大坝基础开挖方案

广西隆林县三轮河水库工程大坝基础开挖方案广西祥宁水电建设股份广西隆林县三轮河水库工程总承包工程部2023年2月广西隆林县三轮河水库工程大坝根底开挖方案编写人员：韦玉笛审查：杨柏芳核定：曹林波1、工程概况……………………..11.1工程概况……………………11.2主要工程量…………………21.3施工依据……………………32、施工总平面布置……………..42.1施工道路布置……………..42.2风、水、电供给…………..43、施工方法………………….….43.1场内交通道路布置…………………….….43.2各部位开挖施工方法………………..……53.3开挖程序和开挖方法………………..……63.4基坑开挖进度方案及资源配置…….…...134、质量、平安保证措施…………………..….154.1质量保证措施…………….………..…….154.2平安保证措施……………………...…….175、环保保护与文明施工………171、工程总概述1.1工程简述三轮河水库位于百色市隆林各族自治县境内德峨和革步两个乡交界处的三轮河上，坝址位于德峨乡大坡屯附近，距隆林县城距离约37km。隆林各族自治县隶属百色市，县城距百色市165km，距南宁市380km。324国道与天生桥至隆林县的322省道在县境东北交汇，工程区内有隆林县～坝顺村县道及坝顺村～大坡屯乡道，本工程公路对外交通较为便利。工程布置特点三轮河水库主要建筑物由大坝、取水系统、输水管道组成。挡水坝轴线位于三轮河大坡屯上游230m处，挡水坝坝型为混凝土重力坝。挡水坝由左、右岸重力坝段、河床溢流坝段组成，整个挡水坝共计分12个坝块，坝顶总长213.5m，坝顶高程1079.4m，最低建基面高程1033m，最大坝高46.4m。溢流坝采用开敞式泄流方式，溢流坝段长36.8m，宽38.98m，溢流堰堰顶高程为1075m，为开敞式实用堰，设单孔净宽为10m的3孔溢流坝进行泄流；消能防冲采用挑流消能，由于下游河道微向左转弯，为防止水流冲刷右岸岸坡，故将溢流坝导墙两侧各向内收缩5°，经收缩后鼻坎末端宽31.5m，挑流鼻坎顶高程1043.4m。取水系统布置在紧邻溢流坝的右岸挡水坝9#坝块上，进水口采用坝式进水口，长4.2m，宽3.7m，设有闸门检修平台和启闭机房。进水口设拦污珊，拦污珊后设事故闸门孔口尺寸为B×H=1×1.2m，进水口底部高程1052.2m。进水口事故闸门后通过3m长渐变段连接直径DN0.7m的压力钢管，压力钢管从坝体穿出后沿右岸山坡装置，压力钢管段总长54m，压力钢管末端设取水阀房，其后接DN0.6m输水管道和DN0.3m灌溉及河道内生态基流取水管。输水线路总长43.36km，输水管道从取水阀房接出后，前段〔桩号G0+000～G8+000〕根本沿三轮河河床或沿河岸顶部台、耕地敷设至坝顺村，中段〔桩号G8+000～G27+540〕根本沿蒙里河、播立河岸顶台地、耕地敷设至者浪乡弄坝屯，局部沿高桥屯的山坡布置，后段〔桩号G27+540～G43+360〕局部沿含山山坡布置，大局部沿者浪河及冷水河的河岸顶台地，耕地敷设至规划的大树脚水厂。管道沿线共设5个分水口。工程的施工特点本工程主要施工工程为拦河坝和输水管道，主要安排在枯水期施工。枢纽建筑物主要有混凝土重力坝、取水系统等，各建筑物布置较为紧凑，工程区跨越范围不大，为点、面工程。