大坝开挖施工方案.docx
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大坝开挖施工方案
大坝开挖施工方案
1、概述
渡口坝水电站混凝土拱坝为3级建筑物。
建基面高程470.00m,坝顶高程578.50m,最大坝高108.5m。
体型采用抛物线型变厚双曲拱坝,顶拱中心角980,最大半中心角46.76°,最小半中心角26.88°,拱冠梁处拱圈中心线最大曲率半径120.6m,最小曲率半径53.4m,坝轴线长284.123m,共分16个坝段。
坝顶厚4.5m,底厚20.0m,厚高比0.18。
坝体内设灌浆廊道、交通廊道、集水井、抽水泵和放空管等,坝外设灌浆平洞、排水洞、交通桥、坝后桥和电梯井等。
渡口坝水电站大坝基础土石方开挖主要为左右岸坝肩及基坑开挖,截流后开挖大坝基础部分。
左右岸坝肩开挖从650m高程到470m高程,开挖高度约为180m。
边坡开挖高度约180m,坝基底宽约70m。
大坝开挖主要工程量为:
土方明挖5800方,石方明挖50.24万方。
大坝开挖施工时段:
左右岸坝肩开挖:
2007年10月1日~2008年1月28日;
坝基开挖:
2008年1月28日~2008年2月28日。
2、施工布置
(1)供风
工程主体石方开挖共计72.37万m3,在右岸设立1#、2#空压站,在左岸设立3#、4#空压站。
每座空压站内集中布置1台20m3/min的固定式电动空压机集中供风,并由5台12m3/min的移动式柴油空压机辅助供风,总供风能力140m3/min。
供左右岸坝肩、进水口及引水隧洞、水垫塘供风。
(2)供水
土石方施工用水采用系统供水,由主供水管接支管至各施工部位。
(3)供电
接系统电源供电。
(4)施工道路
左右岸分别修建4条土方机械行走临时施工道路,延伸至边坡开口,坡度和宽度满足土方机械行走即可,具体如下:
左岸高程578.5m施工道路:
为新建左岸上坝公路,起点为左岸乡村公路,高程约520m,至终点左坝肩,高程578.5m。
道路全长约535.3m,最大纵坡比为10%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为左岸缆机平台开挖、左坝肩开挖和坝顶砼运输道路。
左岸高程558.5m施工道路:
为新建左岸开挖道路,起点为左岸2#乡村公路,高程约515m,至终点左岸边坡,高程558.5m。
道路全长约411.2m,最大纵坡比为10%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为左岸558.5m高程以下土石方开挖和取水口及引水隧洞施工用道路。
左岸高程538.5m施工道路:
为新建左岸开挖道路,起点为左岸2#乡村公路,高程约510m,至终点左岸边坡,高程538.5m。
道路全长约295.5m,最大纵坡比为10%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为左岸538.5m高程以下土石方开挖施工用道路。
左岸高程518.5m施工道路:
为新建左岸开挖道路,起点为左岸2#乡村公路,高程约505m,至终点左岸边坡,高程518.5m。
道路全长约138.3m,最大纵坡比为10%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为左岸518.5m高程以下土石方开挖施工用道路。
右岸高程578.5m施工道路:
为新建右岸上坝道路,起点为右岸2#乡村公路,高程约578.5m,至终点右坝肩,高程578.5m。
