西副坝土石方开挖支护专项施工方案Word文件下载.docx
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。
在设计正常蓄水位处,山体最小宽度左岸40m,右岸30m。
坝址区第四系残坡积层厚度薄,一般厚1~2m,且零星分布,下伏基岩为单一的变质泥质粉砂岩,灰绿色~青灰色,风化后为灰黄色,中~薄层状,层理清晰,岩质较软弱,抗风化能力较低。
因洪屏向斜轴部通过坝址,所以坝址部位构造发育,大小断层、挤压破碎带、劈理带均发育。
坝址区发育的断层共有f45~F52、f69、f72、F132~F134等14条,挤压破带有J36~J42共7条,上述构造走向大多数为NE~NEE向,陡倾角,从库内穿过坝址向库外延伸,多倾向河床。
宽度相对较宽的断层有F14、F49、F52、F132、F133、F134等6条,宽0.5~3.0m不等,为Ⅱ~Ⅲ级结构面,其余断层宽度均小于0.3m,为Ⅲ级结构面,其中F14、F132和F134三条断层延伸长并贯穿库区。
坝址部位劈理亦很发育,产状N70~80º
ESE∠65~75º
,表层风化岩劈理呈密集发育的片状,张开,易剥落,深部弱~微风化岩劈理呈闭合状。
坝址主要发育以下几组节理:
N45~55º
ESE(NW)∠55~70º
N60~75º
ESE(NW)∠65~80º
N20~30º
WSW∠50~75º
N40~50º
WSW∠50~60º
上述节理中,以
、
组最为发育,节理多夹泥或附泥膜,缓倾结构面不发育,分布稀少、短小。
西副坝坝址区主要为裂隙性潜水,地下水位埋深:
左岸21.22~31.39m(高程691.33~709.26m),右岸23.38~34.00m(高程695.59~700.72m),溪沟常年有地表水径流。
由于坝址构造发育,岩体受挤压较破碎,结构面多延伸长,连通性好,表面多张开,所以岩体的透水性较好,相对隔水层顶板(q≤1.0Lu)埋深较大,左岸埋深30.0~40.0m,右岸30.0~55.0m,溪沟(河床)40.0~50.0m,断层破碎带更深。
坝址岩石为抗风化能力较低的变质泥质粉砂岩(Z1d1-3),而且构造发育,岩体破碎,所以两岸岩体风化深厚,以强风化岩体深厚为特征,左、右岸全风化厚度为2.0~8.0m,零星分布;
强风化层厚度左岸8.6~20.0m,右岸12~41.0m,河床1.0~4.1m,河床强风化厚度2m左右。
(2.)趾板地基工程地质条件
趾板地基两岸无坡残积层分布,河床有1.1~2.1m厚的冲洪积层。
左岸以强风化岩出露为主,厚度8.6~11.4m。
右岸全风化分布于高程700m以上,厚度3.5~7.0m;
强风化厚度达12~41m。
河床强风化厚度3.4~4.1m。
趾板地基构造发育,左岸有f45~f48、f70、F132等6条,右岸有F14、F49~F52、f72等6条,两岸断层均倾向河床,为NE~NNE向的中高倾角断层,河床为洪屏向斜轴部通过。
上述断层规模相对较大的,左岸有F132,宽1.0~2.0m,右岸有F14及F49、F51、F52等4条,F14宽2.5~3.0m,F49、F51、F52宽0.5~1.0m,其余断层宽度均较小于0.3m。
根据西副坝趾板钻孔及剖面图,左岸地下水位埋深22.45~31.39m(高程694.85~709.26m),右岸地下水位埋深15.16~34m(高程696.26~700.72m),沟内常年有地表水径流。
岩体相对隔水层顶板埋深:
左岸18.55~39.48m(高程692.18~701.17m),右岸24.36~55.45m(高程687.53~697.27m),沟内24.26~32.74m(高程658.32~667.69m)。
(3)趾板地基渗漏及绕坝渗漏
两岸正常蓄水位733m以下岸坡地下水位及岩体相对隔水层顶板埋深高程均低于正常蓄水位,因此,西副坝坝基均存在坝基和绕坝渗漏问题。
