主坝坝基开挖施工程序、施工方法说明书及附图

第6章主坝坝基开挖施工程序、施工方法说明书及附图6.1概述6.1.1工程概况下水库坝轴线长483.14m，坝轴线自左岸B1点S65°E至谷边C1点，以S20°E折向右岸，坝轴线夹角88°42’。大坝最大清基宽度约为195m。心墙齿槽底宽约5～18m，上下游坡比均为1:1，齿槽最大开挖深度约20m。坝基开挖主要工程量见表6-1。表6-1坝基开挖工程表编号单位工程量1主坝基土方明挖m31294632坝基清理石方明挖m3901586.1.2地质概况坝址左岸为一EW向的山嘴地形,沿轴线方向地形平缓,坡角约10～20°,该段山体单薄,正常蓄水位处宽65～85m。高程55m以下为会坞水库，沟谷宽阔，谷底高程44.70～53.0m，坝轴线下游35m处，现为会坞水库挡水土坝，坝顶高程55m，坝顶宽10m。坝址右岸为一浑圆山脊，走向NE，地形坡度30～35°。坝基岩性为中厚层岩悄砂岩夹中～薄层状粉砂质泥岩，两岸地层产状与地形基本一致，左岸：N30～60°E，SE∠8～20°,右岸：N30~50°E，NW∠20～38°。另有多条呈NWW～EW走向的花岗斑岩脉侵入，宽度为10～15m，地表呈褐红色，土状或砂粒状，全风化。坝址覆盖层分布不均，左岸（60～80m高程）覆盖层浅薄，近坡脚处厚1～3m，主要为残坡积层；60m高程以下缓坡及谷地为下蜀组含砾粘土，自上而下逐渐增厚，厚度2.77～12.17m不等；右岸基岩裸露。坝址区为一平缓的向斜构造，左、右两岸地层产状对称，右岸地层倾角陡于左岸。断裂构造不发育，且多与坝线正交或斜切，断层宽一般为0.25～0.5m,层面节理及陡倾角节理发育,且多为铁锰质渲染。坝址区岩体风化主要受岩性及岩脉控制。左坝肩砂岩全风化下限为0～3.66m，强风化下限为6.9～22.44m；谷中全风化下限：砂岩为0～8.5m，花岗斑岩脉为10.36～18.5m，强风化下限：砂岩为5.1~14.85m，花岗斑岩脉为21.53～38.0m；右坝肩砂岩强风化下限为6.4~9.8m。坝址区地下水埋藏深浅不一，左岸埋深1.5～11.1m，右岸埋深7.5～40.0m。相对隔水层顶板（q≤3Lu）埋深：左岸一般为15.94~32.9m，谷底一般在16.86～29.9m，局部可达36.29m以下，右岸为19.2～29.25m。坝基下中等透性水岩体主要位于谷中10～20m以内，微透水性岩体位于地表30m以下，坝基岩体主要呈弱透水性。6.2主坝坝基开挖引用标准和规程规范(1)《爆破安全规程》GB6722—86；(2)《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SL47—94；(3)《水电水利工程爆破施工技术规范》DL/T5135—2001;(4)《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129—2001。上列标准及规程规范在合同执行中如有新的版本，则应按新版本执行。6.3施工方案主坝坝基开挖根据地形可分为四段进行施工,左岸段(0+000~0+170，高程约55m以上)、谷地段（0+170～泄水管段）、泄水管段（泄水管左右各15m范围）右岸段（泄水管段～485.79具体参见《主坝开挖平面布置示意图》（图号：施-YXP/C3-06-01其工程量分布见表6-2。