基坑排水开挖及支护施工方案Word文件下载.docx
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受断层影响，岩层产状变化较大，总体为单斜构造,岩层倾左岸，倾角24～34°
河谷总体近为顺向谷。
从左岸至右岸分布泥质白云岩与泥岩互层,岩体软硬相间，F20断层破碎带宽约4~8m,破碎带岩体极破碎，物理力学指标较低;
受F20断层影响，坝址节理裂隙发育，坝址弱风化岩体为BⅣ夹CⅣ类岩体，其承载力、变形条件满足柔性坝基础要求。
3.水文资料
3。
1径流
从整个麻沙河流域来看，麻沙河流域位于老厂多雨区边缘,降水量下游较上游相对略小，支流源头处降水量更大些，一般上游降水量为1350mm左右,下游为1300mm左右。
干流径流深在550～600mm，径流系数为0。
42左右，径流CV为0.28～0.33；
尖山水库所在的南冲河流域处于麻沙河上游源头处，流域降水量为1390mm左右，径流深较干流偏大些为600mm左右，径流变差系数0。
33，径流系数0.433左右,与《贵州省地表水资源》上的有关等值线图相吻合。
天生桥水文站历年最小月均值为1.61m3/s，枯模为2。
67L/s·
km2,历年最小月流量为0.76m3/s，相应的枯模为1.26L/s·
km2.坝址的最枯月流量模数也符合区域变化规律.
尖山水库坝址以上径流量2728万m3，多年平均流量0.865m3/s.
2洪水
兴仁县尖山水库处于黔西南暴雨区边缘，为一般暴雨区。
本流域属山区雨源型河流，洪水由暴雨形成。
由于本流域泉点、伏流较多，故本流域洪水量级不大。
由于无洪水观测资料,对距离设计流域较近的兴仁气象站1959～2010年共58年的实测最大一日暴雨资料进行统计分析可知，一般5月份入汛,10月份结束，大暴雨集中在6～9月，历时1～2天.实测最大一日雨量为185.2mm（1999年），大暴雨集中在6～9月，发生的机率较多约占85。
4％，尤以发生的大暴雨（日降水量≥100mm）次数居多，占全年大暴雨次数的78。
6%，10月份也有大暴雨发生，但是出现的机率较小。
4.围堰渗流量计算
围堰渗流计算分为两个部分（围堰堰体部分、堰基部分）分别进行渗流计算.然后将两部分渗流计算的渗流量累加，既为该围堰的总渗流量.一般情况下，这样求得的总渗流量较整体计算渗流量较小，所以在最后累加后会乘以约30％做为较小值的进一步精确。
以下来做分别计算堰体及堰基部分渗流量（计算为单宽渗流量,单位为m3/d，即立方米每天）.
由于本工程围堰为土石围堰，因此其渗流量计算可参照土石坝坝体及坝基渗流量计算公式进行计算，其详细计算过程如下：
4.1围堰堰体部分渗流计算
查阅相关资料《水利水电工程施工组织设计手册第一卷568页》可知，粘土料的渗透系数为10—6~10-8cm/s，本次计算时粘土料的渗透系数取大值1×
10cm/s。
根据水利水电出版社《土坝设计》第171页达塞定理计算渗流量的方法和以取定的相关参数，
粘土料围堰堰体渗流量：
——渗流量
——堰体水流断面面积5.0×
1m2（上游围堰高5.0m，底层防渗层按照1.2m厚计算,渗水断面面积即为5。
0×
1）。
--黏土渗透系数（1×
10cm/s=8.64×
10m/d）
—-水力坡降，；
--水头（=3。
7m）
—-渗透途径长度（=1m～1。
5m）
计算得:
=
4。
2堰基透水部分渗流计算
堰基渗流部分计算则根据《土坝设计》第197页堰基渗流量计算公式来进行计算。
4.2。
1渗流参数的取定