道路全长约108.6m,最大纵坡比为3%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为右岸坝顶土石方开挖和右坝肩砼及灌浆等施工道路。
右岸高程558.5m施工道路:
为新建右岸开挖道路,起点为右岸2#乡村公路,高程约550m,至终点右边坡,高程558.5m。
道路全长约275.6m,最大纵坡比为5%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为右岸边坡558.5m高程以下土石方开挖等施工道路。
右岸高程538.5m施工道路:
为新建右岸开挖道路,起点为右岸2#乡村公路,高程约535m,至终点右边坡,高程538.5m。
道路全长约193.2m,最大纵坡比为3%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为右岸边坡538.5m高程以下土石方开挖等施工道路。
右岸高程518.5m施工道路:
为新建右岸开挖道路,起点为右岸2#乡村公路,高程约518.5m,至终点右边坡,高程518.5m。
道路全长约115.6m,最大纵坡比为2%,路面宽5m,为泥结石路面,此道路石方开挖需用控制爆破。
此道路主要为右岸边坡518.5m高程以下土石方开挖等施工道路。
具体布置见附图:
坝肩开挖施工道路布置图
3、爆破试验
3、1爆破方法选择及参数的确定
(1)爆破方法选择
在筛拌系统场地选取与坝肩岩层相似地段作为试验部位,采用梯段台阶爆破,潜孔钻机钻孔,孔径为φ100。
根据理论和经验数据参考,确定爆破方法——台阶高度、孔间微差以及孔内全偶合连续装药,孔内下部全偶合连续装药,中上部不偶合间隔装药,V型起爆网络等。
使用卷状乳化炸药和散装乳化混合炸药,卷状炸药由人工装孔。
(2)爆破参数的确定
依据现场实际情况,拟定了爆破试验的方法和基本钻孔参数(孔径为φ100mm)。
通过现场试验确定基本孔网布置格式和起爆方式。
爆破试验所选参数见表1-1。
表1-1爆破试验使用参数表
项目
实际使用参数
台阶高度
10m
孔距a/抵抗线w
a/w=1(设计值)a/w=1—1.4(使用值)
单耗q
q=0.5—0.6kg/m3试验使用值
堵塞长度L
L=1.0w
3、2试验施工方法
由试验人员在现场按布孔设计图放样,并在炮孔位置做上明显的标记。
用YQ-100型钻机钻孔,孔径为φ100mm。
钻孔结束后,由施工和试验人员检查测量孔深、孔距、排距、孔斜、抵抗线等,并逐孔编号填表登记。
根据选用的单耗参数,逐孔计算装药量。
填写装药单,并注明连续装药或者是分段装药,每孔一张表。
炸药选用卷装乳化炸药,孔内用导爆索,孔外联毫秒电雷管,用起爆器起爆。
装药一律由炮工进行操作,施工、质检和试验人员在现场检查验收。
3、3爆破振动观测
在做爆破试验时,专业技术人员进行振动观测试验。
每一次爆破之前,在距离爆破中心10m、20m、50m处放置振动数字观测仪。
3、4试验结果及分析
爆破之后读取结果值,将单段起爆药量、距离与质点振动速度进行分析,量化本工程地质与爆破有关的参数。
并根据实测结果值与有关规范规定值进行比较,观测和检查爆破对周围建筑物及工程本身的振动危害,适当调整爆破参数。
将试验结果及分析,选定的爆破参数上报给监理工程师审批,然后才能实施。
4、坝肩开挖方法
4、1施工程序
4、1、1开挖施工程序
高边坡开挖按照自上而下的施工顺序,分层进行开挖,梯段高度10.0m,大坝坝肩和坝基遵循自上游至下游的施工顺序(详见:
坝肩开挖分层分区图)。
其工作面开挖施工工艺流程见图1-1。
4、1、2支护施工程序
边坡支护遵循从上至下分层分区跟进施工的原则,上层的支护应保证下一层的开挖安全顺利进行。
