大坝开挖方案.docx

1、大坝开挖方案大坝开挖方案贵阳市清镇市席关水库工程大坝开挖施工方案建设单位：贵州水投水务清镇有限责任公司监理单位：贵州黔水工程监理有限责任公司设计单位：贵阳市水利水电勘测设计研究院施工单位：贵州恒禹顺建设工程有限公司日 期：2016年8月19日1、编制依据及编制原则爆破安全规程（GB67222003）；建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB502022002）；水电水利工程施工通用安全技术规程（DL/T 5370-2007）；水利工程工程量清单计价规范（GB50501-2007）；水电工程施工组织设计规范（DL/T53972007）；水利水电工程天然建筑材料勘察规程（DL/T 5388-2007

2、）；水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范（DL/T 5389-2007）；水电水利工程爆破施工技术规范（DL/T5135-2001）。 水利水电工程施工组织设计手册；清镇市席关水库工程大坝工程招标及合同文件；清镇市席关水库工程大坝工程坝基开挖图（清镇-XG-水工-大坝-开挖-01）；2、工程概述a、主要内容根据总进度计划要求，清镇席关水库工程大坝2017年1月20日前需完成左右岸坝肩及基坑开挖任务。工程量大坝基础石方开挖约7.6万m3，具体工程量分布详见图表1。图表1 石方开挖工程量表序号施工部位及施工项目工程量备注单位数量1大坝左岸m332406EL1233.7以上2大坝右岸m336829

3、EL1233.7以上3大坝基坑m36300EL1233.7以下合计m3755353、开挖程序和方法3.1开挖施工程序根据坝基分区、分层布置，各部位开挖施工时，按自上而下、由外向内的原则进行，坝基开挖程序为：先开挖左岸肩（EL1233.7以上），次开挖右岸肩（EL1233.7以上），最后开挖基坑（EL1233.7以下）。开挖的工序为：场地清理土方开挖梯段钻爆开挖建基面保护层开挖。施工时按各道工序依次进行，形成多工作面流水作业。具体开挖程序详见附图：01清镇席关水库大坝工程开挖平面布置图和附图：02清镇席关水库大坝工程开挖分区分层示意图。3.2土石方施工方法a、场地清理施工前由测量放出设计开挖边线

4、，对开挖范围内的原始地形、地貌进行复测，核实开挖原始断面，确定开挖及清理范围，人工配合液压反铲挖掘机清理开挖区内的植被、杂物，并在开挖开口边线外按设计要求做好排水沟。土方开挖本标土方开挖为局部覆盖层开挖。首先进行测量放样，标识出开挖范围和位置，然后用人工结合机械清理开挖区域内的树木和杂物，清理范围延伸至开挖线外侧3m，并将开挖区域上部孤石、险石排除，较大块石用小炮清除。开挖区域清理完毕后，按设计要求设置施工边坡上部地面排水系统。覆盖层开挖采用CAT320反铲削坡，人工配合修整边坡。按照测量放样开口线沿马道方向形成边坡开口，然后自上而下分层开挖。同一层面开挖施工，按照“先土方开挖，后石方开挖，再

5、边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。开挖土料翻落至下部集渣平台或直接装车。土方边坡开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留0.2m0.3m厚度的削坡余量，再人工整修。人工整修边坡的控制方法为：制作一个与设计边坡相同坡比的角尺，削坡时，用角尺检查边坡的超欠情况，边检查边整修。在修整过程中，每隔3米高差，用测量仪器检查校核一次削坡情况，形成达到设计要求的坡度和平整度为止。雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利于部位排水。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

6、应急处理措施。土方开挖采用自上而下分层开挖的方式进行。施工程序详见图表2。图表2 土方开挖施工程序框图b、石方开挖根据分层、分区布置，结合施工道路布置情况，石方开挖采用自上而下、由外向内的顺序进行施工。各区、层的开挖按钻孔、爆破、出渣等各道工序依次进行，形成多工作面流水作业。石方开挖施工程序见图表3。图表3 石方开挖施工程序框图c、钻爆参数设计根据我局多年的爆破施工经验，并综合考虑主要岩性为混合岩、片麻岩，属中至厚层状夹薄层状岩体的物理力学特性，初拟爆破试验参数如图表47。图表4 深孔梯段爆破试验参数梯段高度钻孔深度最小抵抗线孔间距孔径孔排距单耗堵塞高度起爆网络起爆方式(m)(m)(m)(m)

