大坝基础开挖专项施工方案.docx
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大坝基础开挖专项施工方案
第一节工程概况
一、工程简况
工程位于雍阳河右岸一级支流白岩河上，属瓮安县南部的平定营镇，距平定营镇1.5km，距瓮安县城12km，交通便利。
胜土水库坝址以上流域集水面积17.33km2（其中：
明流区集雨面积1.79km2,闭流区15.54km2），坝址以上主河道河长8.83km，平均坡降36.2‰。
水库校核洪水位1145.32m，总库容515万m3；正常蓄水位1143.00m，相应库容为442万m3；死水位1113.00m，相应库容为19.3万m3，兴利库容422.7万m3。
本工程挡水建筑物、泄水建筑物为4级建筑物，次要建筑物为5级建筑物，临时建筑物为5级。
枢纽布置为：
混凝土面板堆石坝+右岸开敞式溢洪道+左岸取水兼放空洞+供水管线。
坝顶高程1145.50m，坝基最低高程1110.00m，最大坝高45.5m，坝顶宽度6m，坝顶长214m。
取水钢管直径1.0m，取水口进口底板高程为1111.00m。
溢洪道净宽15m，堰顶高程1143.00m，进口底板高程为1141.00m。
1、挡水建筑物
坝顶高程1145.50m，最大坝高45.5m，坝顶宽度6m，坝顶长约214.00m，坝顶上游设防浪墙，防浪墙顶高程1146.70m，下游设计防护栏杆。
上、下游坝坡均为1:
1.4。
混凝土趾板布置于弱风化岩体中上部，宽4.0m，厚0.4m，底部高程为1100.00m。
混凝土面板厚度为等厚0.4m，面板上游依次为铺盖区（顶部高程1113.00m，顶部水平宽度2.5m），盖重区（顶部高程1113.00m，顶部水平宽度2.5m）；面板下游依次为垫层区（水平宽度3.0m）、过渡区（水平宽度3.5m）、主堆石区及下游块石护坡。
2、趾板以上边坡按永久边坡进行喷锚支护：
系统锚杆Φ25锚杆，L=4.5m，间、排距3m；喷混凝土C20厚10cm，挂网钢筋φ6.5@20×20。
趾板及趾板下游水平防渗段范围内进行固结灌浆和喷锚支护。
在趾板基础布置两排固结灌浆孔，间、排距为3m，河床段孔深8m，岸坡段孔深5m。
在趾板下游水平防渗段布置两排固结灌浆孔，间、排距3m，河床段孔深8m，岸坡段孔深5m。
趾板基础布置锚杆，河床段趾板设Φ25锚杆，L=4.5m，间、排距3m；河床段趾板下游水平防渗段、岸坡段趾板及其下游水平防渗段设Φ25锚杆，L=4.5m，间、排距2m。
3、混凝土面板面板等厚0.4m，面板共分19块，单块宽度8.04~12m。
面板上游依次为铺盖区（顶部高程1113.00m，水平宽度2.5m），盖重区（顶部高程1113.00m，顶部水平宽度2.5m）；面板下游依次为垫层区（水平宽度3m）、过渡区（水平宽度3.5m）、主堆石区及下游块石护坡（厚40cm）。
趾板与面板间设周边缝一条，面板间设垂直缝18条，面板与防浪墙间设变形缝一条，防浪墙间设伸缩缝17条。
各缝间均设有止水设施。
二施工组织方案
1、施工组织计划
根据本工程特点及监理人、发包人对工期的要求，对土石方方开挖工程的工期作如下安排：
（1）2016年1月开始进行导流兼引水隧洞、左右坝肩的施工，在导流兼引水隧洞
完成后，进行截流及上、下游围堰、基坑的施工，在2016年3月底完成。
（2）2016年4月初开始进行大坝的填筑工作，在2016年5月前，将坝体填筑至度汛高程以上（1126.00m高程以上），2016年汛期，继续进行大坝1124.00m高程以上的填筑，2016年7月底，基本完成大坝的填筑施工。