随机锚杆与开挖工作面、喷护与开挖工作面及排水孔与开挖工作面高差不大于18m,并满足边坡稳定和限制卸荷松弛的要求。
在边坡开挖前,应首先进行周边截、排水沟的施工。
周边截、排水沟施工完毕后,才能进行相应部位的边坡开挖施工。
支护施工随边坡开挖及时跟进。
边坡支护工序流程如下:
周边截、排水沟施工→边坡开挖→锚喷施工→排水孔施工。
在一级边坡及马道开挖形成且满足设计要求后,即可进行锚喷施工,下一级边坡开挖继续进行。
对于开挖揭露出的不稳定岩体,应随着坡面层间开挖及时进行随机锚杆锚固;系统锚杆及喷射混凝土作业利用在马道上分区搭设施工脚手架进行。
4、2开挖方法
4、2、1土方开挖施工说明
正式开工之前,安排人工清理开挖区域内的树木和有碍杂物,并将所清理物按监理指定方式进行处理。
同时,将开挖区域上部孤石、险石排除,较大块石用小炮清除。
清理完毕后,开挖边坡上部截水沟,截水沟距边坡开口水平距不大于3m,梯形断面,开挖料转运至开挖范围内,或就近洼地回填。
排水沟开挖顺序自边坡顶部开始,顺地形向下,保证水流畅通即可。
开挖土料运至上游右岸弃渣场,平均运距1.0km。
弃渣用D85推土机推平,平面略向河床倾斜,保持良好的排水,并保证弃渣场边坡稳定。
4、2、2石方开挖施工方法
采用深孔梯段爆破、浅孔梯段爆破、预裂爆破、光面爆破结合的综合爆破方案,确保建基面的完整、稳定。
爆破石碴大部分抛入河道,少量松动块石采用手风钻打孔小炮爆破后人工清除。
爆破顺序自上而下,梯段高度不大于10米。
主要采用多排孔“V”形微差爆破起爆方案,加强岩块的碰撞和挤压。
爆破材料选用乳化炸药,爆速≥3600m/s,猛度≥13mm,殉爆距离≥4cm。
起爆器材选用1~20段的导爆管,1~10段电雷管,高爆速导爆索,少量火雷管、导火索。
钻孔设备:
用CM351液压钻或YQ-100型钻机钻孔,孔径为φ100mm。
(1)深孔梯段爆破
a、梯段要素
梯段要素见图1-2
图1-2梯段要素示意图
H-梯段高度W1-底盘抵抗线h-超深L-孔深L1-装药长度L2-堵塞长度α-梯段坡面角b-排距B-梯段上肩线至前排孔的距离W-炮孔的最小抵抗线
b、钻孔形式
图1-3钻孔形式示意图
c、布孔方式
布孔方式采用梅花形布孔,见图1-4:
图1-4布孔方式图
d、爆破参数
1.孔径d=100mm,钻孔倾角α=73°;
2.梯段高度H=10m;
3.超深h=0.7m,孔深l斜=11.1m;
4.堵塞长度l堵=2.5m;
5.装药系数τ=1-l堵/l=0.78;
6.炸药单耗q=0.4+0.02(f-2)=0.64kg/m3;
7.减震孔采用乳化炸药,药卷直径dc=70mm,
8.主爆孔采用乳化炸药,药卷直径dc=80mm。
e、爆破方案和起爆顺序
孔内采用塑料非电雷管微差起爆网路起爆,主爆孔内使用MS1段,孔间采用MS2段,排间使用MS4段雷管;预裂孔双导爆索下孔,导爆索直接用孔外传爆雷管复式引爆,如图1-5:
(2)浅孔梯段爆破
保护层开挖、高边坡清刷、部分孤石悬石采用浅孔梯段爆破。
a、爆破参数
1.钻孔直径d=42mm,钻孔倾角依据现场具体情况定;
2.梯段高度H≤3m;
3.超深h=(8~12)d=0.336~0.604m,取h=0.4m,孔深h=H+0.4m;
4.堵塞长度l堵=(20~30)d,取l堵=1.0m;
5.装药系数τ=1-l堵/l;
6.炸药单耗q=0.64kg/m3;
7.采用乳化炸药,药卷直径dc=0.032m,单节炸药150g/节;
b、爆破方案和起爆顺序
大面积位置网路布置依照深孔梯段爆破设计,小面积个别孤石破碎利用非电雷管直接孔内微差起爆。
(3)预裂爆破
a、爆破参数见表1-2
梯段高度(m)
钻孔倾角
超深(m)
实际孔深(m)
