大坝石方施工方案X 2.docx

1、大坝石方施工方案X 2山西省沁源县永和水电站工程大坝石方开挖专项方案 批准： 审核： 编制：山西省水利建筑工程局沁源永和水电站工程项目部二O一二年七月一、编制说明及依据（1）编制说明1、我项目部根据本工程的内容、特点、施工条件、工程质量的要求，并结合考虑我公司的施工经验、技术经济实力、设备人员配套的能力等多方面的因素，编写了本工程爆破专项施工方案。2、编写工程中充分考虑爆破作业质检相互协调、爆破安全、工期质量控制等各方面的问题，优化施工、科学合理安排施工进度计划、人员设备调配计划，以确保施工工期，安全生产、质量保证、高效优质完成工程任务。（2）编制依据1、设计开挖断面图和测量提供的地形图；2、

2、设计提供的地质勘探数据，包括地址剖面图及岩石力学指标；3、“爆破安全规程”（GB6722-2003）；4、国家现行土石方爆破施工技术规范；5、设计开挖技术要求；6、施工现场实际勘察。二、工程概况沁源县永和水电站坝址位于沁源县郭道镇永和村东沁河一级支流紫红河上，坝址以上控制流域面积368km2，是一座以供水、发电为主，兼顾灌溉、防洪等综合利用的小型水利水电工程。拦河枢纽总库容968万m3，水电站总装机容量 325kW,大坝为混凝土重力坝，最大坝高40m，坝顶长388m。工程等别为等，主要建筑物为4级。计划工期为两年。工程主要石方爆破约106057m3,其中左岸石方开挖约22428m3、右岸石方开

3、挖约21784m3、基础石方开挖约56588m3、大坝齿槽开挖5257m3.三、工程地质坝址区地质（1）坝基工程地质条件永和水电站坝址选在永和村东约1.2km处的紫红河干流上。河床宽220m，河床地面高程1120.501122.30m，覆盖层为第四系全新统洪冲积晚期（Q42pal）卵石混合土，局部夹有约0.51m厚的透镜状细砂、粉土质砂层，厚度为44.65m，为强透水层。从钻孔揭露情况，坝基基岩面高程1117.221117.61m。坝基强风化层厚度1.251.62m，弱风化层厚度3.706.20m。坝址区工程地质条件较好，坝基存在主要地质问题是坝基渗漏、渗透稳定、坝基抗滑稳定及基坑涌水等问题。

4、（2）右坝肩工程地质条件右坝肩处于单薄山梁中部，坝前单薄山梁宽度420600m，梁脊高程11701176m。上部发育级基座阶地，基座上覆盖有第四系中更新统（Q2pl）、上更新统（Q3eol）地层， Q2pl岩性组成上部为棕红色低液限粘土，厚度010.0m；下部往往有04.8m厚的底砾石（卵石混合土）层。总厚度015m。Q3eol岩性组成浅黄色低液限粉土，厚度05m。基座地层岩性为三叠系下统刘家沟组（T1l-3）灰红、紫红色厚层状细砂岩夹透镜状泥砾岩层，钙质、泥质胶结，夹有薄层泥岩、砂质泥岩。右坝肩存在主要工程地质问题是单薄山梁渗漏和绕坝渗漏问题。（3）左坝肩工程地质条件左坝肩所处山梁顶部高程1

5、1821200m，相对河床高差约78m，山梁顶部宽缓，北高南低，呈南北向展布。左坝肩为土质岸坡，岸坡坡度2235，岸坡及梁顶部为第四系中更新统地层所覆盖。山梁顶部基岩出露，东侧（背河侧）发育有一条南北向的基岩小冲沟（上吊沟），沟底高程11331182m，坝线处沟底高程1162.5m，高于正常蓄水位。整体来看，左坝肩山梁的构成框架：山梁临河侧岸坡为松散岩层构成，其中下部为崩塌坡积堆积层，上部为低液限粘土、低液限粉土层；上吊沟沟坡为基岩裸露，中下部为完整岩体，上部为岩层较为陡倾的坍滑体，其上为土层覆盖。基岩面呈二级台阶状分布，上部台阶前缘基岩面高程11431160m，由上游至下游逐渐增高，基岩面由

