水库大坝工程基坑开挖现场施工方法

赫章县河头上水库工程大坝枢纽工程大坝基坑开挖施工方案批准：审核：编制：中国水利水电第八工程局有限公司河头上水库工程大坝枢纽工程项目部2017年10月28日1工程概述河头上水库位于赫章县白果镇河头上村，所在河流为长江流域乌江水系六冲河上源右支后河支流前河的小支流上。

水库工程主要任务是承担赫章县城白果片区3.8 万居民生活用水，水库下游生态用水和下游河头上村、河口村2654人、1000头牲畜的人畜饮水问题。

水库需向白果片区供水226.2万m3，农村人饮供水量9.4万m3，水库年总供水量235.6万m3，并下放生态用水36.9万m3。

根据《防洪标准》（GB 50201-2014）和SL252-2000的规定，本水库规模属小（1）型，工程等别为Ⅳ等，挡水大坝、溢洪坝、放空底孔、取水口、消能防冲设施等主要建筑物级别应为4级，输水管道及建筑物为4级，库区内管道建筑物为4级；堤防工程级别为5级，临时性施工建筑物级别为5级。

整个工程由水库枢纽、白果片区供水等2个部分组成，水库枢纽由C15碾压混凝土重力坝、坝顶开敞式溢洪道、放空、取水管道、取水口闸室、下游河道整治等组成；白果片区供水由输水管及相应附属设施等组成。

水库坝址区位于河头上村上游100m处，有乡村公路通往河头上村。

本工程为水库大坝枢纽工程。

大坝枢纽工程主要工程项目包括：含1座最大坝高62.5m的碾压混凝土重力坝、宽52.57m，坝顶表孔前缘净宽20.0m 的溢洪道、右岸挡水坝段0+084.25 处由取水闸室、坝内埋管和下游闸阀组成的取水工程、交通工程、临时导流洞工程、房屋建筑工程及金属结构设备及安装工程、机电设备采购及安装工程、临时工程、大坝观测系统、水情自动测报系统以及相应的水保、环保工程措施及相应的临时工程。

导流防汛标准为10年一遇洪水，59.3m3/s.根据大坝轴线位置，河床坝基在长52.57m范围，宽约32～75m，坝基深18.1米。

河床砂砾石覆盖层厚一般7～10m，不宜作为坝基利用，应清除。

河床基岩高程一般为EL1650.8～EL1641.9m，基岩为玄武岩。

2工程特点及施工对策2.1工期紧、强度大为最大程度确保大坝基础开挖工期节点目标的实现，我项目部采用精细化管理，把时间空间尽量压缩。

2.2施工干扰大坝基开挖爆破作业与居民区太近。

为工程顺利进展，为当地居民安全加强宣传教育，巡护检查。

2.3施工难度大大坝基坑开挖边坡高、陡、险，施工难度大，且进基坑的施工道路布置较困难，出渣道路修建难度较大，我项目部决意花大决心、大代价，切实做好设备的维护与保养，加强施工道路的维护修筑，在边坡陡峭段及危险段设立缘石和警示坡，确保施工安全。

3 施工布置3.1施工道路大坝基坑开挖土石料主要通过进场道路运输至2#弃渣场，利用消力池开挖基础修筑施工道路。

3.2施工风、水、电供应大坝石方钻孔爆破开挖施工采用基坑平台处布置的1台12m3/min空压机供风，供风主管为φ100橡胶管，至作业面附近后接φ50橡胶管给钻机供风。

开挖施工用电主要为现场照明和机械设备维护修理用电，从导流洞出口配电房接线至工作面处供电。

土石方开挖施工供水主要是机械设备用水，从工地供水主管接支管供水。

左右岸边坡开挖的排水在坡顶、马道内侧、临时施工道路内侧开挖截排水沟，将水排至施工区域以外的河道。

大坝基坑开挖排水，采取开挖排水沟，将水引排或抽排至基坑上游集水井、集水坑内，用水泵逐级排至基坑以外的河道。

坝基石方开挖期间先期施工的先锋槽可做为坝基施工期间临时汇水排水点。

3.3弃渣场弃渣场配一台装载机平场，弃渣场采取自下而上分层堆渣的方式，卸渣后及时平整，并形成有倾向沟内的反坡，以防雨水冲刷坡面。

4大坝基坑开挖施工方法4.1土方开挖围堰截流和基坑排水后进行大坝基坑开挖，先测量放样、修施工道路至开挖施工部位，并在基坑两侧和中部适当位置开挖排水沟，清除表面淤积物后进行土方开挖。