7、(mm)(m)(kg/m3)(m)电起爆网络排间微差8102.03.01152.70.41.5-2.0说明：对该爆破参数试验成果进行分析，编制爆破参数作业指导书。图表5 深孔预裂爆破试验参数梯段高度钻孔深度最小抵抗线孔间距孔径线装药密度堵塞高度起爆网络起爆方式(m)(m)(m(m)(mm)(kg/m)(m)导爆索起爆齐爆8101.20.80900.23-0.30.8-1.2说明：对该爆破参数试验成果进行分析，编制爆破参数作业指导书。图表6 水平保护层开挖钻爆参数类别炮孔深度（m）孔径（mm）孔间距（m）孔排距 （m）药卷直径 （mm）装药密度堵塞长（m）装药结构光爆孔2-1142或900.8/

8、3225300g/m0.5间隔装药爆破孔2-114211.232035Kg/m31连续装药图表7 光面爆破钻爆参数表梯段高度钻孔深度最小抵抗线孔间距孔径线装药密度堵塞高度起爆网络起爆方式(m)(m)(m)(m)(mm)(kg/m)(m)导爆索起爆导爆索起爆8101.21.5900.41.5-2.0边坡大面石方开挖采用梯段爆破、边坡预裂的方式进行施工，梯段高度一般为5-10m。钻孔：主爆孔采用CL351钻机造孔，钻孔直径为115mm，间排距为2.5-3m，排距为3.54m；岩石边坡采用预裂爆破，造孔采用CL351钻机造孔，钻孔直径为90mm，间距0.8-1m左右，对于较薄及边角边坡开挖部位，采用

9、手风钻造孔；为减小爆破对边坡破坏，爆破孔与预裂孔间设一排缓冲孔。装药：爆破孔单耗根据右岸坝肩的开挖经验，按0.3-0.35kg/m3控制，装药采用直径90mm的药卷连续装药；预裂孔采用竹片绑扎，导爆索串联32mm乳化药卷间隔装药，线装药密度为230300g/m控制。起爆方式：采用毫秒延期非电微差起爆网络，最大单响药量按不大于200kg控制。出渣：左岸坝肩开挖，分别在E1249高程、EL1241高程和EL1233.7高程设置三道截渣平台，EL1249高程截渣平台利用左岸上坝公路以8%的坡度修筑一条上坝公路开挖后形成，EL1249高程以上范围内的石渣翻入EL1249m的截渣平台, 石渣由上坝道路将

10、石渣运至左岸下游弃渣场。EL1241高程截渣平台为由左岸上坝公路以10%的坡度修筑一条施工便道，到达坝基EL1233.7高程后开挖修筑形成，EL1233.7mEL1241m高差范围内的石渣翻入EL1233.7m的截渣平台，由施工道路将石渣运至左岸下游弃渣场。当有部份石渣落入河床内时，及时进行清理，保障河道畅通；右岸坝肩开挖石渣直接用挖掘机翻渣至右岸EL1233.7平台，利用现有右岸EL1233.7m施工道路拓宽后作为截渣平台，EL1233.7mEL1241m高差范围内的石渣翻入EL1233.7m的截渣平台，由EL1233.7m的截渣平台出渣，石渣由河道过水面施工道路运至左岸弃渣场，当有部份石渣

11、落入河床内时，及时进行清理，保障河道畅通；基坑开挖利用基坑施工道路出渣，无用料直接运至弃渣场，可用料直接用于围堰填筑。石方开挖出渣主要采用CAT320反铲挖掘机，配15t自卸车运输。d、保护层及基坑开挖方法为确保马道或基础建基面不遭受破坏，临近边坡马道或基础建基面时，预留1m厚岩体保护层，保护层开挖方式主要采用水平钻孔或垂直钻孔两种方式，其中马道采用深孔水平光爆法施工，由于原河床至底部开挖厚度为2m左右，所以基坑开挖采用垂直预裂爆破施工。钻孔：水平钻孔采用手风钻造孔，钻孔直径为42mm，垂直预裂孔采用CL351钻机造孔，钻孔直径为90mm，孔深控制在10-15m，孔距0.8-0.9m；装药：爆

12、破孔装药采用竹片、导爆索绑扎直径32mm药卷间隔装药；起爆方式：采用毫秒延期非电微差起爆网络，最大单响药量不大于50kg。出渣：出渣主要采用CAT320反铲挖掘机，配15t自卸车运输；保护层开挖先采用人工配合翻渣，然后再进行机械出渣。e、齿槽、止水槽及断层开挖方法钻孔：造孔采用手风钻，采用小药量、小单响的爆破，周边采用预裂孔爆破，爆破孔间排距为1.81.8m，的方形布孔，装药：爆破孔装药采用竹片绑扎串联直径32mm药卷连续装药，预裂孔采用竹片绑扎，导爆索串联32mm药卷间隔装药；起爆方式：爆破网络采用拉槽钻爆，炸药单耗比常规梯段爆破略大，取q= 0.6kg/m3，爆破网络采用接力式非电导爆管雷