6、岸边向岸里渐高，台阶前缘基岩面高程约1160m；下部台阶基岩面高程11221128m，由岸边向岸里渐高，为崩塌坡积层覆盖。出露基岩地层为三叠系下统刘家沟组（T1l-1）紫红色厚层状细砂岩夹多层透镜状、似层状粉砂岩、泥砾岩、泥质砂岩层，泥质胶结，局部地段夹有泥岩、砂质泥岩薄层。左坝肩岸坡上覆盖的Q2del碎裂状砂岩、粉砂岩及泥岩和Q2col+dl混合土块（碎）石层，工程性质差，存在渗漏、坍岸问题。坝肩基岩岩层倾向河谷，倾角715，节理裂隙发育，在降水、风化、泥化不利条件的作用下基岩边坡稳定性较差，存在边坡稳定问题。4、施工布置（1）施工道路根据左、右岸地形，结合坝体开挖需要，修建一些临时道路，结

7、合施工总布置，坝区施工道路具体布置如下：1、左坝肩开挖根据施工需要由左岸上坝道路施向高程1132m修筑9#临时施工道路，满足大坝左岸地面以上高程1122-1132m内土石方开挖和混凝土运输施工需要。9#临时道路为半开挖半回填道路，回填料主要采用坝坡开挖土石料。9#临时施工道路，底宽8m，长度约为300m，纵坡比1：10，边坡比1：0.3。根据施工需要由左岸上坝道路施向高程1142m修筑10#临时施工道路，满足大坝左岸地面以上高程1132-1142m内土石方开挖和混凝土运输施工需要。10#临时道路为半开挖半回填道路，回填料主要采用坝坡开挖土石料。10#临时施工道路，底宽8m，长度约为300m，纵

8、坡比1：10，边坡比1：0.3。根据设计图纸左岸下游设计有一条永久上坝道路施向高程1152m，可以满足大坝左岸地面以上高程1142-1152m内土石方开挖和混凝土运输施工需要。该永久道路为半开挖半回填道路。2、右坝肩开挖根据施工需要由右岸上坝道路施向高程1132m修筑3#临时施工道路，满足大坝右岸地面以上高程1122-1132m内土石方开挖和混凝土运输施工需要。3#临时道路为土石方回填道路，回填料主要采用基础开挖土石料。3#临时施工道路，宽8m，长度约为300m，纵坡比1：10，边坡比1：0.3。根据施工需要由右岸1#临时上坝道路向高程1142m修筑2#临时施工道路，满足大坝右岸地面以上高程1

9、132-1142m内土石方开挖和混凝土运输施工需要。4#临时道路为土石方回填道路，回填料主要采用坝坡开挖土石料。2#临时施工道路，宽8m，长度约为300m，纵坡比1：10，边坡比1：0.3。 3、大坝基础石方开挖根据施工需要由进场道路向大坝左侧基坑修筑6#临时施工道路，满足大坝右岸地面以下土石方开挖和混凝土运输施工需要。6#临时施工道路，底宽8m，长度约为100m，纵坡比1：10，基岩边坡比1：0.3，砂石料边坡比1：0.6，在道路两层修筑临时排水沟。根据施工需要由进场道路向大坝右侧基坑修筑4#临时施工道路，满足大坝右岸地面以下土石方开挖和混凝土运输施工需要。4#临时施工道路，底宽8m，长度约

10、为100m，纵坡比1：10，基岩边坡比1：0.3，砂石料边坡比1：0.6，在道路两层修筑临时排水沟。 (2)施工供风施工供风主要用于大坝边坡及坝基石方开挖，用风量较大，但较为分散。根据工期要求、施工点的具体布置和施工顺序安排，同时为方便管理和资源共享，拟采用集中供风的方法进行施工供风，具体如下：在大坝左右岸下游分别布置一座集中供风站，主要满足大坝左右岸坝肩、坝基石方开挖等机械设备用风，集中供风站旁修建40m2（包括值班室）的临建房屋，站内分别配置两台20m3/min螺杆式电动空压机。另配备两台13m3/min移动式柴油空压机，供灌浆用风或边角处施工用风。各施工点用风从集中供风站到开挖工附近采用