上游围堰上游水位H=1337。
7m（设计堰顶5年一遇P=20％，14.3m3/s的水位高程）.堰底的高程H=1334。
0m。
上游围堰上游最大水头H=3。
7m。
由设计提供的地质资料可知：
河床覆盖层为4。
0m～7.0m厚的全透水层（在上游围堰填筑时，采用粘土夹碎石进行换填）,其下为强风化岩层,强风化岩层也为较强透水层，其厚度为6。
0m～7。
0m，计算时其渗水厚度取中值6。
5m，渗透系数根据经验进行取定，拟定其渗透系数值为1m/d～8m/d，计算取值为4m/d.强风化岩层之下为弱风化层，弱风化岩层厚度约12。
0m~14.0m，计算时其渗水厚度取中值13。
0m，弱风化层也具有透水性，渗透系数同样根据经验取定0.15m/d~2。
3m/d，计算时取值0。
8m/d。
计算时将强风化层与弱风化层分开计算，拟定其下微风化层为不透水层。
2强风化层渗流计算
强风化岩层堰基渗径L=11。
3m，渗水厚度T=6。
5m，渗透系数K=4m/d，（T=6.5m，K=4。
0m/d）L/T=1。
74，公式中的系数n可根据下表进行取定：
L/T
20
5
4
3
2
1
N值
1。
15
1.18
23
30
44
1.87
根据以上数据确定系数n=1。
55
堰基的渗流计算可根据《土坝设计》第197页堰基渗流量计算公式来进行计算。
计算参数如下:
围堰上游水位H=1337。
7m，堰底高程H=1334m，围堰上游水头H=3。
70m。
其渗流量
K——堰基的渗透系数,取定K=4m/d
L——围堰渗径,L=11。
3m
H—-围堰上游水头，H=3。
7m
T—-堰基的强风化层渗水厚度，T=6。
5m
则强风化岩层渗流量
3弱风化层渗流计算
弱风化岩层堰基渗径同样也为L=11。
3m，渗水厚度取值T=13。
0m，渗透系数K=0。
8m/d，（T=13.0,K=1。
2m/d）L/T=0.86，n=1。
93。
其渗流量
K-—堰基的渗透系数，取定K=0.8m/d
L——围堰渗径，L=11。
H——围堰上游水头,H=3.7m
T——堰基的渗水深度，T=13。
0m
强风化岩层渗流量
则总围堰单宽计算总渗流量,总渗流量应计算方法较实际情况会略为偏小，所以将计算值扩大30％则实际围堰单宽渗流量9。
46.
5基坑排水施工
在上游围堰闭气之后，就要排除基坑的积水和渗水，以利开展基坑施工工作.基坑排水工作按排水时间及性质可分为①基坑开挖前的初期排水,②基坑开挖及建筑物施工过程中的经常性排水。
5。
1基坑初期排水
1排水量的估算
初期排水主要包括基坑积水、围堰渗水、岸坡渗水、降雨汇水等。
对于降雨根据规范要求按多年平均日降水量进行计算。
（1）基坑积水的计算
基坑积水的计算首先确定基坑内的平均水深;
其次确定上下游围堰的距离;
然后确定河流水面宽度；
进而利用这三要素确定出基坑的总积水体积。
上游围堰闭气后若无较大洪水，由导流设计流量为14。
3m3/s（导流时段为11月～次年3月,P=20%）及水库坝址水位流量曲线可知,基坑的水位高程应为EL1332。
94m,河面高程为EL1330m，则河水深约为2。
94m;
由已上报的导流围堰设计施工方案《黔水建设［2015]技案007号》可知上下游围堰距离为500m左右，南冲河水面平均宽度为6m左右;
则基坑积水总量为2。
94*500＊6=8820m3。
（2）基坑抽水时间的计算
根据《由水利水电工程施工组织设计手册第一卷》第796页基坑排水说明,为避免基坑边坡因渗透压力过大，造成边坡失稳产生坍坡事故，对于土质围堰或覆盖层边坡,其基坑水位下降速度必须控制在允许范围内.一般开始排水降速以0。