13、管。出渣：出渣主要采用CAT330反铲挖装，15t自卸车运至渣场。4、施工布置4.1施工道路布置根据施工总进度计划要求、开挖程序及开挖工作面数量的布置，结合各弃渣场的容量和土石方平衡调配计划，主要的开挖施工道路有：L1施工道路：由现有左岸进场公路开挖一条施工便道至左岸坝基开挖开口线EL1233.7高程，作为挖掘机和钻机进场道路，长度约为0.5km。L2施工道路：由右岸上坝公路沿河道以8%的坡度修筑一条施工便道，主要用于EL1249mEL1257.9m高差范围内开挖出渣的主要道路，长度约为0.6km。L3施工道路：为基坑开挖施工道路，根据现场土石方平衡计划，基坑开挖石渣主要用于大坝上游围堰填筑。

14、L4施工道路：拟从基坑最低高程EL1228随围堰填筑加高至EL1231高程左右，道路平均坡比10%，长度约为0.3km。L5施工道路：右岸坝肩施工道路，作为挖掘机和钻机进场道路，长度约为0.5km。直穿河道。4.2开挖施工风、水、电布置施工供风施工用电线路准备于9月15日开始施工，最快也要到10月5日，按正常情况要到10月20号才能提供电源，故开挖期间必须配备移动式柴油动力压风机，根据施工进度安排，配备2台21m3/min富盛-750移动式柴油动力压风机和1台17m3/min富盛-550移动式柴油动力压风机可随时供风。施工供水左、右岸下游布置一个6t施工用水集水池，施工用水直接用潜水泵从河床抽

15、取。施工供电开挖期间主要施工用电主要为夜间照明和抽水用电，用电量为1*20=20KW，正式供电线路完工前拟采用发电机临时供电，在左岸各布置一台20KW柴油发电机，供大坝左岸施工用电；正式供电线路完工后，左岸由变配电所供大坝左右岸施工用电。4.3基础抽排水系统初期抽排水抽排流量计算公式Q=V/T式中Q初期排水流量（m3/s）；V基坑的积水体积（m3）；T初期排水时间（s）；经验系数，主要与围堰种类、防渗措施、地基情况、排水时间等因素有关，一般取=36。当覆盖层较厚，渗透系数较大时取上限。由于本工程在上下游围堰合拢后即开始基坑初期排水工作，围堰只采用浆砌石，综合考虑本次计算取=4。基坑积水量：基坑

16、（戗下游侧至下游围堰之间区域EL1228高程）平面面积3100m2 水深：水面高程1228.6-河床高程1228=0.6mV=3100m20.6m=1860m3初期抽排水时间：按3天排干计算a、初期排水量：Q5=（18604）/（324744）=0.139 m3/s =25.8 m3/h因此初期抽排水拟配置的抽水设备详见图表8。图表8 基坑初期抽排水拟配置抽排设备表名称流量（m3/h）数量（台）合计流量（m3/h）扬程（m）功率（kw）备注离心泵22024403237潜污泵18023602018.5总 计4111b、经常性抽排水已完成上游围堰采用复合土工膜结合高喷灌浆防渗墙型式防渗（EL123

17、1高程以下采用高压旋喷灌浆，以上采用复合土工膜）和下游围堰采用浆砌石结合高喷灌浆防渗墙型式防渗（EL1231高程以下采用高压旋喷灌浆，以上采用浆砌石）。预计上游围堰渗水量不大，少量基坑渗水出现在下游围堰，当基坑内集水较多时，采用开挖集水坑，并用潜水泵将水抽出堰外。拟在坝0+50基坑上、下游侧分别设置一个1m1m1m的集水坑，并分别在上、下游侧集水坑各设置两台7.5kw潜水泵用于基坑经常性抽排水。5、弃渣场规划及管理5.1弃渣场规划考虑到本年度大坝围堰土石方填筑量大，施工任务非常紧张，大坝所有的弃渣约7万方，都可利用于围堰填筑，因原设计规划的上游右岸共用弃渣场距围堰填筑区域较远，为确保围堰填筑施

