大坝、溢洪道土石开挖施工方案

大坝、溢洪道土石开挖及支护工程施工方案

湖北兴山县毛家河水电站

边坡开挖及支护工程施工方案

1、概述

开挖及支护工程主要包括：大坝坝基覆盖层、趾板基础石方开挖，溢洪道土方明挖及石方开挖，大坝及溢洪道基础地质缺陷超挖处理；灌浆平洞洞内支护；大坝趾板边坡支护；溢洪道边坡支护。支护型式主要为：锚杆、喷射混凝土（包括挂网喷护）等。支护工程主要工程量根据现场实际情况确定。

开挖及支护工程主要工程量见表1-1。

表1-1 主要开挖及支护工程量表

工程项目 覆盖层开挖 石方明挖 预裂面 边坡支护锚杆 机编镀锌钢丝网 止水体锚筋 挂网喷混凝土 孔内保护花管 边坡排水孔钻孔 土方开挖 石方开挖 规格 ?25 L=4.0m ?4@100 ?25 L=6.0m C20锚喷混凝土 45PVC （?56 L=0.5m） 单位 m3 m3 m2 根 m2 根 m3 m m m3 m3 工程量 22554 200952 18311 备注 溢洪道 溢洪道 溢洪道 1609 3620 38 3620 201.0 201.0 47746 71848 溢洪道（估值） 溢洪道（估值） 溢洪道（估值） （t=10cm）溢洪道 溢洪道 溢洪道 大坝 大坝 2、施工依据

⑴ 监理工程师签发的施工图纸、设计文件及其它相关的文件。 ⑵ 现行规程、规范、合同文件和施工组织设计总体要求。 ⑶ 业主、监理现场施工要求。

3、施工布置

3.1施工道路

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⑴ 充分利用发包人提供的场内交通设施和工区现有道路，并辅以必要的养护和改建，新建施工道路按工程施工需要进行布置，在开挖范围内的临时道路可根据工程进展情况随时进行调整。

⑵ 左岸：从左岸上坝公路可到达左坝肩，左岸574.0m高程上坝公路向上游可通往沙湾电站；在中线，拟在515.0m高程修建临时施工道路作为左岸岸坡开挖出渣道路，同时向上布置施工便道至岸坡开挖面。

⑶ 右岸：利用现场已有的右岸低线公路作为大坝开挖的主要施工道路。 3.2风、水、电布置

大坝土石方开挖施工供风、水、电布置均从总布置接引。其中： ⑴ 施工供风：溢洪道开挖工作面布置两台20m3的移动式空压机，大坝开挖工作面布置一台20m3的移动式空压机；另配4台4 m3移动式空压机作为辅助供风设备。

⑵ 施工供水：从大坝左岸▼595m高程的水池接引，采用￠32塑料管敷设致各个施工用水点。

⑶ 施工供电：左岸由1#配电所供电，供电容量为400KVA，右岸由2#配电所供电，供电容量为200KVA。 3.3水流控制及防汛措施

开挖施工中，如遇雨季或汛期，将会有如下情况的水流对工程施工产生影响： ⑴ 雨水沿道路流向坡面，对已开挖的垂直壁面产生冲刷和浸蚀。

⑵ 高边坡开挖后，断层顶部暴露，且与边坡形成不稳定的三角体、悬挂体，雨水及汇水对其进一步冲刷可能会引起滑坡或塌方，影响施工进展。

⑶ 两岸边坡开挖及支护的施工废水、雨水、汇水及上下游渗水将会给基坑产生大量积水而影响坝基开挖施工。

为了防止产生上述不利影响，将对雨季施工中的水流和防汛采取相应措施： ⑴ 采取“高水高排、低水低排”的原则，首先施工高边坡顶部的拦水坎和截水沟，将水引向河床或冲沟，防止地表水大量流入施工作业面，减少对边坡的冲刷和浸蚀。

