大坝坝基开挖与支文档格式.docx
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基岩裂隙水。
左、右岸地下水埋深分别为28〜40m和33〜60m。
河床局
部见承压水,埋藏较深,涌水量较小。
1.3水文、气象条件
坝址以上流域面积11051km2,多年平均流量240m3/s,锦屏站实测最
大流量16100m3/s,实测最小流量51.8m3/s。
清水江流域属副热带季风气候区,一般每年4月份进入雨季,8月份以后雨量逐渐减少,4〜8月份降
雨量较集中,其水量占全年水量的68.3%,其中5〜7月份占49.3%。
坝
址常水位318.60m,河谷水面宽45〜55m,水深6〜7.5m。
坝址多年平均气温16.4C,月平均气温1月份最低为5.2C,7月份最高为26.6C,极端最高气温为38.3C。
极端最低气温为-8.4C。
多年平均降雨量为1241mm,最高可达1800mm。
全年日降雨量大于0.1mm的平均天数为172d。
1.4开挖施工特点
本标主要工程特点:
1)枢纽建筑物布置紧凑:
主坝与上下游回堰、左岸导流洞进出口、右
岸厂房出水口等建筑物的布置相对距离较近,坝址EL322m以下坝基开挖
区河床狭窄,两岸山高坡陡,特别是受导流洞过顶公路高程的限止,坝基
开挖施工时,进入开挖区、特别是趾板基坑开挖的施工道路布置较为困难。
2)开挖工期紧、强度高:
本工程于2003年9月中旬截流,按照总进
度要求,采用“一枯抢拦洪”方案,必须确保趾板基础处理和趾板混凝土
按要求如期完成,大坝从2003年12月1日开始填筑,从河床截流到围堰
闭气,使坝基及趾板建基面开挖的施工有效时间不足3个月,特别是EL322
以下的趾板开挖,石方开挖工程量大,建基面结构要求高、成型要好,施工有效时间不足1.5个月。
具体施工时必须精心组织,选配好施工人员和钻孔挖运机械。
3)开挖难度大、质量要求高:
大坝趾板基础座落于基岩的弱风化层
岩石表面,趾板下游0.4H范围内地基要求具有低压缩性,开挖至强风化
岩石,同时,趾板下游接下坡开挖时,垂直“X线”方向坡度不陡于1:
0.5;
接上坡开挖时,先将趾板下游侧0.3H〜0.4H范围挖平,再接上坡,且
岩石边坡部分坡度不陡于坝坡。
趾板区开挖地形变化较大,建基面几何形
状复杂,岩石强度高,要求建基面开挖成形良好。
开挖石料(利用料)用于坝体填筑,要求其级配满足坚硬岩料达到高密度、低孔隙率设计填筑要
求。
1.5工程项目及主要工程量
1.5.1工程项目
1)左、右岸EL322.00m以下趾板建基面(包括趾板二次定线开挖和
局部扩挖,但不包括断层和软弱夹层处理)和坝基开挖;
2)趾板EL322.00m以下上游边坡随机锚杆、局部锚喷、排水孔;
3)量水堰工程基础开挖;
4)EL322.00m以下坝基及下游坝面截水沟、排水沟施工。
1.5.2主要工程量
主坝坝基、趾板和下游量水堰及排水沟、截水沟土方开挖10.4875万
m3,石方开挖5.0885万m3(其中强风化岩石2086m3),开挖总量为合计
15.576万m3。
主坝坝基开挖及支护的主要工程见表1
-1。
开挖及支护主要工程表
表1-1
序号
工程项目
单位
工程量
备注
1
坝基土方明挖
3m
82694
含排水沟、截水沟
2
坝基坡面清理
2m
14426
岸坡裸露岩石表面清理
3
排水沟土方明挖
595
下游坝面
4
量水堰土方明挖
7160
5
坝基石方明挖
43642
含排水、截水沟、其中强风化2086m
6
断层处理石方
1466
7
排水沟石方明挖
624
8
量水堰石方明挖
5153
9
砂浆锚杆
根
108
巾25,L=5.0m
10
喷混凝土
192
C25厚10cm
11
边坡排水孔
m
807
巾56,L=3.0m
12
边坡处理排水管
134
巾50PVC管
13
浆砌截、排水沟