11、直径150mm钢管输风，作为供风主管路，主管路末端设置小风包，钻机用风通过1.5吋高压风管从小风包中直接取用。施工供风主要设施详见下表。 施工供风主要设施明细表序号施工供风设施名称规格或型号单位数量备 注1电动空压机20m3/min台4螺杆式2移动空压机10m3/min台2螺杆式3输风管道150mmm300供风主管道4输风管道1.5吋高压胶管m1000供风支管 (3)施工供水本工程施工期间的施工用水主要有场内道路维护用水以及各施工生产辅助设施用水等；生活用水主要为生活管理辅助设施的用水。 (4)施工供电电的用量主要是供风系统的用电和大坝开挖时的照明与修理机械。在供风站附近分别安置250KVA变

12、电器一台。 (5)基坑排水在大坝基础开挖时，需考虑基坑排水，根据开挖出的基岩情况，选择地势较低的部位安置水泵，排水线路就近排往过水河槽。其排水主要机械见下表： 施工排水主要机械设备配置表序号主要机械设备名称单位数量说 明14-6寸污水泵台8施工期排水（备用二台）(6)应急供电为防止意外断电，造成开挖基坑被淹的危险，在开挖基坑的下游备用一台30kw发电机，以便及时供电。五、石方开挖方案两岸边坡处要求全部清理上部堆积物和覆盖层、岩基强风化层，弱风化层，开挖到完整性较好的基岩面。基础开挖成台阶状，开挖坡度根据两岸坡度和基岩情况确定。考虑到工程总体布置及施工导流，本工程石方开挖分区进行，具体开挖分区及

13、时间见下表大坝开挖分区表开挖分区桩号0-0450+1140+1140+2090+2090+3530+3530+403区号部位左坝肩及坝坡左侧大坝基础右侧大坝基础右坝肩及坝坡开挖顺序3421开挖日期2012.122013.792012.9102012.78（一）左岸边坡及坝肩开挖1、开挖方法根据大坝开挖设计剖面图，左坝肩及边坡石方开挖最大深度均小于6m。石方开挖采用手风钻钻孔、浅眼微差控制爆破的方法。采用自上而下、分层依次开挖的方法进行开挖。左坝肩1175以上手风钻一次成型开挖，根据两岸的坡度设计要求，开挖坡度大于1:1.5以上的采用预裂爆破方法，开挖坡度小于1:1.5的采用预留保护层开挖，保护

14、层预留厚度暂定为1.5m，后期通过实验调整、确定。左岸边坡开挖分层见下表所示：大坝左岸坝坡开挖分层 0+0000+114 (114m)序号高程区间(m)梯段高度（m)钻孔机械分次工程量（m3）出渣道路11160-11528手风钻222428.3永久上坝路21152-113912.8手风钻310#31139-112910.3手风钻39#41129-11208.9手风钻29#51120-11163.77手风钻16#2、爆破参数的选择主炮孔爆破参数的选择孔径d的确定：采用YT-28型手风钻进行钻孔，确定孔径d为：d=42mm。开挖层厚度的确定：开挖层厚度是石方开挖的重要参数，它直接影响钻孔数量和爆破

15、效果，应根据实际地形条件、工程特点及钻机钻孔能力合理选定。本工程采用手风钻钻孔浅层爆破的主要为局部厚度小于5m的石方明挖和保护层开挖。最小抵抗线W的确定：根据以往施工经验，再结合围岩性质，拟定最小抵抗线为：W=1.0m。孔距a、排距b的确定：根据地质资料及多项水利工程石方开挖的施工经验，选定（孔距a=1.2m，排距b=1.0m）作为实地试验数据，通过试验来确定合理的孔距、排距，以满足实际石方开挖的需要。单位耗药量q的确定：根据类似工程经验取： q=0.450.50kg/m3。超钻长度h的确定：一般取h=（0.100.25）W，本工程超钻孔深h取0.2m。单孔装药量Q的确定：单孔装药量Q=qab

