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广东省乐昌峡水利枢纽拦河坝工程拦河坝开挖施工方案编制：校核：审核：广东水电二局股份有限公司乐昌峡拦河坝项目经理部二○○九年七月十九日拦河坝开挖施工方案1.工程概况乐昌峡水利枢纽工程位于广东省韶关市乐昌市境内北江支流武水乐昌峡河段内，坝址地处原京广线塘角火车站附近，下距乐昌市区约14km、韶关市区约81.4km。拦河坝为碾压混凝土重力坝，河床中央布置5孔溢流坝，每孔净宽12m，堰顶高程134.8m，闸孔孔口尺寸为12mx10.7m。坝顶高程164.6m，最大坝高84.6m，坝顶长256.0m，其中溢流坝段长78.0m，左岸非溢流坝段长96.0m，右岸非溢流坝段长82.0m。根据招标文件提供图纸左岸开口线高程约为▽235m，右岸开口线高程约为▽215m，最大开挖高度155m，拦河坝土石总开挖量约32万m3。6月23日指挥部现场会议决定重力坝坝肩采用稳定边坡开挖坝基开挖坡比拟定在1：1.5，左岸开口线高程约为▽375m，右岸开口先高程约为▽290m，最大开挖高度295m，拦河坝土石总开挖量约110万m3。河槽范围的建基面挖至弱风化岩层，岸坡部分的建基面挖至强风化岩层。坝基建基面的最上游端是0-3.975，最下游端是0+57.000米，大坝基础最大宽度61米。坝顶以上原地面坡度约35度。坝区内地层主要为寒武系八村群下亚群岩组和第四系坡残积、冲积层。坝区岩体为中厚层～厚层石英砂岩、变质粉细粒石英砂岩夹薄层状绢云母板岩。弱风化岩层的强度较高、岩体完整性较好。坝顶以上部分的边坡主要是全风化土，只是在坝顶至▽185米高程处是强风化岩。2.施工道路布置根据施工总平面布置图的施工道路，结合开挖施工的需要，布置开挖施工道路。具体布置见《开挖施工道路平面布置图》和下表。表2.1施工道路布置表编号起迄部位高程长度备注1#路过江大桥右岸桥台至右岸坝顶114m~164m700m右岸上坝公路2#路过江大桥右岸桥台至右岸坝上游围堰114m~140m900m3#路过江大桥右岸桥台至导流洞进口114m~110m1000m4#路过江大桥右岸桥台至滑石排渣场114m~128m600m5#路过江大桥左岸桥台至左岸坝顶114m~160m800m左岸上坝公路6#路过江大桥左岸桥台至杀鸡坑渣场114m1500m7#路左岸坝顶至旧铁路桥160m~114m350m8#路杀鸡坑渣场至鹅公带滑坡体114m1200m9#路下游围堰右岸至基坑110m~80m300m10#路右岸坝肩至右岸185m出渣平台164m~185m380m施工运输道路11#路左岸坝肩至左岸195m出渣平台164m~195m450m施工运输道路5#路、1#路、11#路、10#路分别控制左岸及右岸坝顶以上土石方开挖；7#路控制左岸▽165m~▽100m坝肩开挖；2#路和3#路控制右岸▽165m~▽100m坝肩开挖；▽100m以下坝基开挖利用9#路出渣。左岸开挖料通过7#路-6#路-8#路或通过6#路-8#路，可分别运输至鹅公带滑坡体、杀鸡坑弃渣场，经过5#或6#路-下游施工便桥-4#路可运渣至滑石排弃渣场。右岸坝肩开挖土料沿1#路运渣至滑石排弃渣场，石渣前期经1#路-下游施工便桥-6#路-8#路运输至鹅公带滑坡体，后期利用2#、3#路-上游围堰-6#路-8#路运输至鹅公带滑坡体。3.土石方开挖分层及施工程序3.1.土石方开挖分区及道路布设根据现场实际情况分为五个区进行开挖：左、右岸坝肩以上各为一个施工区、左右岸河床以上坝基开挖各为一个施工区、河床段坝基开挖为一个施工区。开挖遵循自上而下的原则施工，先坝肩后河床。为加快施工进度，左、右岸坝肩以上开挖、左右岸河床以上坝基开挖同时进行。坝基部分施工在临时施工围堰闭气后进行。3.2.土石方开挖程序施工资源准备测量放样、地形图复测、植被清理开口线、坡顶天沟开挖坝顶以上边坡分层开挖坝基分块验收坝基分块清洗、建基面测量▽100以下坝基分层开挖坝基保护层开挖坝顶至▽100分层开挖坝顶以上边坡分层支护河道截流、围堰防渗施工基坑排水坝顶路至▽185临时路开通3.2.1施工资源准备根据施工组织设计，组织施工所需的施工机械设备、施工材料、劳动力等资源按计划进场；组织专业技术人员研读设计文件，明确设计要求，制定必要的施工技术措施和安全、质量管理方案，编制详细的施工作业计划。