因坝区的施工场地相对有限，施工布置集中和各工种工序的干扰问题会比拟突出，需要做好现场的施工组织设计，妥善安排好个工种工序进、出场时序。(3)施工场地条件坝区两岸属低中山地貌，河流河谷呈宽底“V〞字型，两岸地形根本对称，坝址段左岸山坡坡度18～21°，右岸山坡坡度30～40°，山体雄厚，坝址河床仅宽13～17m。坝区均为坡地且场地狭窄，施工布置较困难。三轮河为不通航河道。本工程施工期设有导流建筑物，导流期河道未断流，对下游河道及附近村屯的用水影响不大。1.2主要工程量拦河坝施工工程有：坝肩边坡开挖及支护施工，坝基开挖施工。开挖及支护主要工程量见表1.2。表1-2大坝主要工程量汇总表工程单位左岸重力坝右岸重力坝溢流坝下游护岸合计土方开挖m327331181542911157549971石方开挖m310708718777184111050145325支护喷砼m3694525321251挂钢筋网t25221484m锚杆根6676842913802.5m锚杆根109200309注：表内为设计工程量，以现场实际发生量为准。1.3施工依据(1)混凝土重力坝开挖及支护布置图〔1/5~5/5〕；图号GXS123110-3G-B-11~15；(2)报批的施工组织设计；(3)《水工建筑物地下开挖工程施工标准》SL378-2007；(4)《爆破平安规程》GB6722-2023；(5)《水利水电工程爆破施工技术标准》DL/T5135-2001；(6)《锚杆喷射混凝土支护技术标准》GB50086-2001；(7)《水利水电工程锚喷支护施工标准》SL377-2007(8)《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》SL631-2023：(9)《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-根底处理与根底工程》SL633-2023(10)相关的国家、行业标准标准。(11)施工现场实际情况2、施工总平面布置2.1施工道路沿河道边修建一条主干施工道路下基坑，作为土石方、混凝土及施工材料运输道路，道路均为泥结石道路。场内道路布置及特征见《施工总平面布置简图》。2.2风、水、电供给2.2.1施工供风：本工程施工用风主要为混凝土和石方开挖钻孔用风。根据混凝土及土石方开挖施工强度，估算施工用风量约为90m3/min，选用4台20m3/min和2台6m3/min的移动式空压机，可满足施工要求。2.2.2施工供水：生活用水可直接从当地村屯的供水管网接引和自流山泉水，施工用水抽取三轮河水。2.2.3施工供电：施工用电主要为施工排水、供水、混凝土拌制、浇筑振捣及生活用电等。按需要系数法计算供电系统顶峰负荷约为276kW，荷载功率约为368kVA，选用S9-400/10变压器一台。另外，在施工中，考虑自备柴油发电机组，以备外线停电时，确保施工需要。选用柴油发电机组135GFZ1〔单机容量135kW〕两套。3、施工方法及附图3.1场内交通道路布置工程开挖设备及施工人员由经过右岸的原有进库道路进场，基坑内开挖上、下游各布置一条下基坑道路，基坑内临时施工道路由下基坑道路延伸到各个开挖工作面，进行土石方开挖时，弃碴首先用于填筑上、下游过坝道路和至弃碴场的出碴道路。弃碴场布置在下游右岸山坡的冲沟中，至基坑的平均运距约为200m。开挖出碴道路最大纵坡不大于8%，路面宽度一般为8.0m，至弃渣场道路宽度较小，拟每隔100m设一个宽8m长12m的会车道。