5~0。
8m/d为宜,接近排干时可允许达到1。
0~1.5m/d，故计算时按0.8m/d的基坑水位下降速度,基坑水位高程为EL1332.94m,水深约2。
94m，因此可基本确定其水位下降时间即基坑抽干时间为4d。
（3）基坑渗水的计算
基坑渗水主要为上游围堰（包含纵向及横向围堰）的渗水，通过对围堰设计结构和地质结构形式,其渗流量都已通过公式计算出.其单宽渗流量为9。
46；
由于导流明渠底板基础为土质基础，且采用粘土夹碎石分层碾压填筑防渗，因此上游纵向围堰只考虑堰体渗流量，堰基渗流量可以忽悠；
上游围堰轴线迎水面总长度149。
21m，其中上游纵向围堰长106。
66m，横向围堰长42。
55m，所以上游围堰总的渗水方量为。
（4）基坑排水期降雨的计算
尖山水库所在的南冲河流域处于麻沙河上游源头处,流域降水量为1390mm左右,基坑降水按多年平均降水量计算，取4天的降雨量为15。
2mm，基坑汇水面积为计。
按4天的初期排水期计算出相应总降水量1900。
（5）其它途径来水
初期排水过程中，坝肩其他作业面并无施工用水,并无施工废水排除.其他途径来水主要为坝肩和山体的渗水,可按200每天进行计算，4天的初期排水工期下,其他途径来水总量为800。
（6）初期排水总量
总上所述可知基坑初期排水量（基坑积水、围堰渗水、降雨、其他途径等水体总量）为13137.
5.1。
2初期排水量的计算
根据水利水电出版社《水利工程施工》第44页初期排水量计算公式:
V——基坑初期排水总量,
T——初期排水时间（按每天20小时计算），h
根据以上公式，计算每小时排水量：
2基坑经常性排水
初期排水后，必须进场保持基坑干燥，使主体工程在干地施工，此时仍应具备足够的抽水容量，进行经常性排水.基坑经常性排水内容为基坑渗水（围堰堰身及堰基渗水）、降雨汇水、基坑内施工废水及其它途径来水等组成。
5.2。
1围堰渗水
上游围堰按9.46m3/d的单宽渗流计算，由于导流明渠底板基础为土质基础，且采用粘土夹碎石分层碾压填筑防渗，因此上游纵向围堰只考虑堰体渗流量,堰基渗流量可以忽悠；
55m，所以上游围堰日平均渗水方量为.
2降水
排水时段内最大日降水24h内排出计算。
按年平均降雨量计算每天为3.81mm，汇水面积可按10.0万m2的汇水面积计算,日需排出降水381m3/d.
2.3施工废水
围堰发挥效益的一个枯水期中，基坑主要进行大坝基础土石方开挖、大坝填筑、趾板混凝土浇筑、固结灌浆、帷幕灌浆等施工作业任务.根据《水利水电工程施工组织设计手册》第四卷主体工程施工用水概算指标确定用水量标准可知：
土方工程（4升/m3）、石方工程（35升/m3）、砼工程（8000升/m3）、大坝填筑（400升/m3）、灌浆工程（固结灌浆450升/m2、帷幕灌浆500升/m）。
截止2016年4月31日汛前，坝体将完成土方10000m³
、石方36965m³
、大坝填筑24。
7万m³
、混凝土浇筑1319m3、帷幕灌4000m、固结灌浆8450m.总需水量11.65万m3。
总历时自围堰形成2015年10月2日自2016年4月30日，总天数212天。
则平均每天用水量550m3/d。
废水量按用水量的约30％来计算，所以每天废水产量为165m3/d。
2.4其它途径来水
经常性排水过程中，坝肩其他作业面并无施工用水，并无施工废水排除.其他途径来水主要为坝肩和山体的渗水,可按200每天进行计算.