3.2.2测量放样准备以业主提供的高程和平面控制网为基础，测设高程和平面施工控制网，并报监理单位审核批准；以施工控制网、设计图纸为依据，进行现场放样，测定开口线；在开口线范围内复测原地形图，报监理单位审核批准。在施工过程中，根据进度情况及时进行设计规格放样，以准确控制开挖尺寸。3.2.3开口线、坡顶天沟开挖开口线测定后，对开挖范围内的植被、坟地进行清理，植被废弃料按业主指定的方式进行处理。开挖坡顶截水天沟：主要采用PC200反铲挖掘机开挖坡顶截水天沟，对于挖掘设备难于到达的部位，用人工开挖，开挖渣土弃于坝区开口线之内，随坝基开挖弃渣运至弃渣场，每级马道形成后应立即进行马道截水沟的开挖，同时进行坡面支护处理以免上部山体因天气及地质原因造成坡面塌方及雨水影响下部施工。3.2.4坝顶以上边坡分层开挖由于拦河坝开挖高差较大、坡度较陡，自卸车攀升比较困难。为方便施工左岸在▽195m高程，右岸在▽185m设置装料平台，自装料平台起每上升20m设置卸料平台一个，即左岸设置▽225m、▽245m、▽265、▽285m、▽305m、▽325m、▽345m7个甩渣平台，右岸设置▽195m、▽215m、▽235m、▽255m、▽275m五个甩渣平台。甩渣至装料平台后由20T自卸车通过坝区施工道路运输至弃渣场。每卸料平台配置勾机进行甩料，在勾机回转半径内（10米）由勾机进行甩渣，超出勾机回转半径部分的开挖渣则由推土机推至下级卸料平台（见施工平台布置图）。土方开挖时，直接用反铲挖掘机开挖、削坡。土方边坡开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留0.2～0.3m厚度的削坡余量，再人工整修，至设计要求的坡度和平整度。雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利排水。在开挖施工过程中，根据施工需要，经常检测边坡设计控制点、线和高程，以指导施工，并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况，如出现异常，立即向监理工程师和业主报告并采取应急处理措施。石方开挖时，边坡面采用预裂爆破法控制开挖边线、并减少永久边坡受到的爆破震动作用；边坡面2米范围以外，采用深孔梯段微差爆破，控制爆破渣料的粒度、减小爆破对永久边坡的震动破坏作用、提高爆破效果。石方开挖采用孔径75mm的液压钻机打孔，乳化炸药爆破、非电毫秒雷管起爆。在进行石方开挖之前，必须进行爆破设计，经监理单位审查、当地公安部门批准后方可实施。3.2.5坝顶以下分层开挖从上至下按台阶进行分层开挖，分层厚度4~6m，同一层面开挖施工，按照“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”的顺序进行。覆盖层、风化土采用PC400反铲挖掘机直接开挖装入20T自卸汽车，沿临时出渣道路运至弃渣场。石方开挖采用孔径为75mm的液压钻机打孔爆破、PC400反铲挖掘机配合20T自卸汽车运至弃渣场。在边坡面采用预裂爆破法爆破，一般岩石开挖采用深孔梯段微差爆破，在基底附近，保留大于1米厚度的保护层。3.2.6坝基保护层开挖坝基水平面较多，是大坝的主要建基面，对保留岩体的质量要求高，在开挖过程中，必须保留1m以上厚度的保护层，保护层主要采用浅孔少药量分层爆破开挖。有条件的部位，保护层开挖采用水平光面爆破，尽可能减少爆破对保留岩体的破坏。3.2.7坝基分块清洗、建基面测量保护层开挖完成后，按坝段分缝线逐块清除余渣；用水清洗建基面，撬除不稳定岩块；对软弱地质带，按设计要求掏槽处理；对于不满足结构尺寸要求的部位，采用大锤钢钎凿除。3.3.特殊地质地段的开挖根据地质资料的揭示，影响开挖质量的不良地质情况主要有断层和卸荷裂隙等。