场内施工道路路面采用开挖的石碴填筑，以保持良好行车条件。开挖区内的道路从下基坑主干道路引支线到掌子面，高程随开挖下降而降坡，场内道路一般在相应主区开挖前形成，道路修建主要采用反铲和推土机，道路使用过程中由专人维护场内道路，保持良好路况，提高施工效率。根据地形特点及施工进度安排，工程开挖分两步进行，首先进行左岸坝段开挖，同时利用开挖料填施工道路，剩余局部运往弃渣场。开挖原那么上采用分段分区、自上而下台阶式分层作业的方法组织施工。3.2各部位开挖施工方法〔1〕左岸重力坝段〔1#~6#〕板块根底开挖左岸开挖时，利用原河床进行导流，向右岸扩宽9#坝，加宽原河道过水断面3m～4m，从上到下梯级分层进行开挖，上游经上游出碴道路进行运输，下游出碴道路沿岸坡修路到下游右岸冲沟从上至下卸土，上游经上游出碴道路进行运输。〔2〕7#～8#板块溢流坝段及消力池根底开挖利用河床进行导流，向右岸扩宽9#坝，加宽原河道过水断面3m～4m，在距离8#9#坝体分界线3m的位置沿河道方向布置一条围堰进行导流。溢流坝段土石方开挖深度相对较浅，采用反铲进行逐层挖除，上游经上游出碴道路进行运输，下游利用下游出碴道路进行出碴运输。〔3〕右岸重力坝根底开挖右岸10#～12#开挖与左岸开挖同时进行，可以从上到下梯级分层进行开挖，然后利用左岸已完成6#坝导流明渠导流，再开挖右岸剩余局部，从上到下梯级分层进行开挖，上游经上游出碴道路进行运输，下游出碴道路沿岸坡修路到下游右岸冲沟从上至下卸土，上游经上游出碴道路进行运输。3.3开挖程序和开挖方法原始地形测绘及测量放样修建截、排水沟道路修建和开挖准备保护层开挖及根底清理道路占压部位的开挖及清理石方自上而下分层钻爆开挖原始地形测绘及测量放样修建截、排水沟道路修建和开挖准备保护层开挖及根底清理道路占压部位的开挖及清理石方自上而下分层钻爆开挖土方自上而下分层开挖3.3.2开挖准备测量人员和地质人员进行开挖区原始地形测绘和地质描绘，并测放开挖开口线位置和高程，修筑场内施工道路至开挖区，开挖坡顶截水沟，完善施工用风、水、电系统。3.3.3土方开挖作业程序：施工准备施工准备分层土方开挖修整边坡验收施工方法：从上至下分层分段依次进行，采用推土机整理工作面，反铲直接挖装，20t自卸汽车运到弃渣场。对于土层中的大孤石、浮石采用手风钻钻孔，浅孔小药量爆破后挖除。在分层挖土方的同时，及时按设计坡比修整边坡，进行土方边坡的防护，做好施工排水和坡面排水。岩石分界线开挖出来后，测量人员进行测绘，经监理工程师核对审批后，可以马上进行下一步的石方开挖。土方开挖施工中，根据施工实际情况布置临时排水系统，开挖面向外做成一定的坡度以利排水，防止边坡稳定范围形成积水，保证边坡稳定。3.3.4石方开挖由上往下分层开挖，每层开挖先在中部拉槽，形成梯段爆破临空面后，再向上、下游两个工作面进行梯段爆破开挖。上、下游的基坑出碴主干道路随开挖面的下降而降坡修建。石方明挖采用控制爆破技术，自上而下分层，分层高度6-8m。陡于1:1的岩石开挖边坡，采取先周边预裂爆破，再爆破开挖区；一般石方开挖采用梯段微差控制爆破技术，排间或孔间微差顺序爆破，控制单响药量，为进一步减小爆破振动对边坡的影响和对已形成预裂面的破坏，并有效解决预裂面挂边问题，拟在边坡梯段爆破孔与预裂孔中间设缓冲爆破孔，缓冲孔和边坡梯段爆破孔同时爆破。