08第八章大坝开挖及支护施工

四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝工程（ZGN/SZP/CⅡ）技术文件中国水利水电第十四工程局-119-第八章大坝开挖及支护工程施工8.1概述8.1.1工程概况狮子坪水电站坝肩两岸地形陡峻，基岩裸露，临河坡高大于300m，平均坡度45～50°，岩性为变质砂岩与千枚状板岩互层，岩层陡立，走向与河谷近于正交，坡体内未见大的不利结构面发育，谷坡整体稳定性良好。但浅表部岩体卸荷松驰明显，裂隙普遍张开，陡倾卸荷裂隙与缓裂组合，易形成局部不稳定的块体。坝基河床覆盖层深厚，最厚达92.5m，主要由含砂漂(块)卵砾石、层含砂漂（块）卵砾石、块碎砾石土及含漂卵砾石组成，其厚度分别为14~18m、39~58m、0~39m、3~7m。狮子坪水电站大坝标安排在2004年8月1日开工，2004年8月15日开始进行坝肩开挖，2004年12月河道截流，2005年2月底向狮子坪基础处理工程标提供河床混凝土防渗墙施工工作面，2005年4月初向狮子坪基础处理工程标提供灌浆平洞施工工作面。大坝开挖及支护工程主要包括：坝肩及河床坝基、灌浆廊道及交通洞的开挖与支护。大坝左岸坝肩开挖总体较厚，心墙开挖厚度大多在20m左右，开挖坡比1：0.7；大坝右岸坝肩开挖总体较薄，心墙开挖厚度仅6m左右，开挖坡比1：0.95；河床宽约85m，心墙底宽130m，河床覆盖层开挖深度2～13m；灌浆平洞开挖典型断面为4.5×5m城门洞型，交通洞开挖典型断面为3.2×4m城门洞型。主要工程量见表8-1。开挖及支护主要工程量表表8-1工程项目工程部位土方明挖（m3）石方明挖（m3）石方洞挖（m3）锚杆（根）喷砼（m3）钢筋网（t）坝肩及河床坝基447100148000——980012000215灌浆平洞及交通洞——144017938845————8.1.2工程特点、难点及对策1、工程施工准备时间短，2004年8月1日开工，8月15日开始坝肩开挖，前期施工道路形成困难，进场开工后立即进行道路施工，先形成机械毛路和便道，确保8月15日坝肩开始开挖，在初期坝肩支护或钻爆时，车流量少时及时进行四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝工程（ZGN/SZP/CⅡ）技术文件中国水利水电第十四工程局-120-扩宽及路面结构施工，对于左右坝顶边坡以人工手风钻开挖为主。2、坝肩开挖岸坡陡，施工道路布置困难，左岸出渣主要采用翻渣方式将弃渣溜至L0公路(心墙EL2475以上及上层灌浆廊道、交通洞渣溜至L1公路转运至①渣场)，右岸溜渣至原317国道，转运至①渣场，需在原317国道和L0公路上设集渣平台，并在临河侧用钢筋石笼设置拦渣坎防止渣料下河。3、改线前原317国道贯穿坝基施工区，道路保通问题对本工程开挖存在很大干扰。317国道保通线路通过坝址区时，坝区开挖放炮定时进行，放炮时两端设置警戒禁止通行，爆后清除路面落渣后再放行，确保过往车辆通行安全。4、开挖工程量及开挖高度较大，坝肩开挖最大高度约136m（EL2544.00～EL2408.00），工期短且浅表部岩体卸荷松驰明显，裂隙普遍张开，陡倾卸荷裂隙与缓裂组合，存在局部不稳定的块体，因此，坝肩开挖支护分期进行，在分期基础上再分层进行，上一层支护未完不得进行下一层的开挖。8.2开挖分期规划根据317国道保通要求，坝肩开挖支护从左至右，从上至下依次分四期进行：Ⅰ期：左坝肩EL2475m以上边坡开挖支护，包括左岸EL2544m、EL2475m两层灌浆平洞及之间交通洞开挖支护，317国道保通仍利用原317国道通行；Ⅱ期：右坝肩EL2475m以上边坡开挖支护，包括右岸EL2544m、EL2475m两层灌浆平洞及之间交通洞开挖支护，317国道保通利用左岸L0道路通行；Ⅲ期：左坝肩EL2475m以下边坡及河床开挖支护，包括左岸EL2410.5m灌浆平洞及EL2410.5m、EL2475m间交通洞开挖支护，317国道保通利用R0道路（河床317临时改线公路）通行；Ⅳ期：右坝肩EL2475m以下边坡开挖支护，包括右岸EL2410.5m灌浆平洞及EL2410.5m、EL2475m间交通洞开挖支护，Ⅳ期开挖时库区317国道改线公路已通车。