（3）2016年8月至2017年1月大坝等待坝体沉降，2017年2月开始进行大坝混凝土面板的施工，在2017年3月底完成，然后进行大坝坝顶防浪墙等的施工，2017年6月，大坝基本施工完成。
（4）帷幕灌浆工程在进场后随主体工程（大坝）进行施工，在大坝坝肩开挖的同时，进行帷幕灌浆平洞的开挖，在大坝趾板具备条件后，即进行大坝的帷幕灌浆工作。
（5）溢洪道工程在大坝坝肩开挖时同时进行开挖，开挖完成后进行混凝土浇筑工作，在2016年7月底前完成。
2.围堰设计
（1）、大坝上游围堰
按枯期挡水、汛期过水围堰设计，堰体材料为土石料。
围堰堰顶高程取为896.2m，为梯形断面，堰长31.4m，最大堰高6.2m，最大底宽13.5m，顶宽4.0m，上游坡比为1：
1、下游坡为1：
0.5。
堰体采用帷幕灌浆防渗，灌浆孔按双排布置，孔距2m，排距1.5m，呈梅花型布置，进入基岩深度2.0m。
（2）、大坝下游围堰
按汛期过水围堰设计，堰体材料为土石料。
围堰堰顶高程取为893.2m，为梯形断面，堰长23.8m，最大堰高3.5m，顶宽4.0m，底宽13.8m，上、下游坡为1：
1.4。
堰体同样采用帷幕灌浆防渗，灌浆孔单排布置，孔距2m，进入基岩深度2.0m。
3、施工布置
（1）场内交通
坝址场内交通较为方便，河床右岸已有乡村公路直通坝址，坝体开挖出碴时，稍为维修、养护便可满足施工要求，下基坑公路开挖到基坑时，可根据开挖成形情况布置。
临时公路路面按4m宽修建。
（2）施工供风
本工程主要用风工作面为大坝基础开挖，为减少成本投入，各工作面空压机的使用可根据现场实际投入时间进行安排。
空压机主要布置于左坝肩930.0高程上。
开挖过程中视地形条件，可迁移，主要为方便施工为前提条件。
坝基开挖在坝址下游30m,高程890.0m位置布置1台12m3空压机负责供风。
（3）施工供水
本分部工程主要用水坝基清洗，风钻钻孔用水，基础面清洗，混凝土拌和用水等，开挖基础面清洗直接利用水泵从河内提取。
钻孔用水直接从高位水池接用。
（4）、施工供电
根据现场地形条件在左岸生活区架设2台SL7-400－400/10变压器降压后即可作为施工用电,供电条件较好,能满足施工用电负荷要求，只需在附近布置架设到各施工用电处。
施工设备电压采用380V，生活照明电压采用220V。
施工现场线路采用“三相五线”架至工作面及生产、生活设施位置。
第二节施工组织与管理
一、人力资源组织与管理
为优质、高效的完成本工程建设任务，保证2016年4月30日安全渡汛，针对工程特点，成立了施工进度、质量管理领导小组，由项目经理全权负责施工管理人员的组织与管理。
由参加过类似工程施工管理、具有较强施工管理能力和专业水平的技术管理人员组成工程项目领导班子，选用经验丰富的施工队伍负责主要建设任务。
群策群力，确保工程安全、质量和进度。
具体安排如下：
施工组织管理人员名单
职务
姓名
学历
职称
项目经理
曾维林
大学
工程师
项目总工
高成卫
大学
工程师
测量负责人
王家松
大专
工程师
安全负责人
李承伟
中专
助工
质检负责人
魏亮
中专
助工
物资、设备部
张冲
中专
助工
开挖班长
王天中
二、施工机械设备组织与管理
机械设备的投入是工程质量、进度的重要体现，为此我单位相当重视施工机械设备的使用和管理。
针对本施工的工程的特点，主要拟投入的机械设备如下：
拟投入本工程的机械设备表
序号
设备
名称
型号
规格
数量
国别
产地
制造
年份
额定功率
（KW）
生产
能力
用于
施工部位
备注
6
反铲挖掘机
1.5m3
4
2000
开挖等
7
装载机
3.0m3
2
柳工
2012
开挖填筑
8
装载机
2.0m3
2
柳工
2012
开挖
9
推土机
TY320
2
山推
2012
开挖、填筑
10
推土机