建议帷幕深度(建基面以下)进入相对隔水层(q≤1.0Lu)以下5m:
左岸:
17~23m,右岸:
14~20m,沟中:
25~33m。
两坝头防渗水平延伸长度:
左坝头山体由于地下水位及相对隔水层均低于正常蓄水位,防渗水平延伸无法与相对隔水层相接,建议进行垂直防渗,防渗深度38~45m,与库岸防渗帷幕相连。
右坝头帷幕水平延伸长度约95m。
(4)副坝围堰
副坝围堰位于西副坝趾板前端,两岸地形坡度,左岸约40º
,右岸20~25º
,呈不对称的“V”型谷,植被发育,两岸基岩裸露,基岩为震旦系下统硐门组变质泥质粉砂岩(Z1d1-3),沟中为冲洪积的粉质粘土夹碎石,厚2.5~3.5m。
两岸全风化厚度薄,呈不均匀分布,左岸全风化厚1.5~2.0m,右岸全风化厚约3.5m,沟底无全风化层;
强风化厚度:
左岸5.0~13.0m,右岸7.0~19.0m,沟中5.0~7.0m。
断层发育,共有f45~F51、f69~F72、F132等12条,断层均倾向沟内,为NE~NEE向的中高倾角断层,与围堰轴线近正直交,沟内为洪屏向斜通过。
其中宽度在0.5m以上的断层有F46、F49、F51、F72、F132等5条。
围堰两岸地下水位埋深较浅,左岸3~22m,右岸5~18m,沟中常年有地表水径流。
相对隔水层顶板(q≤3.0Lu)埋藏较深:
左岸18~27m,右岸20~25m,沟中15~25m。
2.3主要工程量
西副坝土石方开挖及支护工程主要工程量见表2-3-1。
表2-3-1西副坝开挖支护主要工程量表
项目编号
项目名称
单位
数量
备注
1
土方明挖
1.1
西副坝土方明挖
m3
102453
2
石方明挖
2.1
石方开挖
127160
2.2
石方槽挖
1880
断层处理
3
地下洞室开挖
3.1
石方洞挖
1222
4
支护
4.1
C25混凝土板
800
基础保护
4.2
C20混凝土面板
2011
边坡支护
4.3
C20混凝土网格梁
324
4.4
C20混凝土塞
4.5
喷C25混凝土
421
边坡支护、断层处理
4.6
C15细骨料砼砌块石
426
探洞封堵
4.7
M10水泥砂浆
7.4
钻孔封堵
4.8
钢筋
T
204
4.9
锚筋Φ25,L=4.0m
根
657
4.10
砂浆锚杆Φ25,L=4.5m
1121
4.11
砂浆锚杆Φ25,L=6.0m
960
4.12
砂浆锚杆Φ28,L=9.0m
274
4.13
锚筋桩3Φ25,L=12.0m
束
4.14
排水孔Φ50,L=40
M
619
土质边坡
4.15
排水孔Φ50,L=500
3484
趾板上游边坡
注:
上述工程量仅供参考,以实际发生量为准。
3、施工总布置
3.1施工营区布置
西副坝坝前300m附近为本标临时办公生活营地,营地规划总占地面积26000m2。
除发包人规划的永临结合建设的办公及生活管理用房,办公生活设施不足部分集中布置在本标办公生活营地内,采用砖混结构平房、活动板房及钢结构形式自建。
本工程主要生产辅助设施均布置在1#和2#生产营地内,其余施工零星设施在上库施工区内选点布置。
位于西副坝后缓坡地带的1#生产营地拟布置钢筋加工厂、木材模板加工修理厂、预制混凝土构件加工厂、综合修配厂、工地试验室等生产辅助设施。
位于西副坝后缓坡地带的2#生产营地拟布置金属结构加工堆放场、机修汽修厂、仓储系统、汽车保养站、施工机械设备停放场等生产辅助设施。
本标的两个生产营地均位于半挖半填形成的场地上,营地内各设施周边均设排水沟将区内雨水及处理后的生活生产废水引入主排水沟后引至营地外,集中汇入营地周边排水系统,以保护营地边坡稳定。
3.2对内交通条件
场内上、下库之间正在修建连接公路,该公路路基宽7.0m,路面宽6.0m,混凝土路面,全长约11.57km(目前还不具备通车条件)。