为保障边坡稳定及施工期安全，各期施工按自上而下逐层进行开挖支护，分层高度不大于10m，每层开挖前先进行预裂爆破，不宜进行预裂爆破的预留保护层手风钻光爆开挖。开挖分期规划及开挖程序参见图8-1，分期特性见表8-2。四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝工程（ZGN/SZP/CⅡ）技术文件中国水利水电第十四工程局-121-开挖施工分期规划特性表表8-2分期范围工程量(m3)施工时段平均施工月强度(m3/月)Ⅰ左坝肩EL2475m以上10440104.08.15～10.3140760Ⅱ右坝肩EL2475m以上4895804.11.01～12.3124479Ⅲ左坝肩EL2475m以下及河床坝基31522605.01.01～04.3063045Ⅳ右坝肩EL2475m以下12651505.05.01～6.30632588.3施工布置8.3.1施工风水电及渣场开挖施工风水电就近由布置于左右岸压气站、水池及变电所引用，风水电布置参见第三章施工总布置，渣场采用业主指定的坝址上游的①弃渣场。8.3.2施工道路布置1、施工道路布置原则（1）充分利用317国道和已有的道路，结合围堰填筑及上坝道路布置施工道路进入各开挖期；（2）道路布置充分考虑317国道改线通车前的保通问题；（3）开挖施工道路布置尽可能经济，以减少工程投资；（4）施工道路平均纵坡不大于12%；2、发包人提供施工道路除317国道通过本标施工期可充分利用外，本标所需其它道路均需自行修建。3、拟建施工道路招标文件在开挖区内未提供施工道路，为满足施工需要，布置以下施工道路作为开挖施工通道(其余主要用于混凝土浇筑及大坝填筑的道路参见相关章节)：2#公路：从大坝上游左岸原317国道至上游围堰顶EL2435。L0施工道路：从左岸2#路EL2425接线水平进入左坝肩开挖区，下游接填筑用6#公路EL2415。2#-1施工道路：从左岸2#路EL2427接线至坝肩EL2457。L1施工道路：由2-1#施工道路EL2457在开挖区内接线至I期开挖高程EL2475，下游接填筑用5#-2路EL2485。7#-1施工道路：从7#路EL2445接线至右坝肩EL2470。四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝工程（ZGN/SZP/CⅡ）技术文件中国水利水电第十四工程局-122-R1施工道路：由7#-1施工道路EL2470在开挖区内接线至Ⅱ期开挖高程EL2475，下游接填筑用9#路EL2460。7#公路：开挖区外施工主干运输道路，接至①弃渣场及原317国道，承担大坝开挖出渣及支护材料运输。8#公路：开挖区外施工主干运输道路，连通7#公路及原317国道，承担大坝开挖出渣及支护材料运输。R0（317临时改线公路）：由原317国道大坝右岸下游段改线从河床内至上游围堰接2#公路连通原317国道大坝上游左岸段。开挖施工道路布置参见图8-2～8-9，施工道路特性见表8-3。开挖施工道路特性表表8-3道路名称起止高程(m)长度(m)路宽(m)最大纵坡承担的主要任务备注原317国道开挖区外施工主干运输道路，与2#、8#公路相连，并承担左右坝肩开挖出渣及支护材料运输。已存在2#公路2420～24354209.53.6%开挖区外施工主干运输道路，与317国道、2-1#公路、L0公路相连，并承担左坝肩Ⅰ期、Ⅲ期开挖出渣及支护材料运输。新建L0道路（左岸低线公路）2415～24258459.51.2%在右坝肩Ⅱ期EL2475以上开挖时保通317国道，承担左坝肩开挖大部分出渣及支护材料运输，连接2#与6#公路。在开挖区内形成2#-1（左岸中线公路连接线）2445～24571909.58%开挖区外施工运输道路，与2#公路、L1路相连。新建L1（左岸中线公路）2457～2475～24855145.59.4%承担左坝肩Ⅰ期EL2475以上开挖出渣及支护材料运输。在开挖区内形成7#公路2450～243526509.5-0.6%开挖区外施工主干运输道路，接至①弃渣场及原317国道，承担大坝开挖出渣及支护材料运输新建7#-1（右岸中线公路连接线）2460～24754009.57.5%开挖区外施工运输道路，与7#公路、R1路相连。