⑵ 对断层及岩溶通道的地下水进行疏导，必要时采取喷混凝土防护，及时闭合裂隙，并采取挡水坎引水至截水沟，减少水流进入施工区。

⑶ 做好施工道路排水系统，在内侧设排水沟，有效疏排地表水。 ⑷ 根据现场情况，设置临时集水井及各部位的截、排水沟。

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⑸ 设置临时及永久施工排水泵站将汇水及时排至围堰外。

施工期临时排水与永久排水相结合，天沟安排在开挖前实施；开挖区排水采取预留3%缓坡倾向外侧，以便渗水、雨水能自流至开挖区外，局部积水采用人工挖排水沟引排，或小型水泵抽排方法。坡面防水采用及时喷护、封闭和导引。 3.4存、弃料场

⑴ 存料场

土石方开挖中的利用料堆存于大坝下游左岸毛家河堆料场及上游左岸弃渣场，石料转料场的堆放应按照招标文件的规定或监理人要求分类有序堆存，料场布置1台D85推土机进行平整，并采用专人负责指挥，并做好截排水设施和夜间照明设施。

⑵ 弃渣场

本标段土石方开挖的覆盖层及无用料主要用于修建临时施工道路，多余部分沿下游河道侧堆放，布置2台PC200反铲及1台D85推土机平整。

4、施工程序

大坝土石方开挖施工工艺流程图4-1、溢洪道开挖工作面施工程序见图4-2。

植被清理 坡面支护 图4-2 开挖工作面施工程序3

测量放样 场地清理 测量放样 截排水沟开挖 截水沟开挖施工 覆盖层开挖 覆盖层开挖 钻孔及验收 设计边坡预裂及光面爆破 钻机就位钻孔 装药、联网 边坡预裂爆破 石方松动爆破 爆渣挖除 石方松动爆破 转下一循环 建基面保护层施工 挖装出渣 图4-1 大坝土石方开挖施工工艺流程图

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4.1施工测量

组织专职测量人员踏勘现场，对发包人或监理人提供的测量控制点进行复核、加密，发现问题，应及时与监理人联系解决。根据发包人或监理人及设计提供并经复核正确后的测量控制点，选择有利位置布设施工基准线及高程控制点。高程控制点原则上布设在施工基线上，根据施工要求再进行局部引测，其测设方法采用四等水准测量。

本工程测量工作难度不大，但是工作量大，同时工程测量放样的好坏，是影响施工质量能否达到预期效果的重要环节，为此成立专门测量放样小组，由经验丰富的测量工程师担任组长，同时配备四名有实际施工测量经验的测量员组成，负责本工程测量工作，同时做到：

1、施工控制点、线测设

⑴根据设计和监理工程师提供的测量控制点，经测量校核后增设本工程施工控制点，建立辅助定位标志。

⑵测设各分块建筑物轴线和生产道路轴线，同时放出各建筑物的开挖边线，标注注边坡开挖高度。

⑶测设溢洪道及大坝各建筑物轴线和底高程，并作好标记。

⑷根据施工进度分期放样，并在施工期间及时补齐丢失的样桩，确保施工准确。

⑸本工程对高程控制要求较高，水准测量采用四等水准测量实施。

2、测量工作程序

⑴根据设计和业主提供的测量成果资料进行复核，并将复核结果报监理工程师审批。

⑵根据复测的测量成果，按工程需要扩大布置测量控制网点，经复核准确无误后，报监理工程师审批，并妥善保护。

⑶根据扩大布置的测量控制网点，进行工程施工放样。放样前绘出施工放样图，经校核后进行实地放样，原始资料存档备查。 2、 测量工作的要点

熟悉施工图纸，掌握设计意图，严格按照规范规定的程序和要求进行施测，每一部分的放样都必须先画放样图，必须有人效验、签字对测量成果负责，现场放样做到准确无误。

选用高精度的先进仪器，并要经常保养和校验，保证测量仪器完好。 测量工作要做到“勤”、“精”、“复”：

“勤”，即勤测，每一道工序开始时都要施测。“精”，施测要精确，技术要熟练，设计和规范要精通，施测方法要先进，措施要可靠。“复”，即测量工作要不厌其烦，不放过一个疑点，确保准确无误。