为保证开挖质量及安全，对上述不良地质地段，采取如下措施处理：①做好开挖前的地质调查，根据现有的地质资料以及现场调查情况，制定有针对性的开挖处理方法报工程师审批；②在开挖阶段地质素描及分析及时跟进，为设计处理方案及开挖方法的调整提供依据；③对断层的开挖要适当加密周边孔，以利开挖轮廓的成形及保护基岩；④对开挖后揭示的地质情况，需按设计要求进一步采取处理的，及时按要求处理，避免今后对混凝土施工的影响；⑤对一般性的断层、裂隙等按施工图及规范的要求采用风镐、钢钎等清除到规定的深度及宽度；4.爆破设计岩体为中厚层～厚层石英砂岩、变质粉细粒石英砂岩夹薄层状绢云母板岩。弱风化岩层的强度较高、岩体完整性较好。初步选定岩石的坚固系数为f=4～6，具体的参数将根据岩石揭露情况再确定。4.1.爆破试验爆破施工前，先将爆破施工方案报监理审批，被批准后，进行爆破试验，以获取针对本工程的爆破参数，指导爆破施工。4.1.1试验目的①确定合理的爆破参数：包括台阶高度、孔排距、底盘抵抗线、单耗药量等。②确定合理的起爆网路。③确定合理的装药结构。④震动测试：测试爆破震动对周围建筑物和料场边坡的影响。⑤宏观调查和安全评估：通过对爆破试验后的地形、地貌、边坡危岩、裂缝变化的调查，和监理一道进行爆破安全评估，以指导后续爆破作业。4.1.2.试验步骤①按经监理批准的爆破试验大纲及爆破设计施工。②爆后进行爆堆形状和岩块外观分析，录像。③选择代表性区域采运需用量到筛分试验点进行筛分试验。④将每次试验成果绘制成级配曲线，并与设计的级配包络线相比较，确定最优爆破参数。⑤编写试验成果报告报监理审批。4.2.微差挤压梯段爆破参数设计4.2.1.炮孔装药设计本工程采用：炮孔间距a暂定为2.0m，炮孔排距b为1.7m炮孔装药量根据利氏爆破理论确定，本设计采用体积公式计算：q1=k1abh，堵塞孔长度按20~40倍孔径取值，经计算取值1.0m~1.5m。4.2.2.起爆方式为便于控制飞石方向，实现多排起爆，采用孔间排间微差起爆方式，排间采用MS2非电雷管连接，排间微差时间间隔25ms。爆破网络如图4-1（a）“爆破网络示意图”示。MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2导火索火雷管爆破网络示意图MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2MS-2网络联接方式除图中所示斜线起爆外还可以采用孔间微差起爆或V型起爆方式，施工时可根据爆破效果，选择最优的网络联接方式。网络每序较前序延时25ms，孔内延时雷管均为2发MS5，延时110ms；孔边数值为该孔延期时间（ms）。图4-1(a)斜线爆破网络图深孔微差挤压爆破爆破参数如表4-1深孔微差挤压爆破爆破参数表示。表4-1微差挤压梯段爆破爆破参数表钻孔规格爆破参数炸药单耗(Kg/m3)装药量(Kg)孔径(mm)750.4717.204孔深(m)6.6孔距(m)2排距b(m)1.7排间微差间隔(ms)254.2.3.预裂及光面爆破爆破参数设计表4-2预裂及光面爆破的参数爆破类型孔径(mm)孔距(m)孔深(m)最小抵抗线(m)超深(m)堵塞长度(m)线装药密度（g/m）预裂爆破750.8～1.05～6--1.0～1.21.0～1.2300~400光面爆破751.0～1.25～61.0～1.21.0～1.21.0～1.2300~4005.施工计划为保证2009年12月1日大坝第1仓混凝土顺利入仓，计划于2009年11月28日完成坝基开挖，具体开挖时间安排如下。5.1.左岸坝基开挖计划表5.1左岸坝基开挖计划编号项目名称时间（天）计划开工时间计划完工时间主要工程量（m）)1345以上土石方开挖42009/8/12009/8/4201362325~345土石方开挖62009/8/52009/8/10422853305~325土石方开挖82009/8/112009/8/18568884285~305土石方开挖102009/8/192009/8/28700155265~285土石方开挖102009/8/292009/9/7784246245~265土石方开挖62009/9/82