16、H堵塞长度L2：根据施工经验取L2=（0.71.5）m。（二）右岸坝坡及坝肩开挖1、开挖方法根据设计图纸右岸岸坡开挖坡度均大于1:1.5，马道高度分别为22m、18m。拟采用潜孔钻钻孔，深孔梯段爆破，根据马道设计高度，每层马道分两层开挖成型。大坝右岸坝坡开挖分层 0+3530+388 (35m)序号高程区间(m)梯段高度（m)钻孔机械分次工程量（m3）出渣道路11152-113022潜孔钻221784.42#21130-111218潜孔钻23#2、深孔梯段爆破参数选择(1)主爆孔参数设计深孔梯段爆破的主炮孔爆破参数主要包括钻孔孔径、梯段高度、最小抵抗线、孔间排距、孔排距、超钻深度、钻孔深度、单

17、耗以及封堵长度等。钻孔孔径D的确定：根据所采用的钻孔机械，可以确定孔径D为：D=100mm。梯段高度H的确定：梯段（台阶）高度是石方开采的重要参数，它直接影响钻孔数量和爆破效果，根据右岸边坡马道高度，初步确定梯段高度为9m和11m。最小抵抗线W的确定：最小抵抗线是影响爆破效果的一个十分重要的参数。根据经验选定：W=2.53.0m。每次爆破前应处理好作业面，特别是在平台的根部，否则不仅该处爆破将出现较大块外，而且因前排推不出去，后排也出现大块，影响爆破效果。孔距a、排距b的确定：根据地质资料及多项水利工程石方开挖的施工经验，选定（a=3.0m，b=2.5m）作为爆破试验参数，在实际施工中，可通过

18、爆破效果逐步选用合理的孔距、排距来满足实际石方开挖的要求。单位耗药量q的确定：根据招标文件提供的地质资料可知，本工程基础开挖岩层主要为泥岩、砂岩，根据以往施工经验初步选取q=0.450.50kg/m3。在实际施工中可通过试验来确定合理的单位耗药量来满足石方开挖的需要。超钻长度h的确定：h=（0.150.35）W=1.0m。单孔装药量Q的确定：单排或多排布孔时，第一排孔的每孔装药量为：Q=qaWH；从第二排起，以后各排孔的每孔装药量为：Q=kqabH（式中k为克服前排孔岩石阻力的增加系数，一般取1.11.2）。每三至四排设一排加强孔，以克服岩石阻力，增强爆破效果。封堵长度L2的确定：根据施工经验

19、，L2=（0.751.0）W，且不小于3m。（2）预裂爆破参数选择为了保证设计开挖尺寸及边坡的稳定，保证开挖施工安全，右岸边坡采用预裂爆破，根据有关预裂爆破的施工技术规范并结合我局在以往类似工程中的施工经验，初步确定：孔径D：深孔预裂时D=90mm，浅孔预裂时D=42mm。孔距a：预裂孔的孔距，根据钻孔机械的性能和施工经验，可根据下式计算：a=（10-12）D式中：D成孔的孔径，此处深孔预裂爆破取a=1.0m，浅眼爆破取a=0.5m。堵塞长度：根据工程经验取：L2=1.01.5（m）线装药密度q：根据经验选取预裂爆破的先装药密度，深孔爆破时q=250g/m，浅孔爆破时q=150g/m。底部加强

20、药长度：为了保证底部预裂效果，一般的预裂孔在底部设加强药量：底部12m范围内药量增加35倍的线装药密度。（三）大坝基础石方开挖1、大坝基础石方开挖1118m1112m根据现场地形情况，采用手风钻配合液压钻钻孔，浅眼微差控制爆破，上下游侧坡面采用预裂爆破方法，分两层开挖，大坝建基面的1.5m2.0m部分采用保护层一次性开挖方法，直接钻孔到基岩设计开挖线，爆破装药底部加柔性垫层的保护措施，进行微差控制爆破，来保护基岩完整、稳定。开挖时先创造良好的临空面，分块进行开挖。大坝基坑开挖 0+1140+353 (239m)序号高程区间(m)钻孔深度（m)钻孔机械分次工程量（m3）出渣道路11119-111