5经常性排水计算
经常性排水每天总排水量:
405+381+165+200=1151，每小时排水强度57。
55（以每天20小时计算）。
3设备选型及施工规划
抽水设备选择的基本条件是抽水流量及抽水扬程,各期基坑排水计算所得的抽水流量实在各种假定的边界条件下取得的，考虑到围堰水下施工条件较差，施工质量难以保证，而地基的渗透系数，特别是对渗流量大小起控制作用的地基表层渗透系数难以准确测定,还有一些不可预料的因素也无法估计,所以在确定抽水流量时，可将计算求得的渗流量乘以1。
2～1.5的扩大系数,以此在位选择抽水设备容量的依据，抽水扬程除了扬水净高以外,还应计入抽水管路中的各项损失（一般为扬程的20％～30％）；
本次计算时扩大系数取定1.2，水头损失取定30％（则水泵扬程最少为（16。
8+4。
2）＊1。
3=27。
3m）.
初期排水强度为，计划4天排除总共约13137m3的基坑水体，计算式乘以扩大系数1。
2后拟定配置达到以上的排污水泵进行排水,排水方式为在低洼处开挖集水井，投放排污泵进行抽排水，计划常备2台IS125-100—400B排污泵（扬程为33m，排水流量86，电机功率18。
5kw）及1台IS65—50—160排污泵（扬程为32m，排水流量25,电机功率5。
5kw），总排水强为197，再配用项目部已有的潜水泵，可满足基坑初期排水需求。
经常性排水每天总排水量1151，每小时排水强度达到57。
55,乘以1。
2的扩大系数后拟定配置达到以上的水泵进行排水，排水方式为在低处开挖集水井，投设排污泵进行排水,计划常备型初期排水使用的2台IS125—100-400B排污泵（扬程为33m，排水流量86，电机功率18。
5kw，一台备用），总排水强度86，可满足经常性排水需求。
在基坑开挖阶段,经常性排水采用在基坑低洼处开挖临时集水井,潜水泵布置在集水井中进行抽排水.集水井随着基坑开挖的逐渐深入进行挖深。
基坑开挖阶段完成后，在基坑坝基上下游结构线范围外开挖几个常用集水井进行排水；
初期排水及经常性抽排水可根据现场实际施工情况确定是否增加或减少潜水泵数量。
6基坑开挖施工
6.1施工布置
6。
1.1道路布置
为满足基坑开挖施工的需要，下游围堰施工完成后，即可开始从下游围堰至基坑开挖处修建下基坑施工道路，下基坑公路兼顾坝基开挖、后期坝体填筑及混凝土浇筑等施工任务，属施工场区主干道,按露天矿山山丘Ⅳ级公路设计施工。
计算行车速度20km/h,路面宽度7.0m，最小转弯半径为15m，最大纵坡不大于12％。
路面结构型式为泥结碎石路面,设计荷载汽-超20级.下基坑施工道路通过下游围堰与右岸下层施工道路相连，通过修建的临时施工便道至各施工作业面；
具体布置情况详见附图：
《基坑施工平面布置图》.
6.1.2渣场布置
基坑开挖弃渣通过各作业面施工便道→下基坑施工道路→跨下游围堰→右岸施工道路用30t自卸汽车运至尖山水库工程指定的粑粑铺弃渣场。
堆渣范围和高程必须严格按施工图纸和监理人指示实施,保证渣料堆体的边坡稳定.
3风、水、电布置
（1）施工供风
基坑开挖主要为河床覆盖层及强、弱风化岩石，设计开挖量约35000m3左右,全部为土石方明挖；
根据水利水电工程施工组织设计手册中规定，石方明挖的耗风量为15～30m³
/m3，本工程计算耗风量取值为20m³
/m3，则每分钟的耗风量为:
29m3/min（按照25个工作日，每天工作16小时）,共计需配置20m3/min空压机1台、13m3/min空压机1台,具体数量根据实际施工需要进行调整。
（2）施工供水
施工供水可直接使用潜水泵从河道中抽取，再利用塑料管接引至各施工现场.