土方开挖时，先开挖上游坝体基础土方，再开挖护坦土方。

在开挖基坑土方边坡时，反铲开挖至离边坡面0.3m左右后，改用人工削坡至设计边坡面位置，确保开挖边坡的平整度和超欠挖符合设计要求。

土方开挖过程中，开挖层面向排水沟方向形成一定的坡势，以利于排水。

4.2石方开挖根据大坝基础从上至下开挖，分别采取浅孔梯段爆破和深孔梯段爆破开挖。

分层施工，上部采取深孔梯段爆破梯段高度4.5米，下部采用浅孔梯段爆破梯段高度3米预留保护层1.5m；通过现场实验确定浅孔梯段爆破对建基面的影响范围，确定预留保护层厚度。

深孔梯段爆破采用QZJ-100B潜孔钻造孔，孔径91mm。

浅孔梯段分层爆破开挖时，建基面保护层开挖采用YT-28手风钻造孔，孔径42mm，开挖边坡高度大于2m时，采用预裂爆破形成开挖边坡，QZJ-100B潜孔钻造孔，孔径91mm。

边坡高度小于2m时采用光面爆破，YT-28手风钻造孔，孔距50～60cm。

保护层厚度通过现场爆破试验确定，根据工程类比法，深孔梯段爆破保护层厚度暂定为2m；紧邻保护层采用手风钻钻孔爆破的，保护层厚度暂定为1.5m。

保护层采取建基面水平光爆和垂直（或倾斜）爆破孔一次钻爆挖除。

先由手风钻浅孔小炮分层爆破抽槽开挖至建基面高程，为水平光面钻爆施工提供作业面。

建基面底部水平光爆采用手风钻造孔，孔径42mm，孔距50～60cm，每循环进尺约3～4m，上部垂直爆破孔由手风钻造孔，孔径42mm，孔底至建基面0.5m。

上部垂直爆破孔采取毫秒微差分段爆破，每段的起爆药量不大于50Kg。

钻爆开挖石渣采用1～1.5m3反铲装车，自卸汽车沿施工道路、运输至弃渣场。

石方开挖应自上而下进行，高度较大的边坡，分层分梯段开挖，垂直边坡梯段高度一般不大于10m，严禁采取自下而上的开挖方式。

随着开挖高程下降，及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线，避免在形成高边坡后再进行处理。

在开挖过程中，如遇挖掘机不能直接挖装的岩石，则采用挖掘机带振冲破碎器进行破碎、松动。

岩石表层经清理后作为钻机工作面，上部采用浅孔梯段爆破施工方法，底部预留2m左右的底板保护层，采用平地爆破施工。

4.3 地质缺陷部位开挖地质缺陷处理主要是对基础内错动带、断层段等地质缺陷进行的开挖，开挖主要方法为置换槽挖。

根据基础开挖揭露的实际地质情况，按设计、规范要求和监理人的指示确定。

5爆破参数的确定梯段爆破设计，根据开挖高度、设计轮廓、钻孔机具、挖掘机械的性能和施工进度确定。

实施梯段爆破时，其钻孔与装药排数，根据梯段高度、临空面条件、地质条件、岩石性质、钻孔直径、施工强度要求等因素设计。

爆破设计审批程序：爆破工程师进行爆破设计、总工程师审核、监理工程师审批；审批完的爆破设计由爆破工程师对钻队、爆破队进行技术交底。

5.1大坝建基面15m范围内的石方深孔梯段爆破。

主爆孔采用QZJ-100B潜孔钻造孔，孔径φ91，Ф60mm药卷连续装药结构。

深孔梯段爆破参数表斜孔微差挤压爆破，能充分利用爆破能量，较好地控制爆碴块度；后冲破坏小，有利于保证开挖边坡的质量；堵塞段加辅助药包降低堵塞段岩体的大块率。

5.2预裂爆破参数的确定预裂爆破采用QZJ-100B潜孔钻造孔，孔径91mm，不耦合空气间隔装药结构，导爆索传爆。

(1)缓冲孔缓冲孔是为了减少主爆孔爆破对后侧边坡的影响，在主爆孔（梯段爆破）与边坡开挖爆破孔（主要为预裂孔）之间增加1～2排缓冲爆破孔，其爆破规模比主爆孔爆破规模要小。