在上下水库连接公路通车以前乡村道路作为上水库材料设备人员进场的施工主干道,该便道起点从旅游公路塘里桥处开始,通往上水库施工区,施工便道总长9.2Km,终点高程710m。
另外本工程需自建或维护的施工道路有:
(1)1#路:
为上库施工的主干道,起点为上下库连接道路A点,终点为库盆L点,道路长1400m,路面宽7m,泥结石路面,高程为▽720.0至▽710.6m。
(2)1-1#路:
为工厂区、仓库区、金属结构拼装场进场道路,整条道路长650m,路面宽7m,泥结石路面,高程为▽725m至▽710m。
(3)4#路:
为西副坝下部左侧施工道路,道路起点1#路K1点,终点为西副坝下部P点。
整条道路长310m,路面宽7m,泥结石路面,路面高程为▽710m。
(4)6#路,料场道路,为料场开采及运输施工道路,起点为1#路的末端,终点为上库料场,路面宽7m,泥结石路面。
(5)7#路:
为西副坝右岸下部施工道路,起点为6#路X点,终点为西副坝坝基右岸Q点,该道路长1100m,路面宽7m,泥结石路面,高程为▽710.6m至▽700m。
(6)8#路:
为西副坝右岸上部施工道路,道路的起点为7#路W点,终点为西副坝的坝顶公路端点,该道路长约1200m,路面宽7m,泥结石路面,高程为▽705m至▽738m。
(7)8-1#路:
为西副坝右岸上部施工道路,道路的起点为8#路T点,终点为西副坝的右岸715高程,该道路长约500m,路面宽7m,泥结石路面,高程为▽730m至▽725m。
(8)址板开挖期间乡村道路通车受到影响,一是预留乡村道路部分趾板开挖部位保通,二是加强上下库连接公路AK10+535.5-AK11+564段施工进度管理,确保该段尽早具备通车条件。
3.3施工供水条件
本工程上库区生产用水取自上库小溪,根据上库水文流量条件,在库尾修建施工用水贮水坝形成施工用水贮水池。
本工程在上库库尾修建施工用水贮水坝形成施工用水贮水池,在施工用水贮水坝右坝头上游布置1#抽水泵站,布置高程716m;
另西副坝上游围堰旁设2#抽水泵站,布置高程698.5m。
从1#抽水泵站接引取水干管沿引水渠垭口至上库石料场道路经西南副坝右坝头,再沿西南副坝下游面至1#高位水池(容量450m3,高程770m);
从2#抽水泵站接引取水干管至西副坝右岸3#水池(容量200m3,高程760m)。
西副坝左岸由1#高位水池接引形成的供水干管网络供给,右岸由3#高位水池接引形成的供水干管网络供给。
3.4施工供电条件
发包人在下库设有35kV施工中心变电所,并提供从中心变至场内各分区变的10kV主干线路,向整个工程的施工区和生活区提供电源。
发包人已架设施工中心变至8#、9#分区变的上库10KV电源线路,8#、9#分区变10KV线路终端在西南副坝左坝头附近。
本工程根据实际施工需要,从上述分区变上引出照明和施工生产、生活用电动力线路,计量装置安装在变压器的高压侧。
其中1#变压器供混凝土生产系统及实验室等施工用电;
3#变压器供西副坝左岸施工用电;
2#变压器供西副坝右岸施工用电。
现场施工场地照明:
施工远距离照明安装配式灯塔装设投光灯或镝灯;
施工现场近距离照明采用防尘防水的广照灯,充分保证施工区的照明度。
道路照明选用防水防尘型高压钠灯。
3.5施工供风
本工程施工用风项目主要为西副坝坝基开挖及基础处理。
施工供风采用移动式空压机的供风方式。
移动式空压机供风管采用软管。
坝开挖及支护采用2台12m3/min和2台9m3/min移动式空压机供风。
灌浆平洞开挖及支护采用1台12m3/min移动式空压机供风。
开挖钻孔时,移动空压机邻近用风工作面布置。
爆破作业时,需将移动式空压机转移至安全地点,并作好避炮措施。
基础处理时,移动空压机随基础处理工作面推进并就近布置在工作面附近。
3.6基坑排水
3.6.1排水量计算
(1)基坑经常性排水时间为:
2012年6月~2014年2月。
(2)经常性排水量主要包括施工废水、围堰渗水及降水量等组成。
①围堰渗水量:
根据以往施工经验,基坑渗水量上游围堰按60m3/h估算,下游围堰按40m3/h估算。
②降雨量:
考虑在岸坡修建通往上下游围堰以外的截水沟,山坡汇水不进入基坑,基坑集雨面积为上下游基坑范围的面积。
经计算基坑集雨面积约为10000m2,排水期降雨量暂按日最大降雨量299.7mm考虑,估算最大降雨量125m3/h。
③施工废水:
施工废水包括灌浆用水,混凝土养护、冲洗、冷却用水及施工机械用水等。
施工废水按60m3/h计。
④经常性排水量:
上游基坑经常性排水强度为245m3/h,下游基坑经常性排水强度为165m3/h。
3.6.2排水设备选型
上游基坑经常性排水拟选用1台150BX-20型水泵(流量500m3/h、扬程30m、功率45kw)和1台IS125-100-315型水泵(流量100m3/h,扬程32m,功率11.9kw)布置于上游围堰内侧;
下游基坑经常性排水拟选用2台IS125-100-315型水泵(流量100m3/h,扬程32m,功率11.9kw)布置于下游围堰内侧。
具体见《施工总平面布置图》(图号:
附图1)
4、主要施工方法
4.1土方开挖
4.1.1施工程序
土方开挖均遵循自上而下逐层开挖的程序进行。
开挖之前按设计图纸进行测量放样,并首先在开挖开口线之外,进行截、排水沟的施工,以尽快形成开挖区域外围的截排水系统,然后进行开挖。
土方开挖,首先进行场地清理,植被清理的范围延伸至最大开挖边线外侧至少5m,树根清理范围应延伸到开挖线以外至少3m。
而后进行植被清理和表土清挖,采用人工配合机械挖装,自卸汽车运到监理人指定地点进行处理。
开挖中,各部位如有块度较大的孤石,需进行解小后,和土方一起挖运。
4.1.2施工方法
利用现有场内施工道路及改扩建道路,从西副坝两岸坝肩部位开始,自上而下进行植被清理工作,并配备PC400挖掘机进行配合。
然后进行覆盖层表土清理,配备PC220、PC400挖掘机为主,人工配合的方式,由上至下进行甩渣,并配备小松D155推土机进行集渣,PC400挖掘机挖装,15t、20t自卸汽车运输至监理指定地点。
4.2石方开挖
4.2.1施工程序
根据《水工建筑物岩基开挖规范》要求,石方开挖施工按“先坡面,后坡脚”自上而下逐层开挖原则进行。
各部位的梯段开挖后,上一层的边坡都要及时进行边坡检查修整和危石的清撬处理,并给地质测绘和编录提供方便,最后采用手风钻进行路基底板保护层的开挖。
需要支护的必须完成上一层支护才能进行下一层开挖。
岩质边坡和路面基础开挖总体遵循钻孔爆破→挖装→出渣三个环节循环进行。
大方量石方主要采用深孔梯段爆破(边坡采用预裂),狭小部位、小方量石方和水平保护层主要采用手风钻浅孔爆破法施工。
4.2.2施工方法
开挖采取从上至下分层开挖的方式,随着开挖高程的下降,开挖作业面将会越来越大,整个大坝分四层进行开挖,分别为758.9m以上、758.9m-748.9m、748.9m-735.4m以及735.4m以下。
每个梯段的爆破开采由外侧边界向内侧顺序展开,沿设计边坡一次性钻孔至设计高程,实施预裂爆破。
西副坝趾板部位的地基开挖分两期进行。
第一期开挖:
按设计线剥离表层覆盖物、全风化岩土;
当基础面已合格,对其进行地形、地质测量并将资料提交给监理人和设计单位,以便趾板二次定线和绘制趾板基础第二期开挖图。
第二期开挖:
第二期开挖的任务是确保合格的岩石做基础,尽可能避开张开的或强风化的裂隙、断层破碎带及其它缺陷,须按设计开挖线进行开挖;
若趾板下游需用混凝土连接板来延长渗径,则按第二期开挖图所示高程进行开挖;
未经监理人事先批准,趾板基础任何断面上的岩石的开挖高程超挖不大于20cm,欠挖不大于5cm;