（3）施工供电
通过电缆线从EL1363高程生活营地附近变压器接至施工现场配电盘，再通过电缆线从配电盘接引至各施工作业面.
2施工技术方案
6.2.1开挖前的准备工作
（1）开挖前提交的资料
①施工措施和计划：
在开工前,提交开挖方案、开挖方法和程序、施工设备的配置和劳动力安排、排水措施、开挖料的利用和弃渣措施、质量与安全保证措施、施工进度计划等,报监理人审批.
②开挖前将实测地形和开挖放样数据及图纸报送监理工程师复核,经监理人批准后方可进行开挖。
（2）风、水、电管线的铺设
在开挖前应完成必要的风、水、电管线的铺设.
（3）施工道路修建
在进行大规模开挖之前，应完成下基坑施工道路跨河段（通过下游围堰顶部）的修建。
6.2.2土石方开挖
基坑土石方开挖分三层开挖，第一层为河床覆盖层，埋设高程为EL1334～EL1329左右，河床基坑覆盖层采用3台1。
2m3的反铲挖掘机开挖，30t自卸车装运通过下基坑施工道路→下游围堰顶部跨河施工道路→右岸施工道路至粑粑铺弃渣场弃渣；
第二层、第三层均为坝基强、弱风化层和部分覆盖层，第二层的埋设高层为EL1329～EL1323m，第三层的埋设高层为EL1323～EL1317.2m（包含F20断层处理石方开挖）；
第二、第三层采用岩石钻孔爆破，然后1.2m3的挖掘机开挖，30t自卸车装运通过下基坑施工道路→下游围堰顶部跨河施工道路→右岸施工道路至粑粑铺弃渣场弃渣。
石方开挖在基坑中部先进行掏槽基坑石方，在其两侧形成临空面。
之后向两边进行梯段爆破推进,基坑边坡设计开挖面采用预裂爆破的方式开挖.基坑底部预留1。
5m厚保护层分两层开挖至建基面,第一层采用手风钻布设70cm小孔，采用小装药量浅孔孔底加垫层防护爆破，第二层剩余50cm左右的采用风镐人工或液压破碎锤开挖至设计高程.具体开挖要求按施工技术要求及《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》的规定执行。
6.2。
3钻孔和爆破作业
（1）钻孔作业
基坑开挖钻孔包含预裂孔、爆破孔两种，预裂孔及主爆破孔的钻孔直径均为105mm，采用配备钻机的履带式潜孔钻机进行钻孔,手风钻辅助.
钻孔孔位、角度和孔深等爆破参数应符合爆破方案中的规定；
已完成的钻孔，孔内岩粉应予清除,孔口加以保护；
对于因堵塞无法装药的钻孔，应预重新扫孔，并经检查合格后才可装药.预裂爆破、梯段爆破的钻孔不得进入预留保护层内,布孔时,在开挖线转角处或预裂面两端至少应布置一个导向孔，避免爆破裂缝进入两侧保留岩体内。
（2）爆破作业
基坑的石方开挖均采取控制爆破，为使开挖面符合施工图纸所示的开挖线，保持开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，采用预裂爆破技术。
采用预裂爆破技术的相邻两炮孔间岩面的不平整度应不大于15cm,孔壁表层不应产生明显的爆破裂隙，残留炮孔痕迹保存率应控制在规范要求之内。
与预裂爆破孔相邻的主爆破孔,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而造成施工困难。
在爆破作业过程中，为了确保高边坡的整体稳定和施工安全,爆破装药量应严格遵循以下要求：
预裂爆破的最大段起爆药量一般不宜大于50kg，一般应与缓冲爆破结合使用。
梯段爆破采取分层开挖。
在爆破作业过程中,爆破材料的储存、运输、加工、管理及爆破作业的实施与事故处理均应符合《爆破安全规程》及其他有关的安全操作规程的规定。