梯段＞5m的深孔爆破，设1排缓冲爆破孔，其孔径为φ91mm、孔距为1.5～2.0m、排距1.2～1.5m，钻孔角度同边坡预裂孔角度，Ф60m药卷连续装药结构，其它与梯段爆破参数相同。

爆破参数将在施工现场，根据地质情况和爆破试验成果及时修正。

(2)边坡开挖爆破布孔形式岩石边坡开挖爆破布孔，从边坡轮廓至开挖区，依次为边坡预裂爆破孔、缓冲爆破孔、主爆孔。

(3)预裂爆破参数，见表预裂爆破参数表预裂爆破线密度一般取300～450g/m。

5.3地质缺陷槽挖爆破参数的确定地质缺陷槽挖，中部采取中小型液压反铲配风镐直接开挖，或手风钻浅孔梯段爆破开挖，周边采用手钻孔光面爆破。

周边光爆孔和手钻梯段孔参数见下表：地质缺陷槽挖爆破参数表5.4 保护层开挖爆破参数的确定保护层开挖采取水平光面爆破和垂直爆破孔一次爆破挖除，光爆孔和垂直爆破孔均由YT-28手风钻造孔，孔径42 mm，爆破参数见下表：保护层开挖爆破参数表5.5 光面爆破参数的确定边坡钻孔深度小于2m时，采用光面爆破形成开挖边坡，爆破参数见下表。

光面爆破参数表5.6手风钻解炮、浅孔爆破(1)超径块石采用YT-28型手风钻钻孔解炮爆破。

孔深为大块石厚度的2/3，孔距a≤0.7m，排距≤0.5m。

大块石解炮单位耗药量计算公式：q′=k f·q式中：q′——大块石解炮单位耗药量kg/m3；q ——梯段爆破时，岩石爆破单位耗药量kg/m3。

K f ——爆破自由面修正系数。

系数取值，见表6.6-6。

爆破自由面修正系数表(2)浅孔梯段爆破主要用于开挖深度小于5m的梯段开挖和为深孔梯段爆破创造临空面的斜坡地段开挖，浅孔爆破开挖深度较小，采用较小孔径的钻孔进行爆破，根据本标段钻机配置情况，选用孔径91mm；浅孔爆破的爆破参数。

(浅孔爆破参数表)6爆破施工程序(1)作业面清理、测量放样作业面的清理采用反铲挖掘机。

放样时测量队根据作业面部位不同进行相应的施工放样，梯段爆破要求放出台阶的高程和钻爆范围，预裂爆破和光面爆破要求放出每个孔的开口孔位、钻孔角度及钻孔方向。

(2)爆破设计及交底根据爆破方案对钻孔部位进行爆破设计，经监理工程师审批后对钻机队进行钻孔交底。

(3)钻孔①浅孔梯段爆破开挖采用QZJ-100B型快速钻或YT-28手风钻钻孔，钻孔直径φ42～φ76mm。

②深孔梯段爆破采用QZJ-100B型潜孔钻钻孔，钻孔直径φ91mm。

③对于小断面的爆破开挖，如地质缺陷槽挖、建基面保护层开挖和大粒径块石解炮，用YT-28手风钻钻孔，钻孔直径φ42 mm。

④边坡预裂钻孔采用QZJ-100B快速钻，钻孔直径为φ76mm。

地质缺陷槽挖光面爆破钻孔采用YT-28型手风钻，钻孔直径为φ42 mm。

⑤以上各种钻机、钻具钻孔均要满足爆破设计要求的孔径、倾角和钻深精度要求。

(4)装药及堵塞①预裂爆破和光面爆破按照本章中爆破设计要求的装药结构和施工程序进行孔内装药。

②深孔梯段爆破，按梯段爆破设计的装药结构，装药量进行装药。

③炮孔装药时使用木棍或竹杆装药。

禁止使用石块和易爆材料堵塞炮孔。

(5)联网联网由有经验的炮工进行操作，联网完成后由队长进行复检，合格后方可进行下道工序。

为避免瞎炮和盲炮，爆破网络采用复式网络。

(6)警戒爆破区周围设置200m范围的爆破警戒区，交通道口设立警示牌。

放炮前发出警告信号，向危险区边界派出警戒人员，将无关人员立即撤出危险区外；具备起爆条件时发出起爆信号，准许起爆员起爆。