132
M7.5
14
抹面砂浆
35
M10
2.开挖区施工布置
2.1施工道路布置
坝基及趾板基坑开挖主要布置施工道路三条:
(施工道路布置详见附图,大坝坝基--01)
1)左岸310线
该线始于大坝下游1#线EL340公路,过导流洞出口洞顶EL366公
路进入坝基,后沿坝基按10%左右的坡降至EL322m、在坝轴线上游主坝
0—075桩号达到EL310,按该高程延伸至上游趾板开挖区、下游量水堰基础及回堰填筑施工区。
该条施工道路主要完成左岸主坝0-075桩号上
游坝基A区EL310以上的趾板开挖施工,以及,主坝0—075桩号下游的
EL322以下坝基岸坡开挖清理、量水堰基坑开挖。
2)右岸EL310线
该线从左岸EL310在主坝0—075桩号引出,横穿河床坝基到右岸,在坝基A、B分界处沿EL310进入右岸趾板开挖,主要承担右岸坝基A
区EL310以上及整个B区的坝基开挖。
3)基坑EL297线
起讫左岸EL310线主坝0—125桩号,按13%纵坡至趾板“X“线下游EL297平台,从左侧进入基坑,完成坝基A区EL310以下的开挖施工。
2.2风、水、电布置
2.2.1施工供风
主坝坝基石方开挖施工,主爆孔用高风压钻机造孔,保护层用手风钻
开挖,手风钻采用移动式空压机按开挖施工作业面就近供风,左、右岸布置18m3/min的移动式机动空压机各1台,9m3/min机动空压机各1台,
完成坝基及趾板石方开挖和锚、喷混凝土支护施工。
2.2.2施工供水
施工供水从工地(导流洞施工用水池)供水系统中用©
50钢管接到
各石方开挖钻孔和喷、锚支护施工作业面。
2.2.3施工供电
1)线路架设
变压器配电柜至开挖、出渣等施工作业区采用绝缘橡胶铝线架空敷
设,在作业区配置带有触电保护器的配电箱,用电采用绝缘橡胶电缆连接
架空敷设。
2)施工照明
施工作业点用“碘钨灯”,照明度满足招标文件技术规范的要求。
考虑夜间施工作业频繁,在大坝施工区安装“小太阳”。
2.3开挖区的排水和水流控制
充分利用和完善(开挖)岸坡坝肩开挖期间,按设计开挖的边坡顶部截水沟,可防止大量雨水漫流冲刷边坡和进入基坑。
河床段趾板基础开挖
期间,在上、下游设置黄土草包子堰,用来拦截上游围堰漏水及坝基内的渗水。
上游子围堰的断面尺寸暂定为2x1.2m(宽X高),实际施工时,
可根据上游围堰漏水量的大小作适当调整。
下游子围堰的断面尺寸定为1.4x0.8m(宽X高),同时根据基础渗水、施工废水及降雨进入基坑的实际情况,在趾板以外上、下游开挖截水沟或深1.0m左右的集水井,以利
降低地下水。
基坑排水先用潜水泵将水抽至上游子堰旁的集水井内,再用4寸泵由
集水井抽至上游围堰外。
3.趾板地基和坝基开挖
3.1开挖施工的技术要求
3.1.1爆破方法及石料级配
石方明挖应采用控制爆破技术,永久边坡开挖必须采用预裂爆破或光
面爆破,对于不适宜采用预裂爆破或光面爆破的部位和邻近水平建基面应预留保护层。
采用的各类开挖爆破方法,必须尽量避免和减少对基础岩石原有构造裂隙和岩体的自然状态造成不应有的恶化。
开挖应自上而下进
行,分梯段开挖,垂直边坡梯段高度一般不大于10m,严禁采取自下而上
的开挖方式。
石方明挖爆破参数的设计需满足可利用料设计下表3-1的
级配要求。
石方明挖利用料级配汇总表
表3-1
颗粒组成(%)
粒径(mm)
800〜
600
600〜
400
400〜
200
200〜
100
100〜
60
60〜
40
40〜
20
20〜
10〜5
16
3.1.2爆破监测
在新浇筑混凝土和已建建筑物、高边坡和基础、灌浆、喷混凝土附近进行爆破作业,必须进行专门的爆破方案设计和现场试验,对爆破影响范围进行爆破振动监测,对建基面进行声波监测,有关试验和爆破振动参数
测试、声波监测结果及分析资料定期及时报送监理工程师。
3.1.3趾板建基面及A区开挖
大坝趾板基础座落于基岩的弱风化层岩石表面,EL322以下趾板下游