TY220
2
山推
2012
开挖、填筑
11
自卸汽车
20t
14
北方重汽
2013
开挖、填筑运输
12
载重汽车
12t
2
一汽
2013
金属结构运输
13
载重汽车
5t
4
一汽
2013
钢筋模板等运输
42
电动空压机
20m3/min
8
中国柳工
2013
170
20m3/min
供风
43
柴油空压机
5.6m3/min
10
中国柳工
2004
88
12m3/min
供风
45
离心泵
IS80-65-125
2
中国重庆
2011
11
Q=50m3/hH=20m
排水
46
多级离心泵
IS100-65-315
3
中国重庆
2011
11
Q=100m3/hH=125m
供水
47
潜水泵
50WQ40-15-4.0
4
中国上海
7.5kW
排水
新购
48
潜水泵
2.2kW
4
中国上海
2.2kW
排水
新购
49
排污泵
2.2kW
6
中国上海
2.2kW
排水
新购
50
排污泵
5.5kW
2
中国上海
5.5kW
排水
新购
51
变压器
ZBW-400/10/0.4
2
中国沈阳
2012
400kw
供电
第三节施工方法
一、面板堆石坝
1、土石方开挖
土方开挖采用至上而下分层进行，分层厚度控制在2~3m，采用挖机挖装，20t自卸汽车运输至渣场堆放。
采用至上而下分层进行，分层厚度控制在10m左右，采用YQ100B型轻便潜孔钻造孔，非电爆破，设计边线采用光面爆破控制，建基面预留2m保护层采用手风钻开挖。
出渣采用挖机挖装，20t自卸汽车运输至渣场堆放。
趾板部位的石方开挖采用手风钻钻孔爆破，分层厚度不大于3m，趾板基础预留2m保护层，保护层建基面上1.5m以内的基础面保护层，采用手风钻逐层钻孔装药，浅孔密布方式爆破，每层孔深不超过50cm，火花起爆，则其药卷直径不得大于32mm（散装炸药加工直径不得大于36mm），最后一层炮孔孔底高程可钻至建基面终孔。
对于软弱、破碎岩基，则最后一层留足30cm的撬挖层进行人工或风镐撬挖；趾板保护层上面一层开挖厚度按不大于1.5m控制。
2、料场开采
采用至上而下分层进行，分层厚度控制在10m左右，采用CM351高风压潜孔钻、YQ100B型轻便潜孔钻造孔，非电爆破，设计边线采用光面爆破控制。
出渣采用挖机挖装，20t自卸汽车运输至渣场堆放，合格填筑料采用挖机挖装，20t自卸汽车运输至大坝工作面填筑。
二、溢洪道工程
1、土石方开挖
土方开挖采用至上而下分层进行，分层厚度控制在2~3m，采用神钢330挖机挖装，20t自卸汽车运输至渣场堆放。
石方开挖采用至上而下分层进行，分层厚度控制在5m左右，采用YQ100B型轻便潜孔钻造孔，非电爆破，设计边线采用光面爆破控制，建基面预留2m保护层采用手风钻开挖。
出渣采用挖机挖装，20t自卸汽车运输至渣场堆放。
2主要施工措施
（1）开挖分层
开挖施工采用自上而下分层开挖，边坡开挖分层根据使用的钻孔设备、边坡坡度等确定，钻孔设备主要采用液压钻钻孔，分层高度3～5m，建基面采预留保护层手风钻钻爆。
（2）施工工艺流程图
土石方开挖施工工艺流程如下图所示。
测量布孔及设备就位
土石方开挖施工工艺流程图
（3）土方开挖施工
①、施工工艺流程
土方开挖施工工艺流程如下图所示。
植被清理
土方开挖施工工艺流程图
②、主要施工方法
土方开挖采用自上而下逐层开挖，分层高度与石方开挖分层一致，CAT330反铲挖机配合TY220推土机推渣至下部出渣道路旁，神钢330反铲挖掘机装20t自卸汽车运输至指定的渣场堆放。
（4）石方开挖施工
①、施工工艺流程
石方开挖施工工艺流程如下图所示。
反铲配合推土机翻碴
石方开挖施工工艺流程图
②、主要施工方法
溢洪道石方开挖采用自上而下分层开挖，分层高度3m。