表6-2坝基开挖工程量分布表泄水管段左岸段谷地段右岸段坝基土方开挖（m3）500022389978459228129463坝基石方开挖(m3)270026784436801969390158预裂爆破（m2）3000317827009878左岸段、谷地段为缓坡段，开挖料直接外运；右岸段为陡坡段，开挖料用反铲甩至坡脚后再装车运走。坝基开挖时先进行泄水管段开挖，再进行左右岸开挖，泄水管具备过水条件后进行谷地段开挖，围堰基础部分在围堰填筑前按坝体清基标准进行清基。6.4施工布置6.4.1施工道路6.4.1.1业主提供道路及原有施工道路(1)自104国道经本电站工程下水库至上水库的1#永久公路，全长8.814km，路基宽9.5m，路面宽8.0m，混凝土路面，为露天矿山3级公路。(2)8＃公路（下库环库公路）和9＃公路（1＃与8＃公路的连接线长约2.25km，路基宽9.5m，路面宽8.0m，混凝土路面，为露天矿山3级公路。(3)5#永久公路（进厂公路全长1.915km，路基宽9.5m，路面宽8.0m，混凝土路面，为露天矿山3级公路。西梅园料场）路基宽9.5m，路面宽8.0m，混凝土路面。(5)库内左岸现有一条永久公路（下-1#）至交通洞的临时公路，路宽8m，石渣路面，路面高程为60～68m。6.4.1.2左岸段临时施工道路下-7#路:以原有库区临时路与心墙齿槽下游侧交点为起点（高程60m沿齿槽下游开挖线布置，上至左坝头83m高程(下-7-1#)，下至50m高程（下-7-2#道路最大纵坡10%，该路主要负责左岸段50m高程以上的坝基开挖。6.4.1.3谷地段临时施工道路下-6#路：以5#公路与原上山老路交点处(K0+220)为起点，穿泄水体至坝区，并沿基坑下游侧降至基坑底部，道路最大坡比不超过10%。6.4.1.4右岸段临时施工道路(1)下-2#路：以库尾为起点，沿右岸坡行至坝区，道路最大坡比不超过5%。主要负责右岸段坝基和右库岸清理开挖。(2)下-3#路：以下-2#路为起点，沿右岸坡行至坝区45m高程，道路最大坡比不超过10%。主要负责右岸段坝基和右库岸清理开挖。6.4.1.5泄水建筑段临时施工道路下-4#路：2#道路沿坝后至泄水建筑物，道路最大坡比不超过5%。主要负责泄水建筑物段的坝基开挖和5#公路上游侧泄水建筑物开挖。以上临时道路路基宽均为8m，路面宽6～7m，路面型式为泥结碎石，泥结碎石厚30cm。坝基开挖施工道路布设详见《坝基开挖平面布置图》（图号：施-YXP/C3-06-01临时道路的施工支道及施工便道根据现场情况布设。6.4.2施工风、水、电布置(1)本工程右岸采用气腿式凿岩机开挖，供风量不大，采用布置在右岸坝头的移动空压机供风。左岸和谷地段主要采用阿特拉斯钻机和KQD80多方位钻机钻孔，需用供风量约30m3/min，采用移动空压机站供风。(2)本工程施工用水较少，直接从右岸300m3高位水池接管引至现(3)左岸供电从左岸6#变压器架线引至施工现场，右岸施工用电从右岸1#变压器架线引至施工现场，施工照明采用在两岸坝头架设400V地灯和碘钨灯照明。6.4.3施工通讯从业主提供的虚拟网中引一部分机电话至现场，同时配对讲机一对，手机6部。6.4.4弃渣场业主提供的西梅园弃渣场。坝基至弃渣场平均运距2.1km。6.5施工程序主坝坝基开挖分三步进行，首先开挖导流明渠，修建泄水管围堰进行泄水管段的开挖，然后两侧边坡自上而下进行开挖，待泄水管施工完毕，具备导流条件后，修建主坝施工围堰再进行坝基底部沟槽的开挖。