0.4H范围内地基要求具有低压缩性,开挖至强风化岩石,同时,趾板下游接下坡开挖时,垂直“X线”方向坡度不陡于1:
0.5;
接上坡开挖时,
先将趾板下游侧0.4H范围挖平,再接上坡,且岩石边坡部分坡度不陡于坝坡。
要求开挖岩石表面无积水或流水达到干净、平整,无反坡、倒悬岩体、
陡坎尖角,岩面有结构要求的部位不允许出现欠挖,超挖控制在15cm以
内、其它部位欠挖不得超过10cm,除经监理人认可的地质原因引起的超
挖外,超挖应控制在15cm以内。
结构面上的泥土、锈斑、钙膜、破碎和松动岩块以及不符合质量要求的岩体等均必须采用人工清除或处理。
岩体中的断层、裂隙、软弱夹层应被清除到施工图纸规定的深度。
3.1.4坝基岸坡、河床及B区开挖
边坡开挖前,应详细调查边坡岩石的稳定性,包括设计开挖线外对施
工有影响的坡面和岸坡等;
设计开挖线以内有不安全因素的边坡,必须进
行处理。
EL322以下坝基内开挖要求清除两岸第四系地层、全风化层及所有松
动土岩石,开挖至强风化岩层表面,并清除局部倒悬岩体。
对于河床砂砾石覆盖层,趾板下游90m范围内予以清除,其余部位视实际情况检测成
果决定是否保留,要求砂砾石覆盖层压缩模量不低于同部位坝体堆石的压缩模量。
由于本工程河床砂砾石级配较差,暂定为全部挖除。
3.1.5开挖与锚、喷支护
开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层及时进行,以保证下一层的开
挖安全顺利进行。
开挖和开挖面随机锚、喷支护要搞好有机结合,适时支护,尽快封闭永久边坡、避免开挖爆破造成对基础岩石原有构造裂隙和岩体的自然状态产生不应有的恶化。
3.2施工规划及开挖程序
3.2.1施工规划
EL322以下主坝坝基开挖施工按A区趾板开挖区、B区EL322至
EL310左右岸坝坡、B区EL310以下河床三大区块规划,施工道路布置、施工机械配置、劳动力和施工进度安排等均围绕规划的三大区块进行。
EL322以下开挖,根据施工总进度工期和大坝采用“一枯抢拦洪”方案要求,河床在2003年9月中旬截流,大坝从2003年11月开始填筑,从河床截流到围堰闭气,坝基及趾板建基面开挖虽然可从2003年7月开始施
工,但受河床截流前水位影响,使开挖施工的有效时间不足3个月,特别
是EL322以下的趾板开挖,石方开挖工程量大,建基面结构要求高、成型要好、必须确保趾板基础处理和趾板混凝土按要求如期完成、施工实际
有效时间不足1.5个月。
具体施工时必须精心组织,要特别注重各区域施工的合理安排、科学管理,实现多工作面同时作业,特别是A区趾板开
挖,要充分利用沿坝基基坑EL297布置的施工道路,将同一高程的开挖
工作面做好道路两侧左右岸同步施工,并确保进入趾板区开挖道路畅通。
3.2.2开挖程序
A区趾板及趾板下游低压缩岩石开挖施工,先进行覆盖层剥离将岩面
冲洗干净后,对趾板开挖区岩面进行全面地质描述、轴线的测量定位,依据实际地形情况以便提供设计二次定线。
大坝A区趾板、B区坝坡开挖,
须综合考虑大坝上游边坡锚、喷支护交叉作业、开挖工程量大、河床砂石料级配分析、工期紧等众多因素,需自上而下全面铺开,趾板建基面预留保护层后,随坝坡采用台阶分层开挖,台阶高10m左右。
施工进点后,首先进行开挖工作面布置规划,修筑开挖施工道路,及岸坡排水沟、截水沟施工,在开挖施工道路的同时,进行覆盖层剥离、土方开挖,并尽快进入河床展开覆盖层清理和砂石层开挖。
石方开挖在上部无用层剥离后进行。
主坝开挖施工程序如下:
(1)
>
剥离表层土、覆盖层
出碴
开挖施工主程序
测量放样
—►
排水沟、截水沟开挖
钻孔爆破
(2)河床段A区开挖程序
河床截流k覆盖层清除、下卧先锋槽——■趾板保护层以上梯段爆破
趾板及趾板下游岩面保护层开挖-清理检查
(3)单一梯段的主要开挖程序:
3.3施工方法