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3、 序号 1 2 3 4

测量仪器设备 设备名称 全站仪 水准仪 钢尺、皮尺 水准尺 单位 台 台 条 根 数量 1 2 4 4 备注 根据所布设的测量控制网点，采用全站仪、经纬仪及水准仪来进行引测，用全站仪及经纬仪首先放出施工基线，再根据设计图纸上的有关尺寸放出所有控制边线。高程采用水准仪来控制，即将前面所布设的临近高程控制水准点作为后视点，分别放出各高程控制线。 4.2大坝施工

大坝开挖分为左岸岸坡、右岸岸坡、河床三个区域进行施工。左右岸坡开挖在围堰填筑前施工，河床区域开挖在围堰填筑完成闭气、基坑抽水完毕后进行。左右岸坡开挖，结合施工总布置所规划的施工道路，按照自上而下的施工顺序分层进行，施工中优先进行趾板基础开挖，与趾板开挖部位相关性小的部位的覆盖层清除可在大坝填筑施工过程中分层进行剥离，层面高度为6米。河床基坑优先进行河床段趾板基础开挖，以尽快提供河床段趾板混凝土浇筑部位。 4.3溢洪道施工

溢洪道土石方开挖可分为进水渠及闸室段、泄槽段、出口挑流鼻坎段三个开挖施工区域，各开挖区同时进行土石方开挖施工，按照从上而下的施工顺序分梯段进行，梯段高度初定每10m一层。每层开挖后及时进行岸坡及临时边坡支护，确保边坡稳定和作业面施工安全。根据开挖料岩性、粒径和级配等情况和大坝填筑料的设计要求，分为弃料、备料及可直接上坝料，分别运至弃料场及大坝填筑作业面。

5、 施工方法

5.1大坝施工

⑴ 大坝及溢洪道土石方开挖施工前，先测量放样，标出开挖区域，然后将开挖区域内及开挖边线外侧5m范围内（或监理工程师指定范围）的树根、杂草、垃圾、废渣及监理工程师指明的有碍物用人工配合机械予以清除，场地清理时有价值的材料按监理工程师指示送至指定地点堆放；无价值可燃物可焚燃处理；无

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法烧尽或严重影响环境的清除物，按监理工程师的指示运至指定地点进行掩埋，掩埋深不小于0.6m。

⑵ 大坝基础开挖主要采用1.0m3~2.1m3反铲挖装，20t自卸汽车运输。 ⑶ 大坝趾板基础及趾板上游边坡开挖

首先按设计开挖线剥离覆盖层，对覆盖层及表面全强风化岩层等无用层，采用推土机配装载机或反铲等直接开挖。覆盖层开挖完成后，再按边坡设计开口线进行测量放样。岸坡趾板上、下游边坡及趾板基础按10m一个梯段开挖，首先开挖趾板边坡，在接近趾板建基面预留2.5m左右保护层，趾板保护层开挖采用手风钻造光面孔及辅助爆破孔，一次爆破成型，局部欠挖用风镐撬挖并进行表面修整，使岩面平顺完整。趾板上下游边坡开挖，当高差小于4m时用手风钻造光面孔爆破成型，当高差大于4m时用100型潜孔钻造预裂孔爆破成型。河床段趾板及趾板上游边坡开挖，当石方钻爆深度大于4m时，用100型潜孔钻进行预裂和松动爆破，用气腿钻进行保护层开挖。钻爆深度小于4m时，全部采用气腿钻进行钻爆开挖，基岩破碎时，建基面以上预留30cm撬挖层，由人工用钢钎和风镐进行撬挖。对于保护层开挖也可使用孔底设置柔性垫层一次性爆除保护层、水平光爆与垂直爆破孔结合一次性爆除保护层的开挖方法。这两种方法均能加快开挖进度，同时能有效地保护建基面基岩，如得到监理工程师和设计工程师同意，按实际情况将优先使用以上两种开挖方法。