边坡采用光面爆破开挖，趾板水平建基面采用预留2m厚保护层开挖。
a、钻孔
溢洪道开挖主要采用轻便潜孔钻钻孔，分层高度3~5m，薄层剥离及趾板基础面采用YT28手风钻钻孔。
边角部位、大块石解小采用YT-28手风钻钻孔。
b、爆破
石方爆破采用2#铵锑炸药（遇水采用乳化炸药）和非电雷管装药联网爆破。
为保证边坡的完整性和平整度，坡面采用光面爆破和预裂爆破技术施工。
孔径φ90~105mm，预裂孔间距1.0~1.1m。
，选用φ32~50mm乳化炸药，选用线装药密度300~360g/m。
c、出碴
开挖出碴采用挖掘机配合TY220推土机翻碴，集碴于出碴下部道路旁后采用的挖机分别装20t自卸汽车运输至指定碴场。
（五）质量与安全文明保证措施
（1）边坡开挖质量保证措施
为严格控制边坡开挖质量，以获得符合设计及规范要求的开挖尺寸及完整的基岩面，施工中须在以下环节加以控制：
①、在施工前，做好现场的预裂爆破试验，以获得合理的爆破参数；
②、预裂爆破施工过程中严格按作业程序规范施工行为；
③、采用铅锤和角度尺控制预裂孔钻孔角度，确保预裂孔钻孔质量；
④、严格按爆破设计装药结构进行预裂孔的装药；
⑤、每次预裂爆破后，首先检查表面是否形成1.0cm宽度的连续裂缝，梯段爆破挖运完成后，再检查预裂面是否受到破坏，残孔率和岩面平整度是否达到设计要求，为进一步优化预裂爆破参数提供依据。
（2）基础开挖质量保证措施
基础面周边采用水平预裂、浅孔小药量爆破，施工中控制措施有：
①、先锋槽开挖，设计边坡面做好预裂爆破。
②、保护层开挖中，预裂孔钻孔时，随时检查钻孔倾角，终孔偏差应小于15cm；主爆孔钻孔前，在工作范围间隔3m标示一个高程控制点，以便检查钻孔深度，控制终孔深度距建基面20cm。
③、认真处理开挖范围内的溶洞和断层破碎带。
（六）安全文明保证措施
（1）加强对爆破材料的管理，保证爆破材料在运输、储存、使用等环节中安全可靠，防止流失。
（2）建立安全警戒、警报系统，在爆破安全警戒区边线（350m范围）由安全人员手持红旗站岗进行警戒，爆破警戒系统采取预报（撤离）、爆破、解除三种警报信号形式。
（3）爆破时，能够撤离的施工人员和设备必须迅速撤至爆破警戒范围以外，对附近的建筑物及不能撤走的施工机械设备采取安全防护措施。
同时采取控制爆破，调整爆破方向，使爆破震动危害和飞石得到有效控制。
（4）对有防护要求的爆破区开挖爆破作业采取对爆破孔堵塞长度适当加大，炮孔采用粘土堵塞，并采取在爆块上面覆盖铁丝网二层，竹夹板及砂袋等措施。
三、料场工程
（一）、石料爆破
1、爆破试验的目的和主要内容
由于堆石料的级配是提高堆石体密度、模量和减少坝体沉降变形的基础，而合理的施工爆破参数是获取符合设计级配与质量要求的筑坝材料的前提。
因此在料场开挖中必须进行爆破试验，选择适当的爆破材料、最优的爆破参数和符合施工图纸规定的堆石料粒径，达到指导爆破施工的目的。
爆破试验主要内容包括：
①、确定合理的过渡料开采爆破参数。
②、确定合理的主堆石料开采爆破参数。
③、选择合适的爆破器材。
④、防止爆破振动对料场高边坡影响，保证开挖边坡的平整和完整。
3、爆破试验依据
①、大坝填筑料级配曲线；
②、设计要求的爆破区相邻建筑物的最大质点振速；
③、《爆破安全规程》GB6722；
④、其他相关的规程规范。
4、试验方案
爆破方案为深孔梯段爆破，抛掷方向视工作面的临空情况而定，做到既方便出碴，又使爆体具有良好的临空面。
设计为毫秒微差爆破，采用非电雷管起爆网络，一孔一响或多孔一响的组合起爆模式。
5、试验参数
①、爆破试验参数
主爆孔试验参数根据类似的工程经验拟定，先按下表的参数试验，通过试验再调整参数获得最佳爆破参数。