3.3.1覆盖层剥离及坝坡清理
主坝坝基EL322以下B区左、右岸岸坡覆盖层剥离以推土机集碴、反铲挖掘机装车为主,人工辅助,河床部位直接采用反铲挖掘机装车,土方运至上游七里冲弃渣场,石方用于上、下游围堰填筑。
坝坡清理采用人工撬挖清理,对局部倒悬体岩石布置浅孔小炮。
3.3.2坝基岸坡石方开挖
坝基EL322以下两岸岸坡倒悬岩体、陡坎尖角等不符合设计要求的
岩石,按设计边坡坡比自上而下采用手风钻浅孔小炮修规。
333趾板上游边坡开挖
趾板以上边坡按设计台阶高度自上而下采用潜孔钻梯段光面控制爆
破,或有条件的部位采用预裂爆破,梯段高10m左右,边坡马道顶面采用预留保护层(厚1〜1.5m)开挖法施工,保护层采用布置水平手风钻钻孔,实施水平光面爆破,或按保护层开挖法进行分层开挖。
边坡钻孔必须按设计给趾板建基面留足保护层,孔深不得穿入趾板建基面保护层。
3.3.4趾板下游延伸段坝内基岩开挖
开挖岩石厚度在5m以上采用潜孔钻梯段爆破,开挖岩石厚度在5m
以下采用手风钻开挖。
趾板下游延伸段坝内基岩采用预留保护层,保护层
厚1.5〜2.0m,用潜孔钻光面爆破法挖除,与趾板建基面施工时一并进行,
或采用梯段爆破孔孔底控制装药一次到位法进行施工,加快施工进度。
3.3.5趾板建基面开挖
趾板建基面采取预留保护层开挖法,保护层开挖自上而下采用手风钻
分层开挖。
第一层:
趾板建基面保护层以上的梯段爆破,炮孔不得穿入距离水平
建基面1.5m的范围内;
炮孔装药直径不应大于40mm,采用梯段爆破方
法。
第二层:
对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬的岩体,炮孔不得
穿入距水平建基面0.5m的范围,对节理裂隙极发育和软弱的岩体,炮孔
不得穿入距水平建基面0.7m的范围。
炮孔与水平建基面的夹角不应大于600,炮孔装药直径不应大于
32mm。
必须采用单孔起爆方法。
第三层:
对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬、中等坚硬的岩体,
炮孔不得穿过距水平建基面,对节理裂隙极发育和软弱的岩体,炮孔不得穿入距水平建基面0.2m的范围,剩余0.2m厚的岩体应进行撬挖。
炮孔角度、装药直径和起爆方法,均同第二层的规定。
336不良地质段施工
大坝坝基、边坡开挖如遇岩石裂隙发育、边坡稳定性差等不良地质地
段,施工时应特别小心,采取一切有效措施加以防范和制止,采用小孔径打密孔及减少装药量和单段药量等一系列措施,有效地控制爆破对岩体的
破坏影响。
特别是在趾板上游边坡设计的喷锚支护处理区,更应精心施工。
每次爆破对钻孔、装药、起爆都必须做好专题设计,同时按要求及时锚、喷混凝土支护。
主坝坝基断层、破碎带的开挖、混凝土回填、挂网喷混凝土施工详见
趾板地基和坝基的断层破碎带处理。
3.3.7钻孔设备配置
石方开挖共布置YQ-100B潜孔钻5台、CM351露天高风压钻机1台、YTP-26手风钻10台,其它具体施工时根据开挖面需要随时、随机调配。
3.4王坝坝后量水堰基础开挖
主坝坝后量水堰基础岩石开挖在覆盖层剥离进行,覆盖层采用反铲挖
掘机清除,石方开挖层厚不大,利用手风钻按保护层开挖要求分层钻孔爆
破。
开挖方法和钻孔爆破参数设计同主坝坝基施工。
主坝趾板、坝基开挖施工范围及施工方法见附图SBX/C26—08—
03、至—16、量水堰基础岩石开挖见附图SBX/C26—08—17。
3.5爆破参数设计
大坝基础、边坡开挖,要求开挖面达到平整、稳定,尽量减少对保留区岩体的破坏影响。
开挖钻爆施工方案:
周边采用(预裂、光面爆破)控制爆破,主爆孔采用微差爆破,严格控制单响装药。
各种爆破参数设计选择如下,经现场爆破试验取得成果后报工程师批准后实施。
3.5.1潜孔钻光面爆破参数
(1)孔径:
D=100mm
(2)
孔距:
a=80〜1
00cm
(3)
孔深:
根据台阶咼度确定
(4)
最小抵抗线:
W=100〜
120cm
(5)
线装药密度:
△=350〜
500g/m
(6)
炸药直径:
b=32mm
(7)
不偶合系数:
S=3.1
3.5.2手风钻光面爆破参数
(1)孔径:
D=45mm
a=40〜50cm
L=2〜2.5M
W=50cm〜60cm
△=250〜350g/m
b=22mm
S=2.0
3.5.3预裂爆破参数选择
1、潜孔钻预裂爆破(垂直孔)
(1)钻孔直径:
①100mm;
(2)钻孔间距:
80cm-110cm;
(3)药卷直经:
32mm;
(4)不偶合系数:
3.1;
(5)装药结构:
塑料导爆索串联、空气间隔不偶合装药;
(6)线装药密度:
450g/m-650g/m。
2、潜孔钻预裂爆破(水平孔)
孔距适当小些取
水平预裂爆破,其钻爆参数基本与垂直预裂孔相同,垂直预裂孔的80%-85%左右,线装药密度适当大些。
3、手风钻预裂爆破
(1)钻孔直径:
①45mm;
(2)钻孔间距:
50cm-60cm;
(3)药卷直经:
22mm;
2.05;
300g/m-400g/m。
3.5.4缓冲孔爆破参数
缓冲孔设置,其目的在于保护预裂面、或光面爆破岩面的完整性,孔
距控制在2.0〜2.5m,缓冲孔距前排的预裂爆破孔或光面爆破孔距离为
3.5.5梯段爆破参数
该爆破参数既要满足大坝趾板上部的石方开挖,又要满足A区低压
缩区的梯段爆破,并尽可能符合大坝填筑用料石料级配要求,因此,在初
期开挖过程中,应认真做好爆破试验,根据爆破试验确定合理的爆破参数和起爆网络。
根据类似工程成功经验,初拟梯段爆破参数如下:
①70mm〜①100mm
2.0m〜3.0m
(3)钻孔排距:
2.5m〜3m
(4)梯段高度:
10m
(5)钻孔深度:
11.0m(在保护层处不超深,按设计深度控制)
(6)钻孔角度:
垂直
(7)超钻深度:
0m
(8)装药结构:
不耦合连续装药
(9)堵塞长度:
2.5m
(10)单孔药量:
40kg至80kg
(11)炸药单耗:
0.4kg/m3〜0.6kg/m3
(12)起爆网络:
起爆网络为孔间顺序微差起爆网络,必要时可米用
孔内顺序微差起爆网络
各种爆破设计参数报监理工程师批准后实施。
3.6钻孔爆破作业施工
梯段爆破,钻孔作业与挖运作业平行施工,液压潜孔钻负责主爆孔,YQ-100B潜孔钻专门用于周边孔的光面、预裂孔钻孔。
具体施工程序和施工方法如下:
3.6.1周边爆破孔钻孔爆破施工
(1)施工程序:
测量放线->
布孑L―
钻孑L
―►
钻孔验收-
装药连网爆破
(2)施工方法:
在钻孔前精确测量边坡开挖线,并用红油漆标明预裂孔孔位,安装定
制钢结构钻孔样架,按钻孔角度和方位精确定位,钻孔过程中,适当降低钻孔速度,以确保钻孔的准确无误。
装药时,先将药卷按设计的间隔装药结构导爆索串联用胶布绑扎在竹片上,然后放入孔内,并用纸团放置在药
卷顶部,最后利用钻孔岩屑封堵孔口密实。
3.6.2梯段爆破施工程序:
每次钻孔爆破前,先将台阶面上的浮渣清理干净,并按设计用红油漆
标明爆破孔位,上次爆破石料挖运完成后,应将临空面清理干净,若局部根底较大(底盘抵抗线较大),则采用手风钻钻孔,与梯段爆破一起起爆,因爆破采用孔间、孔内顺序微差起爆网络,其起爆网络连接,须在爆破技术员的指导下,由专业爆破员认真连接,以确保爆破成功。
4.趾板上游边坡锚杆、喷混凝土支护施工
4.1施工项目及施工安排
4.1.1施工项目
锚杆、喷混凝土支护施工主要有:
(1)EL322m高程以下的趾板上游边坡随机支护,坡面局部不稳定块
体采用随机锚杆加固;
(2)喷混凝土:
喷C25混凝土厚10cm;
(3)随机锚杆:
L=
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- 大坝 坝基 开挖