左、右岸段自上而下分层开挖，每层开挖厚度2.5～3m，谷地段自上而下分层开挖，每层开挖厚度约3～4m。主坝坝基开挖施工程序见图6-1。6.6施工方法6.6.1施工测量工程开工前，首先进行施工测量。按设计图纸和规范要求，校核控制点，加密控制网，增设水准点，并进行测量放样。放样时，使用石灰和木桩标出开挖的上开口线、结构物中心线以及坝轴线，测绘开挖的原始纵、横断面图，校核开挖工程量，并将测量成果资料报请监理工程师审批。施工准备测量放线泄水管段开挖左岸坝肩开挖右岸坝肩开挖大坝围堰施工左岸坝肩开挖右岸坝肩开挖↓谷地段开挖↓ 岩脉处理图6-1坝基开挖施工程序图在开挖施工过程中，要加强对开挖断面、边坡和高程实施监控测量，提供开挖单元的竣工断面图和工程量。6.6.2场地清理工程开工首先进行场地清理。主体工程施工场地地表的植被清理，必须延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线（或填筑坡脚线）外侧至少5m的距离。主体工程的植被清理，须予挖除树根的范围应延伸到离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧3m的距离。在清理前，首先进行施工测量，画出开挖边线，清理边线，并设置标志桩，以保护清理区域附近的天然植被，避免造成对环境的不良影响。6.6.3土方开挖土方开挖前人工在左右两岸开挖边线外3m处挖截水沟，截水沟施工时先进行坝基内泄水管处的土方开挖,以便为泄水管施工提供场面。原地面线原地面线6.6.3.1土方清基开挖分左岸段、右岸段和谷地段三个施工区，分段从上至下分层进行。(1)右岸段清基右岸段坡度较陡，覆盖层薄，1台CAT320液压反铲从下-2#临时路向上修施工便道至坡顶后向下甩料，局部机械无法施工的部位采用人工清基。开挖料形成与坝后临时路相连的施工平台或甩至下-2#临时路（55m高程）上后，采用CAT320液压反铲装15T自卸车运至弃渣场。右岸段坡度较陡，覆盖层薄，施工道路不易形成，故右岸段坝基土方清基和齿槽石方开挖同步进行。(2）左岸段清基左岸段为缓坡，坝基清基采用1台D85推土机向下集料，集堆后反铲装自卸汽车运至弃料场，场内施工道路布置在原地面上，缓坡地表清基开挖示意见图6-2。推土机反铲自卸汽车清基合格面清基合格面设计清基线设计清基线图6-2缓坡段薄层清基开挖示意图心墙齿槽土方分层开挖，分层厚度3～4m。每层开挖场面分成一到两个作业条带，每作业条带宽15～20m，两个开挖面相距5～10m。采用2台CAT320反铲装7辆15T自卸车运料至弃料场。齿槽土方边坡-YXP/C3-6-02。(3)谷地段清基①原会坞水库坝体清理：坝体为均质土，采用CAT320反铲拆除护坡，泄水体料反铲直接装运至弃渣场。②原会坞水库清基：会坞水库放空，库底晾晒干后进行库底清基，表层淤质土较薄时采用推土机集堆反铲装车，淤质层厚度大于50cm采用反铲直接装车或反铲集堆后装车运至弃渣场，当淤质层较厚难以行车时，垫石渣确保清淤路的畅通。③心墙齿槽土方开挖：谷地段心墙齿槽顶宽30～50m左右，土方开挖最大深度约12m，上下游开挖边坡均为1:1。土方分层向下开挖，分层厚度约为3～4m。每层开挖分成两个作业条带，每作业条带宽15~20m，两个作业面同向开挖，两个开挖面相距5～10m。采用2台CAT320反铲装14辆15T自卸车运料至弃料场。具体见《心墙齿槽开挖分层示意图》（图号：施-YXP/C3-6-03）。