主堆石爆破技术参数表
项目
主爆破孔
缓冲孔
预裂孔
钻机
CM-351
CM-351
YQ-100B
孔径（mm）
110
110
90
钻孔倾角
80
80
70
布孔方式
梅花型
梅花型
孔距（m）
4
1.5
1
排距（m）
2.4
1.5
钻孔深度（m）
16
16
15.5
药卷直径（mm）
70
32
32
钻孔超深（m）
0.8
0.8
0.5
堵塞长度（m）
3.5
2.5
2.5
炸药单耗（kg/m3）
0.46
0.35
300-360g/m
装药结构
连续
连续
间隔
次堆石爆破技术参数表
项目
主爆破孔
缓冲孔
预裂孔
钻机
CM-351
CM-351
YQ-100B
孔径（mm）
110
110
90
钻孔倾角
80
80
70
布孔方式
梅花型
梅花型
孔距（m）
3.5
1.5
1
排距（m）
2.5
1.5
钻孔深度（m）
16
16
15.5
药卷直径（mm）
70
32
32
钻孔超深（m）
0.8
0.8
0.5
堵塞长度（m）
3.5
2.5
2.5
炸药单耗（kg/m3）
0.45
0.35
300-360g/m
装药结构
连续
连续
间隔
过渡料爆破技术参数表
项目
主爆破孔
缓冲孔
预裂孔
钻机
CM-351
CM-351
YQ-100B
孔径（mm）
110
110
90
钻孔倾角
80
80
70
布孔方式
梅花型
梅花型
孔距（m）
2
1.0
1
排距（m）
2
1.0
钻孔深度（m）
16
16
15.5
药卷直径（mm）
70
32
32
钻孔超深（m）
0.8
0.8
0.5
堵塞长度（m）
3.5
2.5
2.5
炸药单耗（kg/m3）
0.70
0.35
300-360g/m
装药结构
连续
连续
间隔
②、装药结构
主爆孔和缓冲孔的装药结构：
主爆孔和缓冲孔有两种装药结构形式，分别是耦合装药和耦合间隔装药，其中耦合间隔装药又分间隔1段装药和间隔2段装药。
在间隔耦合装药中，间隔长度一般为0.8~1.5m，上下段炸药之间用导爆索联结，起爆雷管分别装在孔的上下部。
预裂孔装药结构：
将药卷按设计线装药密度用胶布绑扎在竹片上，然后放入孔内。
底部2m加强装药，线装药密度翻倍；顶部堵塞段以下1m减弱装药，线装药密度减半。
堵塞的时候先用纸团或草团塞在药卷顶部，用岩屑将孔口封堵密实。
5、起爆网络
采用微差起爆法，先按一孔一响和多孔一响组合起爆进行设计。
在靠近边坡和建筑物较近的地方，按一孔一响进行设计，尽量减小单响药量，从而降低振动对周围建筑物和边坡的影响。
①、过渡料的起爆网络
过渡料采用“V”形微差挤压爆破网络或孔间微差顺序起爆网络。
这种网络具有如下特点：
a、从爆区中部开始顺序起爆，逐步向两边延伸，大约呈“V”形的起爆顺序，形成同排邻孔相互碰撞。
b、组成“V”形的爆破孔同时起爆，形成“V”形区的第二次挤压碰撞。
c、孔间微差顺序起爆，使每孔爆破时有三个临空面，且邻孔与前后排的孔间均产生挤压二次破碎。
②、主堆石料的起爆网络
主堆石料的起爆网络在考虑碰撞的同时要充分利用临空面。
碴料筛分试验
爆破结束后，选择爆堆中有代表性的部位，一般是爆堆中心部位，按比例挖出一部分碴料进行筛分。
主堆石料选取的筛网规格：
800mm、500mm、200mm、100mm、20mm、5mm、0.5mm。
过渡料选取的筛网规格：
300mm、200mm、100mm、20mm、5mm、2mm、0.5mm。
筛网规格还可根据业主及监理要求调整。
粒径大于20mm的石料在室外现场筛分，小于20mm的在室内筛分。
根据筛分结果作出筛分曲线，如果筛分曲线在设计的上下包络线内，则说明采用该爆破参数可以开采出合格的级配料，否则需调整参数再进行试验，直到开采出合格的级配料为止。