若发现可利用基岩面低于图纸所示开挖高程,及时报告监理人和设计单位,以便设计单位进一步调整趾板位置或采取其它处理措施。
西副坝石方开挖整体厚度不大,对于较薄部位,主要采用手风钻造孔,浅孔梯段爆破。
对于较厚的岩石开挖采用YQ100B潜孔钻造孔,深孔梯段爆破开挖。
爆破石渣采用PC400挖掘机装渣,15t、20t自卸汽车运输出渣,弃料堆积于1#弃渣场,中转料暂时存放中转料场,并加强渣场防护。
4.2.3爆破施工
4.2.3.1钻孔爆破参数
Ⅰ、潜孔钻预裂爆破
所有的永久性岩质边坡均采用预裂爆破或光面爆破,以减轻主爆区震动对边坡的影响,并可一次性形成平整美观的边坡面。
预裂孔的孔斜根据不同坡比计算确定。
预裂爆破参数见表4-2-3-1-1。
典型爆破设计见《潜孔钻预裂爆破典型设计图》(图号:
附图2)。
表4-2-3-1-1预裂爆破主要参数表
主要参数
强风化岩石
弱风化岩石
炮孔直径
90mm
药卷直径
32mm
不偶合系数
3.0
正常段线装药密度
300g/m
400g/m
孔距
100cm
堵塞深度
1.2m
Ⅱ、梯段爆破
深孔梯段爆破一般情况采用设计边坡斜度一样的斜孔,每一次4~6排孔。
根据原始地形的实际情况,梯段爆破前,应使用手风钻或快速钻钻孔爆破,反铲配合创造爆破作业面。
开挖料主要用于堆石区填筑。
堆石料填筑料粒径不超过80㎝,因此这些部位的爆破要根据不同填筑料要求采用不同的爆破参数。
为更好地控制爆破,满足各种填筑料的粒径要求,拟采用小抵抗线、挤压爆破等综合爆破技术,具体要通过生产性爆破实验确定。
根据不同部位和要求,主爆孔、缓冲孔的暂定参数见表4-2-3-1-2。
表4-2-3-1-2梯段爆破一般爆破参数表
炮孔种类
梯段高度
(m)
倾角
孔径(mm)
排距
药差直径(mm)
单位耗药量
深孔梯段爆破
主爆孔
8~10.5
90°
~与边坡面平行
90
2.3
70
单耗暂选0.45kg/m3
缓冲孔
与边坡面平行
1.5
单位耗药量比爆破孔减1/3
浅孔梯段爆破
4~5
42
~
1.6
1.3
1.4
32
附:
为提高钻孔效率,主爆孔倾角从主爆区至边坡逐渐边小,相应孔深、孔距做小范围调整。
初步选定爆破参数的典型爆破设计见《深孔梯段爆破典型设计图》(图号:
附图3),这些参数在实际施工中还要根据具体岩石性质等进行调整。
Ⅲ、手风钻保护层爆破
保护层开挖采用手风钻水平钻孔预裂或光面爆破法施工,上部辅以垂直孔。
侧面保护层开挖采用手风钻预裂或光面爆破法施工。
马道部位采用上述水平及侧面两种保护方法相结合进行爆破施工。
初步暂定爆破参数见表4-2-3-1-3,具体参数在施工中通过实验确定。
水平保护层典型爆破设计见《水平保护层典型爆破设计图》(图号:
附图4),侧面保护层典型爆破设计见《侧面保护层典型爆破设计图》(图号:
附图5)。
表4-2-3-1-3手风钻爆破参数表
孔斜
(°
)
孔深
孔距(m)
排距(m)
药卷直径(mm)
单孔装药量(kg)
暂定单位耗药量
保护层预裂孔
水平
5.0
0.6
200g/m
梯段爆破
2.5
2.2
1.0
0.45kg/m3
侧面保护层预裂孔
4-5
侧面保护层
1.2
Ⅳ、起爆网络
起爆网络的设计原则是:
保证梯段爆破临近坡面最大单段起爆药量符合规范要求;
排间微差延时分段,尽可能多创造瞬时临空面以提高爆破效果,在新喷锚支护区爆破最大单段起爆药量必须确保其质点振动速度在安全范围以内。
为减少震动,有的部位采用单孔毫秒微差网络起爆。
利用孔间分段的方法,控制最大单响起爆药量,确保边坡、建基面和新喷锚支护区的安全以及控制飞石,减少开挖部位之间、开挖和其他工序之间的影响。
一般排间起爆网络见图4-2-3-1-1。
图4-2-3-1-1一般排间起爆网络示意图
4.3石方洞挖
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