属灰白色花岗岩，f值在9～11级之间，较坚硬。地表0.8m～2.0m厚为沙、砾土、岩层沿深度方向呈强风化、弱风化、微风化状态。整个场坪工程需要总挖方3900万m3，填方3043.6万m3，外排932.4万m3。

二、工程特点及重要环节

1 该场坪石方开挖工程其突出特点为：

（1）工程量巨大、工期紧、施工强度异常高；（2）施工作业面广阔，管理协调组织及调度难度大；（3）岩石强度大，穿孔及爆破作业任务重、难度大；（4）各种设备投入种类多、数量大，对设备、技术、管理等方面要求高。

2 重要施工环节

在短短一年内完成这样大的场坪土石方工程任务，必须注意到和处理好几个影响进度的关键问题和环节：

（1）保证钻孔数量和质量是本工程关键的重要环节，必须配备足够数量、性能先进的钻孔设备；（2）与工程要求相适应的配套的挖、装、运设备数量及并具备先进性能也是保证工期的重要条件之一；（3）对施工队伍具备的设备实力，人员技术实力及管理水平高要求是顺利完成任务的必要保证；（4）工期紧、作业面多、施工人员多、设备多，必须有合理严密地施工组织，科学的施工管理及规划保证顺利完成。

三、工程设计和规划

整个场坪开挖的规划应以确保全面落实并实现工期要求为核心目标。因此，必须做到加强协调，精心施工，科学管理，确保安全，施工中将任务分解、落实到车间、班组、机台与个人。作业安排要做到协调有序避免相互干扰，增加平行作业时间，提高工作效率。

1 施工组织设计

为在规定工期内完成全部土石方任务，以精干、负责、有效的原则组建工程项目经理部，实行项目经理责任制，项目经理部实行一级管理模式直接管理工程队。项目经理、总工程师要选择有多年施工经验的工程师担任。工程队伍则根据工程进展的需要来设置与调整。

项目经理部由项目经理、副经理、总工程师、总会计师组成的领导班子对施工进行管理和指挥。项目经理部下设项目办公室、调度室、计划统计、技术质量、设备材料、财务及安全等管理职能科室。并组织两个凿岩钻孔专业队、两个专业爆破作业队、两个铲装运输专业队等六个施工队伍。

根据总工期要求，从施工队伍原系统及工程实物量出发，将六个工程专业队分别组成两个车间，每个车间均设凿岩钻孔、爆破和装运三个专业队，两车间各有作业区，即分工又协作。专业队对各自设备、物质等实行统一调配充分发挥设备、物质利用效率。为保证工期，对钻孔、装运专业队采取歇人不歇设备的三班倒工作制，爆破作业只在白天进行。施工中，各种工序尽量以增加平行作业时间为原则安排施工作业循环。

2 主要施工机械设备的配备

在一年之内完成这样大的土石方开挖量，在国内是少见的，为了按期完成开挖任务，必须配备数量足够，性能先进的钻孔、铲装运输设备。即以配置的设备生产能力要高于进度指标所要求的标准进行配置，以保证均衡生产作业确保工期。

四、开挖现场整体布置

本工程需要进行挖方的山体地形坡度基本较缓，面积大。所以采用台阶式开挖方式，在空间垂直方向由高处开始向低处延伸，在平面方向上则由山体或山脊周边向中央推进。这样就形成了空车上坡重车下坡的运输方式，即提高了运输效率又节省能源。开挖布局方式如图1所示。

另外，在开挖施工中根据石料的排弃与填方去向不同，合理布置开挖作业场地，以达到大量土石方能就近堆积填方，少量远途外运排弃，提高开挖平均速度，节约工程费用的目的。

例如：宽厚板、半连轧两处除了本处填方之外还多余挖方528万m3，可以将其就近运至二厂位于海区部位做为所需500万m3填方之用。

再如：1#、2#烧结与一期原料场地多余挖方358万m3，可以就近运至铁路装卸站场作为所需的360万m3填方，以此类推。

五、爆破施工方案

1 中深孔爆破技术方案

采用台阶式方法爆破开挖，台阶高度一段取为13.0m，孔深按实际地势变化区6.0m～12.0m～16.0m～18.0m，孔径Ф120mm～Ф140mm，炮孔超深△h=10d（d-孔径），取△h=1～1.5m，填塞长度h=（20～30）d，实际取h=3～4m；炸药单耗根据岩石坚固性取K=0.4～0.5kg/m3；孔內每米装药量：qL=2.5·π·d2·ρ，kg/m3；Ф120mm时，qL=9.6kg/m；Ф140mm时，qL= 13kg/m；炮孔装药长度L=9.5m～10m，单孔装药Q=96kg～130kg。采用三角交错布孔方式。