④花岗岩脉开挖：采用机械直接挖除，部分难以挖除的采用气腿式凿岩机钻孔弱松动爆破，梯段小于3m，靠近边坡和底部1.5m范围仍采用机械挖除。6.6.3.2土方开挖注意事项：(1)土方明挖应从上而下分层分段依次进行，严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法，施工中随时作成一定的坡势，以利排水，开挖过程中应避免在边坡稳定范围形成积水。(2)土石坝基和岸坡易风化崩解的土层，开挖后不能及时回填的，应保留保护层。(3)堆石坝坝体底部保留的砂砾石层，应布置方格网点进行取样检验，或挖探井检查，根据其密度与级配按监理人指示确定保留的范围和厚度，不合格的部位应予挖除。(4)2004年3月～5月为梅雨季节，在坝基土方开挖时应做好施工排水尤其基坑排水，合理布设排水沟、集水坑，配备足够的污水泵抽排渗水和雨水，尽量降低地下水位，降低土料含水量。同时做好施工道路的维护，特别是开挖区内的临时道路，确保施工的顺利进行。6.6.4坝基石方开挖坝基石方开挖主要为心墙齿槽石方开挖。齿槽底宽约5～18m，上下游坡比均为1:1，石方开挖深度约5～15m。石方开挖约90158m3。其开挖断面见图6-3。图6-3心墙齿槽开挖断面图6.6.4.1石方开挖施工工序心墙齿槽开挖从两岸自上而下分层开挖。施工工序如图6-4。 施工准备一测量放线线钻孔爆破试验爆破预裂爆破 验收出碴松动爆破图6-4石方开挖施工工序图6.6.4.2施工方法(1)右岸段齿槽石方开挖右岸段齿槽石方采用自上而下分层开挖,开挖层厚2.5～3m。边坡采用预裂爆破，主爆孔采用松动爆破，主爆孔根据施工场面可划成3~4个作业面进行流水作业。钻孔均采用气腿式凿岩机，爆碴采用反铲配合推土机翻至临时施工道路处装车运至弃渣场。具体见《爆破开挖示意图》（图号：施-YXP/C3-6-03）。(2)左岸段、谷地段齿槽石方开挖左岸段、谷地段地势较缓，石方开挖自上而下分层钻爆开挖，分层厚度3～4m，采用松动爆破。主爆孔和辅助孔采用阿特拉斯液压钻机钻孔，孔径75mm；预裂孔采用KQD多方位钻机钻孔，孔径80mm；预裂孔一次钻至距设计高程50cm处，主爆孔和预裂孔之间布1～2排辅助孔。底部1.5m为保护层开挖,开挖料直接装15T自卸车运至弃渣场。具体见《爆破开挖示意图》（图号：施-YXP/C3-6-04、05）。在石方开挖前，应进行爆破试验，包括预裂爆破试验，以取得合理的爆破参数。(3)预裂爆破施工工艺见图6-5。施工准备一测量放线一钻机就位整平一钻机角度调整、固定一钻孔效果检测起爆起爆网络联接装药药卷绑扎孔深检查①KQD多方位钻机钻预裂孔预裂孔钻孔前，先平整场地，测量准确放出设计开挖线，并洒白灰标示。钻机就位后要用水平仪准确调平，用方木将钻机支稳。分别为1：0.75和1：1。考虑到钻孔过程中钻杆上飘和下一层钻孔时钻机就位方便，钻孔角度比设计角度陡2～3°。钻孔到达设计深度后吹孔2～3遍。药卷绑扎在现场进行，在竹片上用胶布将炸药、导爆索按设计间距绑扎牢固，为克服孔底夹制力，孔底药量要适当加大，堵塞长度1.0m，药卷布置见图6-6。爆破完成后检查爆破效果，边坡开挖质量要满足施工技术规范要求，欠挖小于15cm，超挖小于20cm，半孔保留率大于85%。3×150gΦ32药卷，长20cm，间距30cm，用胶布绑扎在竹片上导爆索孔底段间隔装药段堵塞段图6-6多方位钻孔预裂爆破药卷绑扎图②气腿式凿岩机钻预裂孔其施工工艺与多方位钻预裂孔大致相同，不同的是钻孔为手风钻钻孔，同时在钻孔过程中钻杆应与设计坡比平行避免飘钻。