第八章大坝工程施工

491第八章大坝工程施工关刀桥水库大坝枢纽工程主要建筑物有风化泥岩心墙石渣坝、左岸开敞式溢洪道、右岸灌溉取水洞、右岸放空洞等组成。大坝坝顶高程320.80m，坝轴线全长238.0m，坝顶宽6.0m，最大坝高50.80m。风化泥岩心墙顶水平宽度3.0m，心墙底最大宽度29.58m，心墙与坝基接触处设2.0m到7.0m宽的混凝土底座，兼作帷幕灌浆的盖板。上游坝坡1:2.15、1:2.50，在高程300.0m处设马道，宽2.0m。下游坝坡1:2.15、1:2.25，在高程303.50m处设第一级马道，马道宽3.00m，马道以下边坡1:2.15。溢洪道布置在左岸，由进水渠、控制闸、泄槽、消力池四部分组成。取水洞由进水口和取水隧洞两部分组成。进水口为岸塔式。放空洞（由导流洞改建而成）为无压隧洞，由进水渠段、闸室段、消力池、渐变段、洞身段、渐变段、桥涵段、出口明渠段组成。全长709.67m，进、出口底板高程分别为280.0m、276.55m。隧洞断面采用城门洞型，洞径为：4.5×6.25m，直墙高4.0m。大坝工程施工的内容有土石方开挖、填筑工程，钻孔灌浆工程，砌筑工程，混凝土工程等。主要控制工期（1）本合同工程开工时间：2013年4月20日导流洞正式开工；2013年10月20日大坝工程开工。（2）2014年1月31日导流放空隧洞具备过流条件；（3）全年围堰的挡水时间（P=10%）：2014年4月30日。（4）大坝填筑至坝顶高程时间：2015年3月31日。（5）本合同工程完工时间：2015年7月20日。8.1土石方明挖施工根据大坝设定的开挖范围及进度安排，大坝坝基、坝肩开挖划分为三492个开挖区，即右岸汛水位以上开挖区（A区）、左岸汛水位以上开挖区（B区）、汛水位以下岸坡及坝基开挖区（C区）。开挖分区具体见附图。A、B区施工时段位于截流前；C区开挖时段位于截流后。8.1.1概述（1）大坝土石方明挖主要包括河床坝基，左、右岸坝肩开挖。（2）主要工程量大坝工程土石方开挖总量共20.84万m3，主要工程量见表8-1-1。表8-1-1大坝土石方开挖工程量表序号项目名称单位数量备注1土方开挖m31686812石方明挖m3397208.1.2技术要求（1）施工场地清理要求延伸到施工图纸所示开挖边界或建筑物基础外侧5m的水平距离，内容包括清除开挖工程区域的全部树木、树桩、树根、杂草、垃圾、废碴以及监理工程师认为需要清除的其他障碍物。（2）凡属于没有使用价值的可燃物，将其烧毁；凡无法烧尽的清除料，除严重污染环境的清除料按专门规定处理外，都运至弃碴场堆放，堆体应采用开挖碴料或土料覆盖掩埋。其覆盖厚度不小于0.6m，堆体不得妨碍天然排水或污染天然河流。（3）预裂爆破采用连续装药或间隔装药结构。爆破后，地表裂缝宽度一般不宜小于1cm，预留面不平整度不大于15cm，孔壁表层不应产生严重的爆破裂隙。（4）在形成裂隙面相邻的松动爆破孔，应严格控制其爆破参数，避免对保留岩体造成破坏或使其间留下不应有的岩体，造成施工困难。（5）基础开挖应在旱地开挖。对于基础开挖后出露的软弱岩层和泥化破碎带区域，认真采取排水、堵水等有效处理措施。493（6）永久建筑物的基础开挖必须符合施工图纸规定。（7）基础开挖应自上而下进行，如开挖高度较大，可采用分层开挖，不宜采用自下而上或造成岩体倒悬的开挖方式。（8）采用分层开挖时，基础岩体的保护层开挖必须严格控制，其垂直保护层的开挖爆破要符合设计要求。（9）基础开挖后，基岩表面因爆破震松(裂)的岩石、表面呈薄片状或尖角状的突出岩石、裂隙发育或具有水平裂隙的岩石均采用人工清理干净，如岩块过大，可用单孔小炮火雷管爆破。（10）在进行边坡开挖时，按照自上而下的程序进行开挖，并应对开挖边坡进行修整和清理，清除掉松散和半附着的岩石，使边坡处于安全状态。（11）基础开挖后，如果基岩表面发现意料不到的基础缺陷，则按有关要求予以特殊处理。（12）开挖后的建基轮廓不应有反坡。对陡坎部位，应将顶部削成钝角或圆弧状。（13）河床开挖区应做好排水设施，在建筑物最终开挖边坡以外的上部，应挖好山坡截水面，以防止雨水漫流冲刷边坡而造成滑动。