孔径(mm)
孔距(m)
线装药密度(g/m)
药包间隔长度(cm)
底部炸药增量(kg)
堵塞长度(m)
10
73°
0.6
11m
100
1.0
849
3.2
3.4
1.5
b、爆破方案和起爆顺序
采用高爆速导爆索孔内传爆,长竹条固定药包,孔外采用
复式导爆索起爆,提前主爆孔25MS起爆。
(4)光面爆破
a、爆破参数见表1-3
不耦合系数
钻孔倾角
炮孔密集系数
最小抵抗线(m)
孔径(mm)
孔距(m)
线装药密度(kg/m)
2.0
73°
1.0
0.75
42
0.60
0.25
b、爆破方案和起爆顺序
光面爆破采用高爆速导爆索孔内传爆,长竹条固定药包,孔外采用导爆索单独起爆或滞后于主爆孔起爆。
5、坝基开挖方法
5、1施工程序
大坝基坑施工开挖程序如下:
基坑抽水→下基坑道路修建→高程478m以上弃渣及浮渣开挖→高程471~478m范围砾岩浅孔梯段爆破开挖→470~471m保护层光面爆破开挖→人工清理、出渣→建基面验收
5、2施工方法
5、2、1高程490m高程以下弃渣及浮渣开挖:
河床基坑弃渣及浮渣主要来源于左右岸坝肩490m高程以上开挖石渣约40万方及取水引水工程开挖弃渣约1.5万方,采用4台1.6m3和4台1.3M3反铲各陪备20吨自卸汽车4台从四个工作面同时开挖运输出渣,其中一部分用于上游围堰填筑,对于多余石渣运到左岸上游弃渣场。
5、2、2高程471~478砾岩开挖
爆破参数:
(1)钻孔直径d=42mm,钻孔倾角依据现场具体情况定;
(2)梯段高度H≤3m;
(3)超深h=(8~12)d=0.336~0.604m,取h=0.4m,孔深h=H+0.4m;
(4)堵塞长度l堵=(20~30)d,取l堵=1.0m;
(5)装药系数τ=1-l堵/l;
(6)炸药单耗q=0.64kg/m3;
(7)采用乳化炸药,药卷直径dc=0.032m,单节重200g/节;
5、2、3保护层光面爆破开挖
(1)爆破参数:
1-4
不耦合系数
钻孔倾角
炮孔密集系数
最小抵抗线(m)
孔径(mm)
孔距(m)
线装药密度(kg/m)
2.0
73°
1.0
0.75
42
0.60
0.25
(2)爆破方案和起爆顺序
光面爆破采用高爆速导爆索孔内传爆,长竹条固定药包,孔外采用导爆索单独起爆或滞后于主爆孔起爆。
6、爆破质量与安全控制
6、1爆破安全距离
a、爆破安全距离验算
冲击波安全距离
Rk=KkQ1/3
Rk----空气冲击波最小安全距离,m
Kk----系数,作业人员取25,居民或其他人区60
Q----装药量,暂按250kg计算
Rk=KkQ1/3=60×2501/3=377m
Rk=KkQ1/3=25×2501/3=157m
个别飞石安全距离
根据相关规定,飞石安全距离一般为300m以内。
根据以上验算,爆破警戒距离控制约400m,安全能有保障。
采用以下方式控制爆破空气冲击波
a、利用峡谷地形控制起爆方向,避炮人员离开峡谷纵
深方向和峡谷出口处;
b、采用合理爆破参数,保证堵塞长度和质量,选择合
理的微差爆破时差,减少地面导爆索网络,采用孔底方向起爆方式,减小空气冲击的强度。
6、2安全警戒
本工程施工场面狭小,为避免安全事故,拟采取以下主要安全措施:
(1)、爆破作业人员一律持证上岗,严格按爆破规程作业,对辅助作业人员加强安全教;
(2)、钻孔施工时,由测量人员放线,施工人员现场布炮孔并予以标记,向操作人员进行技术交底,包括各项爆破参数;
(3)、钻孔施工时,由爆破工程师现场督促检查钻孔施工质量,严格按设计施工;
(4)、钻孔施工完毕,经验收合格后,由爆破工程师现场组织装药联网作业,