从事爆破作业的技术人员中必须持有公安部颁发的《爆破工程技术人员安全作业证》，炮工必须持有县级以上公安局颁发的《爆破员作业证》。
4爆破设计
根据其他工程基坑开挖施工中的经验,开挖采用控制爆破技术，最大限度地减少爆破振动对边坡岩石的破坏.其主要包括以下控制手段:
采用高效炸药、优化爆破控制参数、采用合理的装药结构和先进的爆破方法、控制单响药量.并根据本工程地质条件,结合以往爆破开挖的实际经验，采用深孔梯段爆破技术完全可以保证坝基开挖的施工质量。
（1）梯段爆破主炮孔参数设计
梯段爆破设计参数主要包括钻孔直径、抵抗线、爆孔间排距、梯段高度在初期坝肩开挖过程中，根据类似工程成功经验，初拟梯段爆破主爆孔参数，爆破参数根据实际爆破效果情况记性调整，详细爆破参数如下:
a．钻孔直径：
b．依据爆破孔孔径倍数确定底盘抵抗线，则W1=（20～50）D=（2。
1～5。
25）m，取3。
5m；
c．钻孔间距：
本工程中孔距a取值为3。
d．钻孔排距b=asin60°
，b取2。
e．梯段高度H：
0m，下面计算均采用6。
0m梯段高度进行计算
f．钻孔深度L=（H+h）/sinβ：
6.5m,
g．钻孔角度β：
按垂直计算
h．钻孔超深长度h=（0。
15~0。
35）W1=0。
45～1.05m，基坑开挖施工时取超深长度0。
I．装药结构：
不耦合连续装药
j．堵塞长度：
k．药卷直径：
（岩石乳化炸药）
l．炸药单耗：
（根据实际爆破效果进行优化调整）
m．单孔药量：
第一排孔每孔装药量
第二排孔起每孔装药量k=1。
1～1.2,k为后排加强系数，本次计算取1.1,起爆网络：
排间、孔间顺序微差起爆网络。
（2）预裂爆破参数设计
坝肩边坡采用预裂爆破，预裂爆破超前于梯段爆破，其爆破参数亦应通过爆破试验确定，根据其他工程坝肩开挖中预裂孔的成功经验，初拟爆破参数如下：
a．钻孔直径:
b．钻孔间距:
坝址处岩石较软取小值
c．钻孔深度:
6。
5m（根据梯段高度和坡面角度控制）
d．药卷直径：
（φ32mm二号岩石硝胺炸药）
e．不耦合系数：
f．装药结构：
不藕合间隔装药
g．平均线装药密度:
根据经验公式，其中D-炮孔直径（mm），取值105mm、a—炮孔间距（cm），取值8cm、—岩石抗压强度（Mpa）,由设计地质资料可知,取值50Mpa;
装药时按岩石破碎程度及坚硬程度控制，可按200g至400g/m上下浮动调差.
h．堵塞长度:
取炮孔直径的12~20倍，按1。
2m进行控制。
i。
减弱段长度控制为1。
5m,装药密度150g/m；
孔底加强段长度1。
0m，装药密度为1200g/m；
其余为预裂孔正常段，正常段装药密度按计算296g/m进行控制。
（3）距预裂面第一排缓冲孔爆破参数设计
缓冲孔与梯段爆破孔一起爆破，初拟爆破参数如下：
Φ105mm
b．钻孔间距：
不超深
d．距预裂面距离：
e．药卷直径:
Φ70mm
f．炸药单耗：
g．单孔药量：
梯段炮孔布置图详见《基坑开挖爆破网络图》，具体爆破参数根据具体实际施工情况进行相应的优化调整.
7基坑支护工程施工
本工程所涉及的基坑支护工程主要为趾板上游侧边坡喷锚支护、边坡φ42mm排水孔施工、趾板下游水平开挖区挂网喷混凝土支护;
各部位支护型式详见下表:
支护型式表
部位
支
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