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。

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。

图1-1 土石方开挖程序

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 W

1－底盘抵抗线 h－超深 L－孔深 L

1

－装药长度 L

2

－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：

预裂孔

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/m 3;

7. 减震孔采用乳化炸药，药卷直径d c ＝70mm ，

8. 主爆孔采用乳化炸药，药卷直径d c ＝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：

图1－5 起爆网路

0ms 25ms

50ms

75ms

0ms

（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/m 3；

7. 采用乳化炸药，药卷直径d c =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

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

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1.3 M3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；