控制爆破振动对边坡的影响。临近建基面预留1.5m保护层，按保护层开挖方法施工。开挖期间在开挖面最低片设临时集水井，将基坑渗水集中聚集到集水井内，采用水泵抽到基坑外，保证开挖在干地施工。〔1〕石方预裂爆破施工预裂爆破参数设计：边坡预裂爆破沿设计坡面钻孔，一般一次预裂到平台或马道设计高程，钻孔深度为到马道高程的坡面斜长。预裂爆破钻孔主要采用KQL-100B轻型快速潜孔钻机，在预裂爆破顶峰时段，可采用ROC742HC液压钻和pc460高风压钻机辅助钻孔。预裂爆破参数表序号工程名称预裂爆破参数1钻孔直径Φ100mm2钻孔间距1.0m3钻孔深度按设计马道及变坡点高程定孔深，同坡面斜长，不超深4装药直径Φ32mm5线装药密度220-350g/m6堵塞长度1m备注预裂爆破采用不耦合间隔装药，不耦合系数3.1，底部加强、顶部减弱〔孔底约1m按正常装药量加倍，顶部按正常装药量减半装药〕。预裂爆破施工方法：预裂爆破作业程序为：测量布孔→技术交底→钻机就位→钻孔→验孔检查→装药→联网→爆破。钻孔：预裂爆破质量好坏关键是钻孔质量的好坏，有道是“七分钻孔，三分装药〞。因此要严格控制好钻孔质量，为防止钻杆的漂移造成预裂面不平整度增大，甚至欠挖的现象，钻孔前必需准确放样。采用液压钻和PC460潜孔钻钻孔时，钻机就位后用木量角器检查钻孔倾角和孔向，钻孔过程中尤其是钻进1m左右应及时检查调校钻孔偏差，确保钻孔质量。钻孔完毕，用稻草堵好孔口，防石碴或杂物落入孔内堵孔。装药：在装药前逐孔检查孔深，假设不满足要求那么要及时处理到合格。根据最终所检查的孔深，在平地上将炸药按设计装药结构和装药要求，先将导爆索附在准备好的竹片上，Ф32mm乳化炸药分成小节按装药结构间隔绑在竹片和导爆索上，竹片和药串一同放入预裂孔内，竹片背靠保存岩体一侧，孔口段先用稻草或纸团塞到堵塞段的下部，再用砂土回填堵塞段。连网起爆：按照爆破理论，同一预裂面的各预裂孔同时起爆，预裂效果最好。但在施工中，为防止过大的爆破振动影响，预裂分组爆破，5-10个孔用导爆索连成一组，各组之间用非电毫秒导爆管引爆。边坡预裂一般在相邻梯段爆破施工前完成，在和边坡梯段爆破同时施工时，预裂孔先于梯段爆破孔起爆时差不少于100ms。〔2〕石方梯段爆破开挖梯段爆破参数设计：梯段爆破钻孔设备以高风压潜孔钻和液压钻机为主，手风钻为辅进行，根据本单位的施工经验和招标文件地质条件介绍，初拟爆破参数如下列图表，施工时结合现场生产性试验进行优化调整。梯段微差爆破参数表序号名称参数〔液压钻钻孔〕参数〔高风压潜孔钻〕1钻孔直径Φ89mmΦ105mm2钻孔间距3.0m3.5m3钻孔排距2.0m2.5m4梯段高度6.0m～8.0m6.0m～8.0m5钻孔角度75°75°6钻孔深度6.5m～8.5m6.5m～8.5m7超钻深度0.5m0.5m8药卷直径Φ70mmΦ70mm9炸药单耗0.45Kg/m30.45Kg/m310起爆网络毫秒微差塑料导爆管串、并联联接，非电起爆施工方法：施工时分层分区组织“钻、爆、挖、运〞机械化流水作业。作业程序：爆破设计爆破设计测量布孔装药、连网、爆破挖运出碴钻孔平整工作面：施工前先用手风钻、液压钻钻孔把面层孤石及不规那么凸石修平，推土机扫平工作面，以利于大型钻机和挖装设备进场施工。测量放样、定孔位：测量人员按分层及设计规格放样定孔位，并以红油漆标明钻孔深度。钻孔：钻机分区施工，按设计的孔网参数和孔深钻孔，孔向朝向自由临空面，无自由临空面时必须先开挖先锋槽创造临空面。