6、现场爆破振速测量
对所采用的爆破方案进行爆破质点振动速度测量，建立爆区振动速度衰减规律的关系式。
V=K（Q1/3/R）α
V为质点振动速度cm/s，
Q为单响药量kg，
R为测点至爆区中心的距离，
K、α为爆区与地质、地形、爆破方案等有关的系数和衰减指数。
寻找质点的衰减规律就是要通过试验求出爆区的K、α值，建立衰减关系式。
爆破振速测量仪器：
拾振器（速度计、位移计）各10只
光线示波仪1台；
磁带记录仪1台。
成果报告
爆破试验结束后14天内，根据爆破试验成果，进行资料的整理分析，并编写出爆破试验报告，报监理工程师审批。
试验报告的主要内容为：
①、每场爆破参数设计内容和调整参数后的效果；
②、爆破料的粒径级配分析结果和爆破岩块形状特征测定结果；
③、爆破振动观测成果报告；
④、爆破方案与级配曲线关系分析；
、爆破参数的综合效果分析和施工推荐参数。
（二）、施工方案
（一）、施工工艺流程
施工工艺流程见下图：
下一循环
开挖施工流程图
（1）、开采方法
覆盖层采用推土机先清除表层，采用1.5m3反铲进行开挖清除，20t自卸汽车运输要求的地点堆放。
（2）、开挖分层
料场的梯段分层高度与开采作业所采用的采装设备有关，同时要保证有较好的爆破效果。
根据我们过去采石场的开采经验和为本工程所配备的采装设备，确定梯段分层高度为10m。
每层布置一级马道，马道宽度3.0m。
（3）开采运输方式
施工将临时公路展线进入每个施工区，爆破后可以直接在开采平台上装运。
挖装设备为3m3装载机，运输设备为20t自卸汽车。
（4）出渣
出渣分别采用3m3装载机20t自卸汽车运输。
对爆堆的泥团及无用料以反铲，人工配合为主进行分拣装车运至弃料场。
需注意事项：
①、开挖过程中，严格按业主及监理工程师批准的爆破设计（经爆破试验确认）进行作业。
②、对夹层、溶蚀裂隙充填物等无用料，要有数量充足的人员在现场配合机械进行分拣装车运至弃料场，并安排责任心强的管理人员严格把关。
③、加强安全教育和防护，注意爆破安全。
（二）、土料开采
1、土料运输设备
土料运输主要采用20t自卸汽车水平运输。
2、土料开采设备
土料开采主要采用1.5m3反铲开挖。
3、土料开采方案及要求
①、土料场开采程序
施工准备→施工测量→耕植土开挖→土料开挖。
②、施工准备
施工前，根据工程地质结构，地形地貌和水文地质情况，组织相关施工人员对开挖施工时可能引发不稳定坡体采取有效的预防性保护措施。
③、施工测量
施工前，测量人员首先对开挖部位的原始地形进行复测，将复测结果报监理人审核备案，然后根据施工图纸测放出开挖范围，并做出现场控制点标识，以便现场
④、土料开采
施工人员按照测量放样结果，在开口线外侧周边设置临时截排水沟，截排水沟断面尺寸为30cm×40cm。
料场土方开挖前须先对开挖区域内表层耕植土进行开挖，开挖以反铲为主，装载机和推土机辅助集料，20t自卸汽车水平运输至指定料场堆放。
土方开挖自上而下分层进行施工，根据工作面布置情况，土料一次开采到底，避免用料浪费。
开挖过程中派专人对岸坡及周围土体的稳定情况进行严密监控，并作好记录，预防边坡失稳。
4、取样检测
土料开采前，根据前期进行检测的含水率，确定有限开采的区域。
在土料开采过程中，检测料场混合后土料的含水量。
根据料场含水量以及土料填筑过程中进行检测并确定土料开采的合适含水量。
5、排水布置
①、保留区边坡用人工配合反铲进行边坡的修整。
②、开采时工作面微向外倾斜，坑沆用土料填平，以防工作面积水，并确保开采边坡稳定。
③、在有用料已开采完毕的作业面修建排
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