道路路面、边坡坡脚以及各施工场地周边均应开挖好排水沟槽和设置必要的排水设施。（14）对于可能影响施工及危害永久建筑安全的渗漏水、地下水和泉水，应就近开挖集水坑和排水沟槽，并设置足够的排水设施，将水排至不再重新回流到原处的适当地点。（15）喷混凝土采用的水泥、水、骨料等均应满足规范要求，岩石面在喷混凝土前必须做好表面处理，包括清除所有松散岩块或其他影响喷混凝土粘着的污迹、脏物，使用压力水（风）冲洗表面湿润岩石面，处理表面积水及疏排裂隙渗漏水等。8.1.3施工布置4948.1.3.1施工道路布置施工道路布置详见总平面布置图。8.1.3.2风、水、电布置（1）供风根据大坝坝基、坝肩开挖强度和作业面需要，结合现场实际情况，大坝开挖供风拟在左右岸各布置1台20m³/min移动式空压机供风，另配两台10m³/min调配使用，接Φ100mm钢管引至各用风部位。（2）供排水①施工供水利用左右岸布置的水池，用Φ70mm钢管引至各开挖支护施工部位。②施工排水a.在边坡开挖前，按施工图纸要求完成边坡上部永久性山坡截水沟的开挖和衬护，对其上部未设置永久性山坡截水沟的边坡面，应由承包人自行加设临时性山坡截水沟。b.在开挖过程中，承包人应做好地面排水设施，包括保持必要的地面排水坡度、设置临时坑槽、使用机械排除积水，以及开挖排水沟道排走雨水和地面积水等。c.在平地或凹地进行开挖时，承包人应在开挖区周围设置挡水堤和开挖周边排水沟，以及采取集水坑抽水等措施，阻止场外水流进人场地，并有效排除积水。（3）供电开挖及支护施工用电设备主要是有电动空压机、砼喷射机、施工照明、小型电动施工设备等。各开挖部位施工用电拟从布置在大坝左、右岸安设250KVA变压器低压端引400V动力线至各用电点。施工风、水、电布置见总平面布置图。8.1.3.3存、弃料场（1）存料场、渣场495开挖料和弃渣运往大坝下游规划的场地进行堆存放。（2）开挖料弃渣规划按照业主及工程师的要求搞好弃渣场的环境保护，做好弃渣场的截排水施工。作好渣场的防护措施，以防弃料被冲刷流失，造成环境污染，危及施工区及周边地区安全。渣场照明采用专线供电，各渣场设1~2台3.5KW锑灯照明。8.1.4开挖总体施工程序开挖按照自上而下的施工顺序，边坡支护遵循从上至下分层分区跟进施工的原则共分三个步骤进行。（1）第一步，先开挖左右岸坝顶高程以上部分，支护随开挖跟进施工。（2）第二步，开挖左右两岸汛水位至坝顶岸坡部分，支护随开挖跟进施工。（3）第三步，截流后开挖汛水位以下岸坡及大坝基坑。8.1.5坝肩、坝基开挖8.1.5.1概述开挖包括大坝坝肩、基座、河床覆盖层开挖三部分。8.1.5.2开挖原则（1）所有土石方明挖从上而下分层分段进行。（2）对准备用作上坝料的岩石，其爆破方法满足石料的级配要求。（3）开挖中必须执行分层爆破、挖装原则，以提高开挖料利用率。每一次爆破的区域和深度在爆破前应根据爆破试验岩层等确定，尽量使同一层次的有用料与无用料区分，避免掺混产生弃料。（4）临近水平建基面，预留岩体保护层，水平预裂或水平光爆施工。8.1.5.3开挖施工程序及施工方法（1）土方开挖①施工程序496土方开挖施工工艺流程见图8-1-1。图8-1-1土方开挖工艺流程②施工方法a.植被清除在坝基开挖范围内首先进行测量放线，采用人工辅助机械进行主体工程开挖区施工场地清理。应清理开挖区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及其它有碍物。主体工程植被清理中，挖除树根范围应延伸到施工图纸所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧3.0m距离；地表的植被清理，必须延伸至施工图纸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6.0m距离。应注意保护清理区域附近的天然植被，避免因施工不当造成清理区域附近林业和天然植被资源的毁坏，以及对环境保护工作造成的不良后果。