装药时药卷直接绑在导爆索上，布置型式见图6-7。1×150gΦ20药卷，长10cm，间距25cm，用胶布绑扎在竹片上导爆索孔底段间隔装药段堵塞段图6-7凿岩机孔预裂爆破药卷绑扎图(4)钻爆参数选择坝基岩性为中厚层岩屑砂岩夹中～薄层状粉砂质泥岩，根据下水库环库路的爆破经验，齿槽开挖宜薄层小孔径，炮孔直径应小于75mm。液压钻机钻孔的炸药单耗宜为0.30～0.35kg/m3，气腿式凿岩机孔的炸药单耗宜为0.25～0.3kg/m3。预裂孔间距KQD多方位钻机80cm，气腿式凿岩机50cm。线装药密度KQD多方位钻孔200～300g/m，气腿式凿岩机孔150～200g/m。初设爆破参数具体参见爆破参数表6-3。孔径80mm的为KQD多方位钻孔,孔径48mm的为气腿式凿岩机钻孔。表6-3预裂爆破钻爆参数表孔深孔径孔距钻孔药卷直径线装药密装药堵塞长底部药量增（m）（mm）（m）角度（mm）度（g/m）结构度（m）加量（g）7～10808045º32250～300间隔装药1.2150～200485045º20150～200间隔装药150～100(5)爆破网络按先预裂后主爆的原则，起爆网络采用非电毫秒微差网络，主爆孔排间微差50～70ms。起爆顺序为一字形或V字形，网络采用导爆管、四通连接，脉冲起爆器起爆。起爆时严格控制爆破方向，起爆面向已爆料堆。起爆网络示意图见《施-YXP/C3-6-05》。(6)保护层开挖基建面以上预留1.5m保护层。保护层开挖应先进行爆破试验，确定孔排距、装药量及软垫层长度等参数后，再进行实施。施工步骤如下：根据爆破试验，用气腿式凿岩机进行加密钻斜孔，孔深1.6m，严格控制孔深（孔底不得进入建基面以下，应在建基面水平面上孔排距0.9m左右，孔底30cm填软垫层（锯木屑、草团、小木块孔间微差爆破后推土机集渣，1.5m3液压反铲装15t自卸汽车出渣，底部30cm人工撬挖。保护层一次性开挖爆破参数，见表6-5。表6-4保护层开挖爆破参数表名称符号单位取值范围装药结构示意图梯段高度Hm1.5孔网参数孔深Lm1.6孔径D㎜42孔距am1.1排距bm0.9钻孔倾角α°≥75爆破参数ø㎜32垂直11垂直垂直2垂直5坡比12坡比11111111以上爆破参数为初始爆破参数,具体根据现场实际情况进行调整。炸药为不同直径的乳化炸药6.6.5施工排水施工区开挖排水时段，从谷地段施工时开始。其排水措施为：坝基开挖前，在开挖轮廓线外，开挖排水沟，将地表水引至开挖施工围堰施工至一定高程后，在堰后低洼处设集水坑，当有降雨时以排除地表汇水和其它渗水。坝基开挖的排水主要是心墙齿槽谷地段开挖时的施工排水，在心墙齿槽开挖过程中，在槽端部超前掏挖临时集水坑，在距边坡1m处设排水沟。在挖至设计高程后，在基坑的上下游侧设排水沟，起到截流周边渗水和引导、汇集开挖面渗水的作用，并在0+239和0+350低洼处设集水坑，各架设2台3寸泵将水分别排至坝基上下游外侧,集水坑的位置应尽量避开花岗斑岩脉。具体施工排水措施，根据现场实际情况，以及地下渗水的具体情况，确定符合实际的排水方案。6.6.6坝基验收坝基清基根据填筑施工进度和齿槽砼浇筑施工进度安排先后顺序依次进行，并与填筑先后次序要求相适应。坝基清基开挖经监理工程师验收合格后，方可进行填筑施工。6.7质量与安全保证措施6.7.1质量保证措施(1)工程施工前，必须制定施工技术措施和质量控制措施，认真作好