壩基開挖與處理施工方案

建始縣木橋河水庫工程第一標段 （木橋河大壩工程） 壩基開挖與壩基開挖與 處理施工工法處理施工工法 湖北大禹水利水電建設有限責任公司 建始木橋河水庫工程一標項目部 目 錄 1、土石方開挖工程.1 1.1 施工工藝流程.1 1.2 土石方明挖施工方法.1 1.2.1 施工準備 .1 1.2.2 大壩趾板基礎開挖 .2 1.2.3 面板壩堆石體基礎開挖 .3 1.3 土石方明挖施工技術措施.3 1.4. 石方明挖爆破參數(shù)設計.3 1.4.1 梯段爆破 .3 1.4.2 預裂爆破 .6 1.4.3 光面爆破 .7 1.4.4 孔底加柔性墊層的淺孔爆破 .7 2、固結灌漿施工工藝、方法與措施.8 2.1 施工工藝與方法.8 2.2 施工技術措施.10 1 1、土石方開挖工程、土石方開挖工程 1.11.1 施工工藝流程施工工藝流程 土石方明挖施工工藝流程見圖 1.1-1。 1.21.2 土石方明挖施工方法土石方明挖施工方法 1.2.1 施工準備 測量人員根據(jù)監(jiān)理工程師提供的控制坐標點及高程基準點建立施工控制 網(wǎng)，控制點埋石標記。測量原始地形線，確定開挖邊線，整理成圖后報監(jiān)理工 程師批準。 首先清理開挖工程區(qū)域內的全部樹根、雜草、垃圾、廢渣以及監(jiān)理人指 明的其它有礙物。清理范圍為最大開挖邊線外側至少 5m 的距離。主體工程植被 清理，需要挖除樹根的范圍應延伸至離施工圖所示最大開挖邊線外側至少 3m 的 圖圖 1.1-11.1-1 土石方明挖施工工藝流程圖土石方明挖施工工藝流程圖 測量放樣 植被清理截水溝開挖 覆蓋層開挖 鉆孔及驗收 設計邊坡預裂爆破 石方松動爆破 石渣挖除 建基面保護層施工 坡面支護 河床以上砂礫石開挖 地基處理 距離。 場地清理范圍內具有商業(yè)價值的材料應按監(jiān)理人指示，將其運到指定地 點堆放。凡屬無價值可燃物，應盡快將其焚毀。凡屬無法燒盡或嚴重影響環(huán)境 的清除物，按監(jiān)理人指定的地區(qū)進行掩埋。 邊坡開挖前，按施工圖紙要求開挖并完成邊坡上部永久性山坡截水溝施 工，邊坡開挖過程中，沿開挖線兩側形成臨時排水溝，避免邊坡穩(wěn)定范圍內積 水和對開挖成型的邊坡的侵蝕。 1.2.2 大壩趾板基礎開挖 土方明挖應從上至下分層分段依次進行，首先按設計開挖線剝離覆蓋層， 對覆蓋層、風化及地表層，采用推土機、反鏟等直接開挖?；A和岸坡易風化 崩解的土層，開挖后不能及時回填的，保留保護層。 不允許在開挖范圍的上側棄土，必須在邊坡上部堆置棄土時應確保開挖 邊坡的穩(wěn)定，并經(jīng)監(jiān)理人批準。在沖溝內或沿河岸岸邊棄土時，應防止山洪造 成泥石流或引起河道堵塞。 開挖施工的邊坡坡度應滿足施工圖紙要求的坡度和平整度。在開挖邊坡 上遇有地下水滲流時，應在邊坡修整和加固前，采取有效的疏導和保護措施。 為防止修整后的開挖邊坡遭受雨水沖刷，邊坡的護面和加固工作應在雨季前按 施工圖紙要求完成。冬季施工的開挖邊坡修整及其護面和加固工作，宜在解凍 后進行。 覆蓋層及軟弱夾層開挖完成后，根據(jù)地基出露情況，由設計、監(jiān)理進行 二次定線確定趾板開挖的最終建基面，然后根據(jù)二次定線進行巖石邊坡開挖開 口線的放樣。 