21、24-6 手风钻配合液压钻256587.54#、6#2、爆破参数选定爆破参数选择同前所述。3、齿槽石方开挖大坝齿槽开挖同样采用浅眼微差控制爆破，施工现场根据试验，确定合理的开挖方法。齿槽开挖工程量统计序号部位桩号齿槽长度(m)开挖工程量（m3）1左岸坝坡齿槽开挖0+0000+11412816692右岸坝坡齿槽开挖0+3530+388374813大坝基础齿槽开挖 0+1140+353 2393107合计4045257六、爆破施工工艺1、施工准备及测量放线在石方开挖之前，先根据设计图纸对石方开挖开口线进行精确测量放线。测量放线时应标出开挖开口线，并在控制点处作标志桩，其测量放线精度要符合招标文件有

22、关技术条款和水利水电工程施工测量技术规范的规定。2、钻孔针对不同的开挖部位和开挖方法分别采用不同的钻孔机械进行钻孔。大坝高边坡深孔梯段爆破时，采用YQ100B型潜孔钻或液压钻机进行钻孔；保护层及浅层开挖时，用YT-28型手风钻进行钻孔。钻孔达到设计深度后，要吹净孔内残渣，钻孔完成后，用编织袋将孔口塞紧，盖上封顶，防止压坏和其它地表水或异物落入孔内，造成塌孔堵塞。3、装药、堵塞（1）装药结构：为了保护保留岩体，根据工程经验，一般爆破孔设计为间隔偶合装药，预裂爆破孔为间隔不偶合装药。装药结构见下图所示。间隔偶合装药 间隔不偶合装药 保护层装药结构（2）装药与堵塞：装药时，先将孔内的粉渣及积水用小于

23、孔径的吹风管吹冲干净后，在露天按设计装药结构采用人工进行严格装药。4、起爆网路起爆网路是爆破成败的关键。起爆网路必须保证全部药包能起爆且能改善爆破效果。采用电雷管起爆，非电毫秒雷管孔外与孔内微差，孔内采用非电毫秒雷管起爆，以保证全部药包按设计完全起爆。起爆时采用“V”型起爆网路或逐排起爆网路。宽孔距小排距微差爆破，能充分利用爆破能量，可较好地控制爆渣块度，堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率，在爆破工程中已被越来越广泛的运用。根据施工实践经验，采用梅花形布孔一字型起爆网络图(一排一段起爆)和长方形布孔V型起爆网络效果较好，见下图所示。 梅花形布孔一字型起爆网络示意图 长方形布孔V型起爆网络示

24、意图5、爆破试验在石方开挖前应做爆破试验，以确定合理爆破参数和孔网参数。试验场地均选择在开挖起始段，并结合开挖进行。首先按照拟定的爆破参数进行钻孔爆破，爆破完成后根据爆后爆堆、保留岩体是否有完整，保留岩体平整度是否符合设计要求，来选出最优爆破参数和孔网参数作为基坑石方开挖的爆破参数。七、安全距离控制1、飞石安全距离目前，常用下述公式计算飞石安全距离：R=20Kn2W式中：K安全系数，通常取（1.01.5），当风速大而又顺风方向时取（1.52.0），定向抛掷爆破，单侧松动爆破、抵抗线较大的药包爆破以及土中爆破等，用公式计算出的距离往往偏大。根据上式计算飞石安全距离见下表。 个别飞石距离估算表经验

25、公式：RF=20n2WKF计算结果参数含 义取 值n计算药包作用指数按加强抛掷爆破计，n=1.5RF=225m，根据爆破安全规程，取400mW最大一个药包最小抵抗线根据爆破设计，w取2.2KF安全系数对于山谷地形，KF取2.02、空气冲击波与噪声的安全距离空气冲击波作用下的安全距离主要与爆炸药量有关，一般可用下式计算：R=KQ1/2式中；R安全距离；K安全距离系数；Q单响药量。3、爆破安全震动采用质点震动速度公式：R=（K/V）1/QQ=R1/（K/V）1/V=K（Q1/3/R）式中：R-安全距离，m；V允许震动速度，cm/s；Q单响装药量，kg；大坝爆破区远离村庄，爆区范围内没有重要及保护建