⑷大坝基础开挖清除趾板下游边坡覆盖层和河床表土、松散沙砾石，保留原状致密砂卵砾石层。采用1.0m3反铲直接挖装，20t自卸汽车运输出渣。全风化层及松动岩石开挖至强风化表面，并清除局部倒垂体，达到较完整的基岩面。与趾板下游边坡开挖面顶部相交的尖角应修整成平缓或平滑面。

⑸ 趾板及岸坡开挖采用梯段爆破法自上而下进行剥离，梯段高度控制在10m以内。由反铲从工作面上直接甩渣至坡脚集渣平台，然后装车运至指定位置。当开挖到一定高度后，由反铲直接在部位上装车，自卸汽车转运。

⑹ 覆盖层剥离主要由反铲挖除，局部无法达到部位由人工进行开挖清除，石方钻孔设备为QZJ-100B型支架式潜孔钻，保护层石方钻孔设备为手风钻。石方挖装设备以2.1m3反铲为主，1.0m3反铲为辅，运输设备为20t自卸汽车。

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5.2 溢洪道石方开挖

石方钻爆施工以QZJ-100B型支架式潜孔钻为主，钻孔孔径φ70～100mm。为了提高爆破效率，降低成本，梯段爆破孔采用宽孔距、小排距布孔方式，采用完全耦合装药结构和孔间微差起爆，使爆破出来的石碴粒径均匀，解炮量少。且紧邻边坡预裂面的2～3排爆破孔直径不大于80mm，作为缓冲爆破孔，其间排距、装药量相对于主爆孔减少1/3～1/2。起爆时间迟于同一横排的主爆孔，以减轻对设计边坡的振动冲击。钻孔施工过程中，由专人对钻孔的质量及孔网参数按照作业指导书的要求进行检查，如发现钻孔质量不合格及孔网参数不符合要求，立即要求返工，直至达到钻孔设计要求。 5.3 坝基范围内探孔及地基处理

⑴ 坝基范围内的勘探钻孔都必须清除其中充填物并冲洗干净，经验收合格后，用M15砂浆回填处理。

⑵ 断层破碎带处理主要采用人工配合机械开挖处理的方法，需爆破处理时，经监理工程师同意后，采用浅孔、微量药爆破进行开挖，尽可能减少对开挖线外保留岩体的影响和扰动。对趾板地基有影响的断层破碎带等采用刻槽回填C20混凝土处理。刻槽深度约为1.5倍破碎带宽，处理长度根据断层破碎带的容许水力梯度确定或根据监理工程所指示进行处理。坝基范围内陡坝、陡坡、倒悬体，须开挖平顺。

5.4 土石方开挖施工技术措施

⑴ 大坝、溢洪道土方边坡开挖采用液压反铲预先削坡，接近设计边线时，按设计边线预留0.2~0.3cm厚度，辅以人工整修至设计要求坡比和平整度。

⑵ 石方开挖时采用控制爆破技术，选择合理的钻爆参数，以获得最好的爆破效果。

⑶ 石方开挖正式爆破前，根据不同的钻爆方法进行生产性爆破试验，确定合理的爆破参数，报监理工程师审批后指导施工作业。 5.5 爆破参数设计 5.5.1 大坝爆破设计参数

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⑴ 大坝梯段爆破采用QZJ-100B型支架式潜孔钻造孔，人工装药。主爆孔以2#岩石铵梯或乳化炸药为主，采取全耦合柱状连续装药；缓冲孔（保护孔）采用乳化炸药，采用柱状分段耦合装药。根据本工程地质情况和以往类似工程的钻爆施工经验，初拟爆破参数见表5-1、5-2。最终以现场生产性爆破试验确定。