岸坡趾板基礎巖石開挖采用預裂爆破或光面爆破一次成型；建基面采用 風鎬撬挖并進行表面修整，使巖面平順完整，結構面上的泥土、銹斑、鈣膜、 破碎和松動巖塊以及不符合質量要求的巖體等均采用人工清除或處理。基礎面 不允許欠挖。河床段砂卵石地基經(jīng)整平達到設計要求后交付地基處理。 對于鉆孔深度4.0m 的開挖梯段，采用手風鉆淺孔爆破；鉆孔深度大 于 4.0m 的開挖梯段或巖層，采用 QZJ-100B 型潛孔鉆為輔造孔，梯段松動爆破。 爆破后的渣料，采用 1.6m3 反鏟翻渣挖料或 162kw 推土機集渣、3.0m3 裝載機挖裝，1520t 自卸汽車運輸出渣，小范圍或較狹窄場地則采用人工清 渣手推車運輸集渣，再由裝載機挖料裝自卸汽車運輸出渣。 1.2.3 面板壩堆石體基礎開挖 墊層料填筑區(qū)基礎清除表土及松散的風化巖石，挖除岸坡倒懸體或垂直 巖面，達到較完整的基巖面，不應有高度大于 0.5m、坡度陡于 1:0.5 的陡坡或 反坡，否則，應于去掉或用混凝土回填；河床段砂礫料基礎的軟弱夾層和其他 缺陷按照施工圖紙進行挖除和處理后，用墊層料進行覆蓋碾壓。 兩岸壩軸線上游的堆石體基礎面要求無高度大于 1m、坡度陡于 1:0.5 的陡坡或反坡，否則要削坡或用漿砌石回填至要求的坡度。施工時采用推土機、 反鏟、風鎬等土方機械開挖清理，挖除覆蓋層和松動的巖石。壩基面以下的軟 弱夾層及其它缺陷根據(jù)施工圖紙要求進行掏挖，并用石料填筑覆蓋和碾壓密實。 河床段基礎在清除河床軟弱夾層，河床表層孤石采用松動爆破解小后挖 除，河床沖積層表面推平后，用經(jīng)監(jiān)理同意的振動碾碾壓合格后開始鋪填。施 工時采用推土機推平，反鏟挖裝，自卸汽車運輸。 最終的壩基清理采用不重于 70kN 的輕型機械清理到指定的高程。 1.31.3 土石方明挖施工技術措施土石方明挖施工技術措施 石方開挖時采用控制爆破技術，調整爆破方向。大壩石方開挖時選擇垂 直壩軸線方向鉆爆開挖，嚴禁平行壩軸線方向鉆爆。 在正式爆破開挖之前，根據(jù)不同的鉆爆方法進行爆破試驗，確定合理的 爆破參數(shù)，報監(jiān)理工程師審批后用于指導施工爆破。 1.4.1.4. 石方明挖爆破參數(shù)設計石方明挖爆破參數(shù)設計 根據(jù)本工程地質情況和以往類似工程的鉆爆施工經(jīng)驗，初擬石方明挖主要 爆破參數(shù)見表 1.4-1、1.4-2、1.4-3，在實際鉆爆施工時根據(jù)現(xiàn)場爆破試驗成 果進行修改調整。 1.4.1 梯段爆破 梯段爆破采用 QZJ-100B 型支架式潛孔鉆機和 CM-351 履帶式鉆機造孔， 人工裝藥。主爆破孔以 2#巖石銨梯炸藥為主，采取全耦合柱狀連續(xù)裝藥；緩沖 孔采用乳化炸藥，采取柱狀分段不耦合裝藥。初擬爆破參數(shù)見表 1.4-1。 表表 1.4-11.4-1 梯段爆破參數(shù)表梯段爆破參數(shù)表 名 稱符號單位取值范圍裝藥結構示意圖 梯段高度 Hm911 孔 距 am 2.53.5 排 距 bm 22.5 抵 抗 線 Wm 22.5 鉆孔傾角 75 單 耗 q kg/m 3 0.450.55 鉆孔超深 hm 0.30.5 孔 深 Lm 9.311.5 孔 徑 Dmm42100 堵塞長度 Lcm 2.03.0 梯段爆破布孔與起爆網(wǎng)絡 寬孔距小排距微差擠壓爆破，能充分利用爆破能量，可較好地控制爆渣塊 度，堵塞段加輔助藥包解決堵塞段巖體的大塊率，在爆破工程中已被越來越廣 泛的運用。