孔网为Ф120mm时，S=a×b=4m× 5m；单孔爆破量为V=260m3和V1= 328m3。按Ф120孔径需每日爆破500孔，钻孔7000m～7500m。

2 中深孔爆破效果

（1）按铲装斗容，计算允许大块岩石块度：

E-铲斗容积，对VoLoV取2.0m3，

（2）爆堆块度组成

（a）各种参数爆破平均块度尺寸

式中：

K-岩石系数，7～13；花岗岩取K= 11；

q-炸药平均单耗，kg/m3；取q=0.4～ 0.5；

Qe-孔中实际装药量，kg；对Ф= 120，取125kg，Ф=140，取170kg；

E-炸药相对威力，粉乳取105。

（b）爆破均匀度

式中：

w-最小抵抗线，m；

ф-孔径，mm；

A-炮孔临近系数；

H-台阶高度，m；

△w-钻孔精度，△w=3%H；

L-台阶地板以上装药长度，m。

（c）特征块度尺寸

（d）爆堆大块率比例

式中：

Xm-不合格大塊尺寸（m或cm）。

（3）各种爆破参数下的爆破效果

台阶高H=13.0m；钻孔超深h= 1.0m；填塞长度L填=3.0m；孔内每米药量qL=9.6kg/m；孔径Ф=120mm；装药长度L药=11.0m；孔内装药量Qe=105.6kg；钻孔精度△w≈0.4m情况下预测效果见表1。

场坪开挖出的岩石有很大一部分用于填海，而填海所用各种尺寸岩块要求有一定比例搭配，也需要一定量特大块。当爆区的爆破岩石用于填海时，可以根据上表选择恰当的爆破参数及岩块级配，以满足填海对各种岩块的需求。

六、工程管理的重要措施

1 工程进度措施

（1）加强钻孔、装载两个关键工序的组织调度，选用先进高效设备，确保有效工作机台数量和效率；（2）合理配置资源，优化施工方案，科学组织施工，加强调度指挥，强化协调力度。

2 工程质量保证措施

（1）项目部建立专门的质量管理职能机构，对爆破、平整质量进行全方位监督和管理；（2）通过实验与实践确定符合现场地质岩性条件的参数指标，如炸药单耗、孔深、孔网参数、填塞、布孔方式、微差时间等；（3）由技术人员按设计方案进行现场布孔定位并在爆破前进行技术交底；（4）制定严格的施钻作业验收标准，误差超过标准必须进行返工或采取补救措施。

3 安全作业保证措施

（1）组织措施：成立施工安全领导监督机构，全面组织领导施工安全工作，本着“安全第一，预防为主”的方针严格执行国家、建设部制定的安全生产方针政策及有关的安全技术规程和标准。制定安全生产奖惩制度和安全操作规程，并定期检查及时发现解决施工中存在的隐患，并制定签订各级施工组织安全包保责任；（2）在施工过程中贯彻执行“安全施工责任制”，“班前安全讲话制”，“安全技术交底制”，“安全交接班制”，“安全操作挂牌制”，“安全施工监督检查制”，“安全施工奖惩制”，使安全工作落到实处形成经常化、制度化。

结语

总之，安全技术管理保证措施为：爆炸物品的购买、运输及使用严格按“爆破器材安全管理规定”执行；爆破作业严格按国家“爆破安全规程”执行；爆破作业人员必须执行保证上岗制度，严禁无证上岗；严格执行爆破警戒设计要求和爆后检查制度和盲炮处理规定；大风天气、夜间、雨天严禁进行爆破作。

参考文献

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[3]王文姣.深覆盖层地基面板堆石坝的抗震特性研究[D].郑州大学，2013.