18、工进度，弃渣场拟调整为位于主坝下游围堰附近区域的弃渣场，弃渣场位于大坝左岸下游围堰下游冲沟处，主要容纳坝区所有开挖弃渣，弃渣运距为300m。5.2弃渣场管理在主坝开挖施工过程中的弃渣服从监理人的调配，对监理人已确认的可用料，在开挖、装运、堆存和其它作业时，采取可靠的保质措施，保护该部分渣料免受污染和侵蚀，有用料和无用料应分开堆存并服从监理人的安排，如部份弃渣可直接用于上、下游围堰的填筑或服务于本工程的其它部位填筑。弃渣场应堆放整齐，表面平整，边坡安全，并设置完好的截、排水系统，并根据监理人的指示做好施工弃渣的治理措施，保护施工开挖边坡的稳定，防止施工场地的开挖弃渣冲蚀河床或淤积河道。6、爆破工

19、艺措施及技术要求6.1控制爆破工艺措施地震波控制采用斜孔爆破，使爆破地震波尽可能多的向地心方向传播，降低面波强度，其次采用微差爆破技术，最大限度地控制单响药量，并实现单孔单响，降低了地震波峰值，同时在装药结构上采用间隔装药等方法，单孔药量减少，以上措施可保证附近场地地表质点振速控制在5cm/s以内，不会造成附近场地内建筑物基础性和结构性损坏。飞石控制根据能量守恒原理及岩石抗压、抗拉强度，在试验的基础上优选钻爆参数，使每个炮孔内炸药所产生的能量与破碎炮孔周围岩石所需的最低能量相等，破碎后的岩石难以获得抛掷所需的动能，或获得的动能很小，难以长距离抛掷，同时控制最小抵抗线方向。爆破作业在严格控制的工

20、艺流程中施工，不会危及警戒区以外人员及机械设备的安全。噪音控制在优选钻爆参数后，炸药的能量将主要用于岩体的破碎，且我方深孔爆破在靠近孔口段均为不偶合装药，并堵塞完全，不会产生空气冲击波，只产生爆破噪音（噪音在160dB），当噪音传播到200m以外的警戒线时，噪音强度已衰减至120dB以下，且作用时间很短（3秒以内），符合我国工业卫生标准，不会对警戒线以外的人员造成伤害。6.2石方明挖技术要求钻孔作业本工程的钻孔包含预裂孔、光爆孔、爆破孔三种，预裂孔的钻孔直径为76mm，光爆孔直径为40mm，爆破孔的钻孔直径为76mm；钻孔机具采用露天潜孔钻和手风钻。钻孔孔位、角度和孔深应符合爆破设计的规定，钻

21、孔角度偏差一般不得大于30，开孔误差不应大于5cm；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。主爆破的钻孔不得进入预留保护层内，设置有马道时，所有钻孔均不得超过马道面高程。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。爆破作业本工程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，应采用预裂爆破或光面爆破技术，对于不适应采用预裂爆破的部位，应预留保护层。采用预裂和光面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

22、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：预裂爆破和光面爆破的最大段起爆药量一般不宜大于50kg，光面爆破一般应与缓冲爆破结合使用，光爆孔前的爆破孔一般不多于两排，在前沿清理结束后施爆。梯段爆破采取分层开挖，梯段高度不得大于10m，爆破网络采取排间微差爆破技术。同时最大段起爆药量应满足现场实验确认的安全爆破质点振动速度的要求，在现场爆破未取得正式结论前，必须按质点安全振动速度表的控制

23、标准执行。装药作业装药前应对作业、爆破器材堆放场地进行清理，装药人员应对准备装药的全部炮孔进行检查。从装药运入现场开始，应划定装运警戒区，警戒区内应禁止烟火，搬运爆破器材时应轻拿轻放，不得冲撞起爆药包。在夜间装药施工时，应有足够的照明设施，严禁在能见度差的情况下进行装药作业。炮孔装药时采用木质或竹质炮棍辅助施工，装药前应用炮棍检查炮孔深度，查看炮孔是否堵塞。当装药发生卡塞时，若在雷管和起爆药包放入之前，可用炮棍处理，装入起爆药包后，不应用任何工具冲击、挤压。在装药过程中，严禁拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆管等脚线。填塞作业除另有特殊要求外，所有炮孔爆破装药后都应进行填塞，不得进行无填塞爆破