开挖临空面应清理干净，假设局部根底较大或靠边坡外侧底盘抵抗线较大，那么采用手风钻或液压钻钻孔，与梯段爆破一起起爆。钻孔完成，应逐孔检验，超深采用石碴回填，钻孔深度缺乏时要及时补钻，保证开挖面的平整度，为下一层施工创造良好条件。装药、联网、爆破：采用乳化炸药，塑料导爆管联网，非电起爆。爆破施工由专业炮工严格按爆破方案执行。在新浇筑混凝土区、新灌浆区、新喷锚支护区和已建建筑物附近实施爆破作业时，控制爆破单响药量，防止造成破坏。出碴、运输：爆破后推土机整理工作面，反铲和装载机进入工作面装碴，20t自卸汽车运碴。〔3〕保护层开挖本工程对设计缓于1:1的岩石边坡和水平建基面采用预留1m保护层分２层钻爆开挖，底部留20cm撬挖层。保护层爆破钻孔采用手风钻，小抵抗线布密孔、钻斜孔，同时严格控制钻孔深度，采用Ф32mm小直径乳化炸药装少药，单孔起爆，爆破后推土机集碴反铲挖掘装车，在进行最后一层钻爆开挖时，钻孔不得钻入建基面，在装药前一定要量孔，超深的用柔性材料如粉屑或黄泥回填，以尽量防止爆破对建基面的破坏。分层爆破后，测量检查根底高程，人工撬挖层用破土机和风镐撬挖，人工清碴，高压风、水冲洗干净至满足设计和标准要求。根据本承包人在土石方开挖施工中的成功经验，采用保护层一次钻爆法可提高生产效率，同时根底岩体质量满足标准要求。施工时拟进行保护层一次钻爆法施工试验，证明可行并经监理人批准后，再在实际开挖施工中推广应用。保护层开挖采用手风钻钻孔，装药时底部设柔性垫层，爆破后石碴采用推土机辅助集碴，挖掘机装自卸汽车运输出碴。大方量石方开挖完成后底部撬挖层人工撬挖清理，高压风、水冲洗干净。保护层一次开挖钻爆参数表序号工程名称设计参数1保护层厚度1m2钻孔孔径Ф42mm3钻孔深度1.5m4钻孔孔距1.0m5钻孔排距0.8m6底部柔性垫层长度0.2m7药卷直径Ф32mm8堵塞长度0.5m9单位耗药量0.35～0.40kg/m310起爆方式“V〞型或“斜线〞型网络连接，采用非电毫秒微差起爆网络，单孔起爆。3.3.5施工排水施工过程中可能遇到渗漏水，根据渗水部位及渗水量大小，排水按照量小时汇水抽排，量大时高水高排、低水低排的原那么进行。具体措施如下。〔1〕渗漏水由地表水补给时，在地表设置截水沟和排水沟疏排。〔2〕如果是围堰根底渗漏较大，在围堰内侧渗漏部位用麻袋土填子围堰拦水后，根据渗水量大小设置水泵直接抽排渗水到基坑外。〔3〕基坑内开挖施工时，基坑内上下游分设集水井，进行经常性的排水。同时在开挖工作面最低处和渗水较大的地方设临时集水坑，布置水泵排水。集水坑随开挖高程的降低而降低，保持集水坑水面高程低于开挖面0.5m，确保开挖在干地施工。〔4〕已开挖成形的建基面如有渗漏水，视渗水量大小采取“排、截、堵〞相结合的方法综合治理，防止在工作面漫流。①渗水部位小、渗水量小的凿眼安装套管将水引排到集水坑，使其不漫流；②渗水部位较大时，在渗水部位周边用麻袋土填围堰，管道引排积水到集水坑后集中抽排。③渗水量大时，用麻袋土筑井，根据渗水量布置水泵直接抽排到基坑外。3.4基坑开挖进度方案及资源配置3.4.1施工进度方案基坑开挖进度方案表序号开挖部位开工日期完工日期1左岸重力坝2023年3月4日2023年4月3日2溢流坝段2023年3月4日2023年4月5日3右岸重力坝2023年3月4日2023年5月20日4消力池段2023年3月4日2023年4月5日3.4.2设备配置方案施工拟配备高风压潜孔钻机、全液压钻机、推土机、挖掘机、自卸汽车等性能良好的机械设备形成“钻、爆、挖、运〞机械化作业线，充分利用时间、空间和施工机械设备的能力分层、分区实行平行流水作业。