新建R1施工道路（右岸中线公路）2470～2475～24606705.58.2%承担右坝肩Ⅱ期EL2475以上开挖出渣及支护材料运输。在开挖区内形成8#公路2420～24605009.58%开挖区外施工主干运输道路，连通7#公路及原317国道，承担大坝开挖出渣及支护材料运输新建四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝工程（ZGN/SZP/CⅡ）技术文件中国水利水电第十四工程局-123-道路名称起止高程(m)长度(m)路宽(m)最大纵坡承担的主要任务备注R0(317临时改线公路)2415～2412～2435639．29.58%在左坝肩Ⅲ期EL2475以上开挖时保通317国道，并承担河床坝基的开挖出渣及支护材料运输。在开挖区内形成4、洞挖施工道路布置灌浆平洞和交通洞利用开挖期和填筑期的施工道路，就近接线修筑施工便道或斜坡道至各洞口，以满足施工的需要。8.4施工程序安排8.4.1施工程序安排原则1、工程开工进场，抓紧施工准备工作，随即开展施工道路修建、从上至下开挖排水沟及必要的防洪工程施工。2、根据所采取的施工工艺和设计支护型式，喷锚支护及时跟进开挖工作面，与开挖平行作业，在每个开挖区组织多工序的平行交叉作业，抓好工序衔接、减少施工干扰，提高施工效率，以缩短直线工期。3、灌浆平洞和交通洞开挖支护随边坡开挖从上至下逐层进行。4、坝基保护、地质缺陷等滞后右坝肩开挖工作面随之向下推移，与其同期完成。在每一作业面地质缺陷处理完，进行锚杆及喷砼、砼浇筑及灌浆施工。5、安排施工考虑雨季影响，对雨季施工采取防洪防塌措施，确保工程施工安全和施工质量。8.4.2施工程序框图根据开挖分层及施工规划，坝肩、河床坝基开挖、支护程序安排见下框图：四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝工程（ZGN/SZP/CⅡ）技术文件中国水利水电第十四工程局-124-开挖支护施工程序框图8.5土石方开挖及支护施工8.5.1开挖分层根据本工程的特点、总工期要求及施工道路布置情况，对坝肩和坝基开挖进行立面上分层自上而下进行施工。按照“自上而下、由外向内、分层分部”的原则，逐层开挖逐层支护。根据本标工程项目特点及地形条件，为合理、充分利用施工资源，加快施工进度，满足施工强度要求，开挖过程中，左岸在立面上共分为19层，右岸共分为14层，开挖按分期从上至下逐层进行作业，参见图8-10。8.5.2坝肩土石方开挖1、土方开挖工艺及措施大坝土方开挖主要集中在坝肩各层表层及坝基，共有447100m3。（1）土方开挖工艺流程施工准备施工控制网测量、开挖区原始地形断面测量植被清理及开挖区外设计截、排水沟开挖施工道路修建Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期分期开挖支护开挖支护结束四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝工程（ZGN/SZP/CⅡ）技术文件中国水利水电第十四工程局-125-土方开挖工艺流程框图（2）土方开挖措施①施工测量a、在监理提供给我项目部施工控制点后，首先在监理的指导下进行控制点的复测，并将复测成果报监理审核批准后进行施工测量。必要时将增加施工控制点；b、对施工区内原始地形进行测量，绘制出可供施工使用的断面图，并核算出工程量，报监理审核；c、依据复测成果，放出开挖区的上开口线提供给施工单位进行清理植被，并清坡；d、根据施工需要进行开挖边坡放样，检查边坡开挖体形，并完成开挖边坡的竣工断面图，平面图，同时完成工程量的计算；e、为工程施工提供必要的控制点，以便放样和施工人员控制施工边线的几何尺寸；f、采用全站仪、N2水准仪进行控制测量，采用全站仪进行测量放样；g、施工中严格按《水利水电工程测量施工规范》标准进行施工。植被清理修建施工道路及施工截、排水沟反铲配合人工修坡反铲挖装15t自卸车反铲或人工开挖溜渣至集渣平台正铲(或装载机)装20、15t自卸车边坡支护（或基础处理）四川杂谷脑河狮子坪水