表5-1 梯段爆破主爆孔钻爆参数设计表 孔径(mm) φ100 φ100 φ42 梯段高(m) 10 5.0 3 孔深(m) 钻孔倾角(°) 排距(m) 孔距(m) 10 5 3 75° 75° 90° 2.5 2 1.2 3 2.5 1.5 单位耗药量kg/m3 0.5~0.6 0.5~0.6 0.4~0.50 表5-2 梯段爆破缓冲孔（保护孔）钻爆参数设计表 孔径(mm) φ100 φ100 φ42 梯段高(m) 10 5.0 3.0 孔深(m) 10 5.0 3.0 钻孔倾角(°) 75° 75° 90° 间距(m) 2 1.5 0.8 与主爆孔与预裂孔的的距离(m) 距离(m) 1.5 1.2 0.6 1.0 1.0 0.5 单位耗药量kg/m3 0.4~0.5 0.4~0.5 0.4~0.5 起爆采用毫秒微差爆破网络，旱季采用1~15段毫秒电雷管或非电毫秒雷管联网起爆，雨季采用1~15段非电毫秒雷管联网起爆。

分段起爆药量按照招标文件和技术规范控制。梯段爆破最大一段起爆药量不大于500kg；水平保护层上一层梯段爆破最大一段起爆药量不大于300kg，临近建基面的设计边坡时，最大一段起爆药量不大于300kg。

⑵ 预裂爆破和光面爆破采用QZJ-100B型支架式潜孔钻机钻孔（当坡面高度小于4m时用气腿钻造孔），人工装药。选用φ32mm的乳化炸药，不耦合装药结构。根据本工程地质情况及以往类似工程的钻爆施工经验初步拟定爆破参数见表5-3，最终参数以现场生产性试验确定。预裂爆破起爆网络采用非电导爆系统，孔内导爆索传爆，起爆方式采用电雷管起爆。为了减少爆破对建基面的破坏，预裂孔底预留50cm保护层，预裂孔与主爆孔同次分段起爆时，预裂孔超前主爆孔100ms爆破。

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表5-3 预裂孔钻爆参数设计表 孔径(mm) φ100 φ42 钻孔倾角 与设计边坡坡度一致 与设计边坡坡度一致 孔深(m) 小边坡斜长50cm 与边坡斜长一致 间距(m) 0.8~1.0 0.4~0.5 线装药密度g/m 300~350 300~320 5.5.2 溢洪道爆破设计参数

钻爆部位钻孔完毕、验孔合格后进行装药，装药采取人工装药。主爆破孔以2#岩石硝铵和乳化炸药为主，采取全耦合柱状连续装药；缓冲孔及预裂孔爆破采用乳化炸药，采取柱状分段不耦合装药；岩石爆破单位耗药量暂定为0.4～0.6kg/m3，最终单耗量根据爆破试验确定。梯段爆破采用微差爆破网络、旱季采用1～15段毫秒电雷管联网、电力起爆，雨季采用1～15段非电毫秒雷管联网、非电起爆。分段起爆药量按照招标文件和技术规范控制，梯段爆破最大一段起爆药量不大于500kg；水平保护层上部一层梯段爆破最大一段起爆药量不大于300kg，临近建基面和设计边坡时，最大一段起爆药量不大于100kg。

根据地质分析和类似工程爆破参数，暂定梯段爆破参数如下： a.梯段高度 H=10m b.孔距a=3.0～4.0m c.排距h=2.0～3.0m d.超深L=1.0m

e.炸药单耗q=0.4～0.6kg/m3。

爆破孔的排间和孔间（有特别控制要求时在孔内）采用非电雷管毫秒微差起爆，典型的爆破多段微差接力网络见图8-3。

ms4⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ms2⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ms2⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 击发点 ms7ms7ms7●ms7 ●ms7 ●ms7 ● ● ● ●ms9 ●ms9 ●ms9 ●ms9 ●ms9 ●ms9 ●ms5 ●ms5 ●ms5 ●ms5 ●ms5 9 ●ms3 ●ms3 ●ms3 ●ms3 ●ms3

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