施工按每天三班作业，每月有效工作25天来方案，拟投入的主要施工设备见下表。拟投入的主要施工机械设备机械设备名称规格型号数量(台套)备注挖运设备液压反铲2.0m36土石方挖装液压反铲1.2m32修路、修坡及石方槽挖装载机ZL503.0m31推土机TY220220HP2平碴、工作面平整自卸汽车20t20钻孔设备高风压钻机Pc4602主爆区钻孔及局部预裂孔钻孔液压钻机ROC742HC1主爆区及局部预裂孔钻孔手风钻YT2620辅助钻孔供风空压机12m3/min4压风站集中供风3.4.3劳动力方案现场施工人员的配置，主要根据所投入的机械设备和顶峰期三班作业来配置所需的各种人员如下表：劳动力方案表序号工种人数1管理人员及技术人员82风钻工123炮工64平安工25挖掘机手166推土机及装载机手67汽车司机208电工29压风机工610修理工211普通工10合计903.4.5工期保证措施〔1〕强化管理、精心组织、科学施工，严格按照施工方法和施工程序施工。〔2〕充分利用自然地形，结合实际施工需要，多开工作面，以满足施工强度需要。〔3〕施工道路紧跟工作面，保持顺畅、平整，确保各个工作面开挖正常进行。〔4〕配置高效灵活数量足够的施工机械，充分考虑施工阶段的不均匀性；做好机械设备的维修、保养，确保设备有较高的出勤率。〔5〕做好基坑开挖时的排水、供风、供电、道路等周边工作，为开挖创造良好的施工条件和施工环境。4、质量、平安保证措施4.1质量保证措施〔1〕建立质量控制和管理体系，设置各级质量管理机构，工程工程负责人为施工质量第一责任人，下设专业管理与工作人员，并配备专业设备和器材，积极配合和协助监理及业主对本标段土石方工程施工的质量控制和监督。〔2〕加强测量控制，开挖前先测量放样，确定开挖开口线位置，打〔放〕开挖范围、开挖深度控制桩线，确保边坡开口定位准确。开挖过程中，加强控制，防止超挖和欠挖。〔3〕边坡开挖要先进行截排水沟的施工，基坑开挖，在最低点布置集水坑，配备足够的抽水设备，保证基坑在旱地施工。〔4〕土方开挖，边坡液压反铲初修，人工再根据设计坡比修整。边坡开挖完后，及时进行边坡护面和加固工作。〔5〕石方开挖采用控制爆破，梯段爆破采用微差爆破，控制爆破方向和最大起爆药量；缓于1:1的石方边坡采用预裂爆破保护，与预裂面相邻的松动爆破设缓冲孔，控制装药量，防止对保存岩体造成破坏，或使其间留下不应有的岩体而造成施工困难；陡于1:1的石方边坡和水平建基面留1.5m保护层，保护层采用手风钻钻孔，少药微差爆破，距建基面20cm岩石人工风镐撬挖，高压风水冲洗干净。〔6〕认真做好爆破方案设计和控制爆破的参数设计，并通过实践不断优化，以到达最正确施工效果。〔7〕开挖成型一个坡面后，及时对已成型的坡面进行测量检查，同时准确测放出下一开挖平台的预裂边线，确保开挖面不偏离设计开挖线。〔8〕地质条件较差的，边坡支护应紧跟开挖施工，即上一层支护完成后再进行下一层的开挖。〔9〕开挖完成后检查以下内容：①开挖基面高程；②开挖基面尺寸；③开挖坡度；④轴线位置；⑤开挖面平整度；⑥根底承载力检测。4.2平安保证措施〔1〕始终坚持“平安第一、预