根據(jù)施工實踐經(jīng)驗，采用以下效果好的布孔形式和起爆破網(wǎng)絡，詳 見圖 1.4-1 梅花形布孔一字型起爆網(wǎng)絡圖（一排一段起爆）和圖 1.4-2 長方形 布孔 V 型起爆網(wǎng)絡圖。 起爆采用爆破延時技術，爆破延時選用 2550ms。 非電雷管 起爆藥包 非電導爆管 主爆孔炸藥 堵塞段輔助藥 包 1 1 33 55 圖圖 1.4-11.4-1 梅花形布孔一字型起爆網(wǎng)絡圖梅花形布孔一字型起爆網(wǎng)絡圖 6 7 8 9 5 6 7 8 3 5 6 7 1 3 5 6 3 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 圖圖 1.4-21.4-2 長方形布孔長方形布孔 V V 型起爆網(wǎng)絡圖型起爆網(wǎng)絡圖 緩沖爆破是為了減少主爆炮孔爆破對后側邊坡的影響，在主爆孔（梯段 爆破）與邊坡開挖爆破孔（主要為預裂、光爆或邊坡開挖爆破孔）之間增設 12 排緩沖爆破孔，其規(guī)模比主爆孔（梯段爆破）爆破規(guī)模要小。 緩沖爆破鉆爆參數(shù) 梯段大于 5m 的深孔爆破，設 1 排緩沖爆破孔，其孔徑為 76mm、孔距為 2.63.5m、排距 2.02.5m，裝藥量適當減少，單位耗藥量控制在 0.300.4 kg/m3。其它均與梯段爆破參數(shù)相同。爆破參數(shù)將在施工現(xiàn)場，根據(jù)地質情況和 爆破試驗成果及時修正。 高邊坡爆破布孔形式 邊坡預裂爆破孔、緩沖爆破孔、主爆孔（梯段爆破）布孔形式和起爆網(wǎng)絡、 起爆順序見圖 1.4-3 和圖 1.4-4。 緩沖孔 預裂孔 設計邊坡 梯段爆破孔 132 預裂孔 緩沖孔 梯段爆破孔 3 2 1 緩沖孔 邊坡光爆孔 梯段爆破孔 321 邊坡光面爆破孔 緩沖孔 梯段爆破孔 2 1 3 起爆采用微差爆破網(wǎng)絡，旱季采用 115 段毫秒電雷管聯(lián)網(wǎng)、電力起爆， 雨季采用 115 段非電毫秒雷管聯(lián)網(wǎng)、非電起爆。 分段起爆藥量按照招標文件和技術規(guī)范控制，梯段爆破最大一段起爆藥 量不大于 500kg；水平保護層上部一層梯段爆破最大一段起爆藥量不大于 300kg，臨近建基面和設計邊坡時，最大一段起爆藥量不大于 100kg。 1.4.2 預裂爆破 預裂爆破采用 QZJ-100B 型支架式潛孔鉆機造孔，人工裝藥。選用 32mm 的乳化炸藥，不耦合裝藥結構。初擬爆破參數(shù)見表 1.4-2。 表表 1.4-21.4-2 預裂孔鉆爆參數(shù)設計表預裂孔鉆爆參數(shù)設計表 參數(shù)名稱單位取值范圍裝藥結構示意圖 （a）鉆孔剖面圖（b）鉆孔平面圖 圖圖 1.4-31.4-3 邊坡爆破布孔形式圖邊坡爆破布孔形式圖 說明：圖中數(shù)字為起爆順序，微差時段為 2550ms。 圖圖 1.4-41.4-4 邊坡光面爆破布孔形式圖邊坡光面爆破布孔形式圖 孔 深 m 邊坡長度+0.5 孔 徑 mm90 孔 距 cm80 藥卷直徑 mm32 不耦合系數(shù) 3.13 線裝藥密度 g/mQ =300350 頂部裝藥密度 g/m （2/31/2）Q 堵塞長度 m 1.01.2 預裂爆破起爆網(wǎng)絡采用非電導爆系統(tǒng)，導爆索傳爆，起爆方式同梯段爆 破。