(5)、严格爆破器材的管理,由专人负责发放及回收爆破器材,爆破器材在运输过程中,由爆破人员负责押运,运输过程中不得抛掷、撞击;现场由专人负责管理,严防明火接近;
(6)、严格爆破警戒,每次爆破前划出安全范围,由专职安全小组于警戒区内负责警戒,经确认人员、设备疏散完毕后,方可进行引爆作业。
(7)、爆破以后,安全检查人员提前到场进行检查,发现瞎炮后立即设明显标记,由炮工进场当场处理,如情况复杂,应仔细研究制定处理方案。
经确认无安全隐患后,方可鸣笛解除警报,恢复正常施工。
(8)、应用微差爆破控制单响药量,合理制定分段间隔时间,避免应力波叠加以减少爆破振动,控制飞石距离,确保爆破安全。
(9)、具体警戒安排如下:
a、每日6:
00~7:
15,11:
30~12:
15;17:
30~18:
15
为三次爆破时间,警戒信号为手摇式音响信号,表示如下:
b、预告信号:
间断鸣三次长声,如图示:
30秒30秒30秒
(停)(停)
c、准备信号:
在预告信号20分钟后发布,间断鸣一长一
短,三次,如图示:
20秒10秒20秒10秒20秒10秒
(停)(停)
d、起爆信号:
准备信号10分钟后发出,连续三短声,如
图示:
10秒10秒10秒
(停)(停)
e、解除信号:
炮响20分钟后,检查人员方可进入现场进
行检查。
确认安全后,由爆破作业负责人通知警报房发出解除警报。
一声长声,如图示:
60秒
f安全警戒人员持对讲机,戴红袖章,拿小红旗,按每次爆破安全警戒通知单进入指定的区域进行警戒任务。
6、3开挖质量保证措施
(1)控制单响起爆药量在50Kg以内,雷管分段延期时间大于10毫秒,一次爆破最大药量在250Kg以内。
(2)开挖钻斜孔,并在孔底设5—10cm厚柔性垫层。
(3)、装药前,由专业人员逐一检查孔深、孔距、孔位等造孔质量,检查合格后方能进行装药施工。
(4)、装药时,派专人现场监督装药量等关键工序,确保按设计装药。
(5)、钻孔前,由专业测量人员放线(包括开口线、底口线及开挖深度等),并向具体操作人员现场交底。
6、4开挖施工质量目标
(1)光面爆破孔炮孔残留率大于80%,径向平均超挖小于20cm,相领两炮孔不平整度小于15cm。
(2)控制开挖平面尺寸误差不超过20cm;最大超挖深度不超过20cm。
(3)钻爆时尽量控制碴料的块度,以利于出碴。
7、施工资源配置
劳动力配置见表1-6
机械设备配置见表1-7
表1-5劳动力配置表
年度
工种(人)
2007年度
2008年度
2007年下半年度
2008年上半年度
管服人员
12
15
测量工
4
4
电工
3
3
钻爆工
50
50
电焊工
6
8
空压工
20
20
司机
80
80
钢筋工
3
8
普工
15
20
合计
4207
4224
表1-6机械设备配置表
年度
设备(台)
2007年度
2008年度
2007年下半年度
2008年上半年度
推土机
4
4
反铲(1.3方)
4
4
反铲(1.6方)
6
6
装载机(3.1方)
1
2
自卸汽车(20t)
30
40
洒水车
1
1
CM351液压钻机
2
2
潜孔钻
10
12
手风钻
30
40
风镐
4
4
固定空压机(20立方)
4
4
移动空压机(12立方)
5
5
测量仪器(全站、水准、径维)
1
1
爆破震动监测仪
1
1
平板车
1
1
混凝土喷射机
2
2
气腿钻(YTP-26)
8
8
锚杆注浆机
2
2
3.0m3注浆机
2
2
5.0m3注浆机
2
2
穿心千斤顶(YCD120)
3
3
穿心千斤顶(YCD200)
3
3
穿心千斤顶(YCD350)
3
3
张拉机(YCW350)
3
3
锚具挤压机(GYJ)
2
2
锚杆拉拔器
1
1
锚杆注浆机(MZ-1)
1
1
张拉机
3
3