凡属无价值的可燃物，应尽快在有消防安全措施的保护下将其焚毁，凡属无法烧尽或严重影响环境的清除物，在监理工程师指定的区域内进行掩埋。掩埋物不得妨碍自然排水或污染河川。b.开挖：用1.0m3、1.6m3液压反铲挖掘机，按自上而下的方式，采用后退法开挖装车，分层高度为2~3m。在开挖时应结合施工道路进行。边坡采用反铲削坡，人工配合修整。c.运输：采用15t~20t自卸汽车运输。自卸汽车运土施工准备施工排水测量放线修筑道路装载机集渣、反铲挖装人工修整497d.弃料：开挖料运至业主指定的弃渣场进行堆弃。（2）石方开挖石方开挖除部分强风化岩层外，采用钻爆法进行。根据大坝地质剖面图分析，整个坝基石方开挖厚度较薄，石方开挖量39720m3，采用手风钻造孔，常规松动爆破和光面爆破的方式，基面开挖预留20cm保护层人工配风镐撬打。开挖渣料，采用反铲挖掘机挖装，15t~20t自卸汽车运至弃渣场。①施工作业程序石方钻爆施工工艺流程见图8-1-2。图8-1-2石方钻爆施工工艺流程图②施工方法强风化岩层能直接挖除的采用液压反铲挖掘机直接挖装，其余部分均采用YT28型手风钻造孔，非电导爆管进行梯段微差松动爆破，周边轮廓线采用光面爆破。在钻爆前对作业面进行分区，松动爆破区为开挖区，周边轮廓线为光爆区。光爆区在开挖区造孔时根据岩层情况预留0.5~1.0m厚的光爆层。自上而下分层爆破开挖，分层厚度为2~2.5m。出渣采用人工辅助机械集料装车，15t~20t自卸汽车运至弃渣场。a.爆破顺序施工准备钻孔面清理、测量放样钻孔爆破设计火工材料加工、检查清孔装药堵孔联网边坡检查出渣放炮、检查爆破测试498垂直于自由面方向，先外后内的顺序进行爆破。b.微差松动区爆破微差松动区爆破参数见表8-1-2。表8-1-2微差松动区爆破参数孔深(m)间距(m)排距(m)孔径(mm)药卷直径(mm)单位耗药量(g)堵塞长度(cm)备注2.0~2.51.5~1.81.2~1.54232390~40040~60c.光面爆破边坡轮廓线光面爆破采用手持式风钻造孔，成孔孔径为42mm，孔距按100cm计算，间距按40~50cm布置。装药采用间隔装药，间隔距离70mm，药卷直径20mm。支撑采用竹片支撑，竹片置于边坡侧可起到减震作用，对边坡保护较为有效。引爆采用导爆索引爆。爆破参数见表8-1-3。表8-1-3光面爆破参数孔深(m)孔距(cm)孔径(mm)抵抗线(m)药卷直径(mm)堵塞长度(cm)线装药密度(g/m)不偶合系数2.0~2.540~50420.5~1.02030125~1352.1上述爆破参数在正式施工前，都将在施工区选择有代表性的爆破场地，进行爆破试验，加以修正。8.1.6质量保证技术措施（1）开挖前认真做好爆破方案设计，做好松动爆破和光面爆破的参数设计，并先在需要爆破的地方或经监理单位批准的类同地方进行试验，以选择和确定合理的爆破参数，获得比较满意的爆破面和形成光滑的最终开挖断面，使在最小开挖线外的超挖量最小，并达到最小的爆破应力和合格的开挖面。（2）合理安排开挖施工程序，根据岩石地质情况实行动态调整，在开挖过程中，根据岩石变化情况，经监理工程师批准后及时修正爆破参数，以便尽量减少超挖和不欠挖。499（3）钻孔严格按照设计钻爆图施工，各钻手分区、分部位定人定位施钻，每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。周边孔偏差不得大于5cm，爆破孔偏差不得大于10cm，以减少超挖和减轻对围岩的破坏。（4）对所有施工部位的钻孔、装药等工序进行全过程的质量检查，详细作好质量检查记录，编制工程质量报表，定期提交监理工程师审查。（5）配备足够的、先进的钻爆设备，加强施工人员系统业务培训，熟练掌握钻爆技术，严格按照确定的爆破参数进行施工，保证爆破效果。（6）配置足够的、合格3的测量人员、仪器和设备，按国家测绘标准和本工程精度要求，建立施工控制网；施工过程中，及时放出开挖轮廓线并对坡面进行复核检查。（7）采取分层爆破开挖，所有的坡面均进行光面爆破，所有建基面均采取水平光爆