為減小爆破震動對建基面的破壞，在預裂孔孔底預留 50cm 保護層，同時， 預裂孔起爆時間應超前主爆孔 100ms 以上。 1.4.3 光面爆破 光面爆破必須滿足不耦合系數(shù)要求。不耦合系數(shù)大于 1.5。 光面爆破同預裂爆破一樣采用間隔裝藥，裝藥結構分為孔口堵塞段、正常 裝藥段及底部加強段，孔底放 12 個標準藥卷，堵塞段一般為炮孔深度的 1/41/5。 光爆孔采用導爆索同時起爆，但在需要控制一次起爆藥量的部位，亦可分 段起爆。 1.4.4 孔底加柔性墊層的淺孔爆破 淺孔爆破采用手風鉆造孔，人工裝藥。選用 32mm 的乳化炸藥，不耦 合裝藥結構。保護層一次爆破開挖方案，施工時須經(jīng)過現(xiàn)場爆破試驗取得合適 的施工參數(shù)后，報監(jiān)理工程師批準后實施。初擬爆破參數(shù)見表 1.4-3。 表表 1.4-31.4-3 設柔性墊層的淺孔爆破參數(shù)設計表設柔性墊層的淺孔爆破參數(shù)設計表 名 稱符號單位取值范圍裝藥結構示意圖 梯段高度 Hm 0.82.5 孔網(wǎng)參 數(shù) 孔 深 Lm 0.82.5 導爆索 堵塞段 頂部裝藥段 中部裝藥段 孔底加強裝藥段 導爆索 堵塞段 20cm 柔性墊層 孔外非電雷 管 20mm 藥卷 空氣層 孔 徑 Dmm42 孔 距 am1.2 排 距 bm 0.81.0 鉆孔傾角 7590 藥卷直徑 Jmm20 單 耗 qKg/m30.300.5 堵塞長度 m1.01.2 爆破參 數(shù) 空氣層長度 cm520 起爆方式采用非電雷管分段、簇聯(lián)法起爆。 2 2、固結灌漿施工工藝、方法與措施、固結灌漿施工工藝、方法與措施 2.12.1 施工工藝與方法施工工藝與方法 （1） 施工工藝流程 根據(jù)地形地質條件，擬采用有蓋重固結灌漿方式，工藝流程見圖 2.1-1。 （2） 固結灌漿施工方法 1） 單元劃分 砼面板堆石壩有蓋重固結灌漿施工時，按每一混凝土澆筑倉位劃為一個灌 漿單元，按分排分序加密的方法施工。 2） 孔段劃分 基巖段長小于 6m，采用全孔一次灌注；大于 6m 按灌漿試驗成果進行分段， 按自上而下分段，分段長度擬為：第一段 3m、以下段 5m。 3）施工機具 孔深小于 6m 的鉆孔采用 YTP-28 氣腿鉆造孔，孔深大于 6m 的鉆孔 QZJ- 測量放樣定位埋管 混凝土澆筑后 造 孔沖 洗壓水試驗 灌 漿 檢查孔 圖圖 2.1-12.1-1 固結灌漿工藝流程圖固結灌漿工藝流程圖 驗 收 鉆機定位 100B 潛孔鉆機造孔。 灌漿機具采用 3SNS 型灌漿泵，JJS-2B 攪拌桶，GTY-型灌漿自動記錄儀 配套使用。 4）混凝土埋管 在趾板混凝土部位采用預埋鋼管，埋管直徑按圖紙要求，埋管管口至趾板 混凝土表面。 5） 灌漿方法 灌漿方法采用孔內循環(huán)灌漿法。灌漿孔的基巖段長小于 6m 時，可采用全孔 一次灌漿法；大于 6m 時，按施工圖紙、技術要求、現(xiàn)場試驗或監(jiān)理人指示選用 自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法。 （3） 固結灌漿施工工藝 1） 鉆孔沖洗 各孔段鉆孔完成后均進行了鉆孔沖洗，沖洗采用孔口敞開式孔底導水法， 即采用導管（鉆桿）通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗的方法進行沖洗，沖 洗沖至回水澄清后 10min 結束； 裂隙沖洗沖采用壓水法脈動式?jīng)_洗，且總的時間要求，單孔不少于 30min，串通孔不少于 2h。對回水達不到澄清要求的孔段，繼續(xù)進行沖洗，孔 內殘存的沉積物厚度不得超過 20cm。 沖洗壓力：沖洗水壓采用 80%的灌漿壓力，沖洗風采用 50%的灌漿壓力。 2）壓水試驗 各孔段灌漿前均進行壓水試驗，壓水試驗采用“簡易壓水”試驗；簡易壓 水試驗在裂隙沖洗后或結合裂隙沖洗進行；壓力為灌漿壓力的 80%，壓水 20min，每 5min 測讀一次壓水流量，取最后的流量值作為計算流量，其成果以 透水率表示。 檢查孔壓水試驗采用“單點法”， 壓力為灌漿壓力的 80。 3） 灌漿原則 固結灌漿一般灌注水泥凈漿，水泥強度等級不低于 42.5。 固結灌漿壓力一般為 0.20.5Mpa，施工時按施工圖紙或監(jiān)理人指示確定， 接觸段和注入率大的孔段分級升壓。 固結灌漿原則上一泵灌一孔，當相互串漿時，采用群孔并聯(lián)灌注，但并聯(lián) 孔數(shù)不宜多于 2 個，控制灌漿壓力。 灌漿時先對第一序孔輪灌，采用“少灌多復”的方法，待第一孔灌漿結束 后，再進行第二序孔灌漿。 4）漿液變換 a 按灌漿試驗確定的或監(jiān)理人批準的水灰比施灌，灌漿漿液由稀到濃逐級 變換。當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或當注入率保持不變而灌漿 壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比。 b 當某一比級漿液注入量已達 300L 以上，或灌注時間已達 1h，而灌漿壓 力和注入率均無顯著改變時，變換濃一級水灰比漿液灌注；當注入率大于 30L/min 時，根據(jù)施工具體情況，可越級變濃。 5）結束與封孔 固結灌漿在規(guī)定壓力下，當灌入率單孔不大于 1L/min，群孔不大于 0.8L/min，繼續(xù)灌注 30min，灌漿即結束。當長期達不到結束標準時，報請監(jiān) 理共同研究處理措施。 固結灌封孔采用“壓力灌漿封孔法”。 6） 質量檢查 a)采用測量巖體波速或靜彈性模量，并結合分析灌漿孔和檢查孔的鉆孔取 芯以及壓水試驗和灌漿試驗成果為輔的方法進行綜合評定。 b 采用單點壓水試驗方法進行檢查，其檢查孔的數(shù)量不應少于灌漿孔總數(shù) 的 5%，檢查結束后進行灌漿和封孔。 c 采用壓水試驗、巖體波速、靜彈性模量法進行質量檢查，檢查分別在灌 漿結束后 3-7 天進行。檢查和試驗成果提交監(jiān)理人，以便擬定檢查孔的孔位。 d 固結灌漿質量的壓水試驗檢查，其孔段合格率在 85%以上；不合格孔段的 透水率值不超過設計規(guī)定值的 50%，且不集中，灌漿質量可認為合格。若達不 到上述合格標準的，按監(jiān)理人批準的措施進行處理。 7 記錄 采用 GJY-型灌漿自動記錄儀。變形監(jiān)測：采用 LH02B 型帶自動報警的灌 漿用智能位移觀測裝置。