26、筑物，因此飞石安全、空气冲击波与噪声、爆破安全震动的安全距离容易控制。爆破设计时分别计算。八、石方开挖安全措施为了保证石方开挖施工和爆破安全，项目部成立爆破领导组，对石方开挖爆破作业进行统一领导和管理，并制定严格的管理作业制度，对重点科研课题进行研究和攻关。 1、火工器材管理遵照国家“爆破安全规程”有关法律和法规。火工器材领取必须由专人负责，按爆破技术人员核准的数量领取，剩余材料必须及时退回，不得私自存放。火工器材的领用必须符合安全规程规定，并经属地公安部门批准同意方可使用。本工程不设炸药库，爆破所用爆破器材均由沁源县民爆大队送到现场，使用完毕后剩余爆破器材直接退回民爆大队。搞好火工器材保管和

27、保卫工作，严防丢失和被盗。2、爆破安全措施爆破设计人员必须经公安部批准的培训部门培训且考试合格，由持公安部门发放的高、中、初级爆破安全技术证书人员担任。所有参加爆破人员，须经专门培训，方可上岗工作。爆破方案经项目部总工批准，监理部审查认定后执行。爆破区内严禁闲杂人员进入，严禁在爆区内使用明火、禁止抽烟。严禁在打雷、大风、黄昏、夜间进行爆破施工。按设计药量及设计装药结构进行装药。警戒人员必须由责任心强，忠于职守的安全专职人员担任，在规定时间内进入警戒区，严防行人车辆进入警戒区内。起爆时间夏季 中午11：3012：30 下午6：007：00冬季 中午11：3012：30 下午5：006：00警戒信

28、号 第一次信号：起爆前15分钟警戒区内一切人员机具撤离，禁止一切人员车辆入内。第二次信号：起爆。第三次信号：起爆后15分钟，经检查无隐患后解除警戒。3、爆破施工组织机构成立爆破领导组是保证爆破安全的关键。指挥部负责协调和管理整个爆破工作，爆破工作涉及面广，专业技术性强、风险大，必须成立以下职能部门切实加强管理： 爆破工程指挥部：鲍艳文 负责整个爆破管理和指挥工作，协调处理各方面工作。 爆破技术组：裴剑 负责爆破设计及有关技术工作。 施工组：宋季斌 王宁负责钻孔及装药、堵塞、联网工作。 安全保卫组：吕友 张少斌负责火工品看管，警戒及各方面保卫工作。 后勤组：冯锦民 负责参加爆破人员的交通、生活工

29、作，确保供应爆破工作所需的材料、设备和器具，爆破应急事件处理等。九、质量检查与验收1、石方明挖质量保证措施（1）严格按照设计要求及施工技术规范、规程进行施工。（2）爆破参数的选定要根据实际地质情况进行工程类比选用。（3）对爆破参数予以修正，以最佳爆破效果来保证开挖质量。（4）施工技术人员严把质量关，自上而下分层开挖，每层边坡到位后及时进行验收并转序施工。（5）由测量把关，严格控制开挖边线。（6）做好开挖工作面的排水工作，避免开挖后造成水土流失，确保施工质量。（8）基础开挖要严格按规范进行。2、建基面开挖质量的检查（1）按施工图纸要求检查建基面开挖的平面尺寸、标高和平整度是否满足设计、规范要求。（2）按施工图纸和监理工程师指示检查建基面软弱夹层和破碎带的清理质量。3、基岩开挖工程的验收建基面基础开挖完成后，应进行岩基开挖工程的验收，并向监理工程师提交相关的验收资料。十、资源配置1、劳力组织劳力组织是根据施工工期、施工强度来安排的。土石方开挖施工劳力组织安排见下表。 劳力组织表序号项目人数工作内容1钻爆组30钻孔、装药、爆破、清理工作面2空压机10空压机使用、维修3机械组50挖机、汽车、装载机、推土机等作