24、。不得使用石块和易燃材料填塞炮孔，不应捣鼓直接接触药包的填塞材料或起爆药柱至孔口段直接填入木楔。填塞长度应严格按照设计要求执行。发现有填塞物卡孔应及时进行处理。爆后检查岩体爆破后，应等待15min的安全时间后，对爆破进行检查，确认是否有盲炮，查看爆堆是否稳定，有无危坡、危石，地下爆破时还应检查是否冒顶和危岩，支撑是否破坏，炮烟是否排除。检查人员发现盲炮及其他险情，应及时上报处理，处理前应在现场设立危险标志，并采取相应的安全措施，无关人员不得接近。发现残余爆破器材应收集上缴，集中销毁。7、开挖及支护进度计划按照合同文件的总进度要求、现场实际施工条件，开挖施工进度计划安排如下：主坝基础开挖：计划2

25、016年9月开始施工，首先进行左、右岸肩的开挖，在2016年9月10日开始施工到2016年11月10日结束。其中土石方开挖7.56万m3。平均开挖强度为1258.92m3/日。高峰期开挖强度为38000m3/月。基坑初期排水完成后进行大面积的基坑开挖，基坑开挖时间为2016年12月20日到2017年1月20日，其中土石方开挖为6300m3。平均开挖强度为210m3/日。高峰期开挖强度为6300m3/月。8、开挖资源配置8.1主要施工机械配置坝基土石方开挖施工机械主要为挖掘机、钻机和运输机械，按高峰月开挖强度4万m3进行配置。钻孔采用CL351履带钻和手风钻；装运采用反铲挖掘机CAT330D进行

26、挖、装，配15T自卸汽车进行运输。考虑到开挖强度和工作面布置情况，按月工作时间按25天计、每天实行两班制作业、每班工作9小时的工作制度进行机械设备的配置。挖掘机a、生产率计算Pj=60 q n ke kc ky kz q铲斗几何容量，m3， CAT330D铲斗1.8m3； n挖掘机每分钟挖土次数，取2次； ke土壤可松系数，爆破不好的岩石取0.75； kc铲斗充盈系数，爆破不好的岩石取0.7； ky挖掘机在掌子面内移动影响系数，取0.95； kz掌子面高低与旋转角大小的校正系数，取1.2；根据上述系数计算：CAT330D生产率：Pj=601.820.750.70.951.2=129m3/h（自

27、然方）；b、实际生产率为：CAT330D生产率：P=90.9129=1045m3/台班（自然方）；挖掘机需用量计算挖掘机、装载机需用量主要根据开挖量和机械生产效率来确定，按下式计算：N=Ksm/WPs Kt m月开挖的方量，4万m3（自然方）； Ks岩石松散系数，取1.45；W月台班数，每月工作25天，每天2台班； Kt时间利用系数，取0.9；经过计算，并根据工作面的需要，配置 CAT330D挖掘机2台能满足工程需求，同时备用1台CAT330D挖掘机。 履带钻机生产率计算P=9 V Kt P钻机生产率，m/台班； V钻机钻进速度，履带站中硬岩石取30m/h； Kt时间利用系数，取0.9；根据上

28、述系数计算：生产率：P=9300.9=243m/台班；钻机需用量计算爆破孔钻机需用量钻机需用量按下式计算：N=L/P =Q/qP Q-月开挖的方量4万m3；q每延米孔深爆破方量，按岩石坚固系数10，每12m3/延米； P生产率，243m/台班；则需履带钻机数量N1=40000/12/243/2/25=0.27台，选配1台，另外还选配了8把手风钻作为大块石解小及局部补充爆破钻孔。自卸汽车生产率计算本工程开挖区至弃渣场最大距离约0.3km，考虑运输道路情况及施工条件，每小时运4趟，15t汽车载重按8m3（自然方）；工作时间每月25天，每天2台班，每台班9小时计算，则其生产率：15t汽车生产率：P=

29、2549280.8=11520m3/月；汽车需用量计算汽车需用量按下式计算：N=KSm/ P m月开挖强度4万m3（自然方）； P生产率，15t汽车生产率11520m3/月；则需：15t汽车数量N=40000/11520=3.4台。工作面需要增加4台。则实际进场车辆为8台。根据开挖施工进度安排，采用加大施工机械投入来加以确保，现按土石方高峰强度为4万m3/月。主要施工机械配置见图表9。图表9 主要施工机械配置表序号设 备 名 称型号规格单位数量备 注1履带潜孔钻机CL351台22手风钻YT28台83空压机21m3/min台24空压机17m3/min台15反铲挖掘机CAT330D台16反铲挖掘机HD215台17装载机ZL50台18自卸车15t台89潜水泵3kw台28.2劳动力计划表主要施工人员配置详见图表10。图表10 主要劳动力组合表序号工种单位数量备注1重机工人6每天两班制2驾驶员人16每天两班制3压风工人44水泵工人224