坝后水垫塘二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖支护施工方案.docx

1、坝后水垫塘二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖支护施工方案坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖支护施工方案 1、概述1.1 工程概况坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸边坡最大开挖高度约为273m，岩质坚硬，断层不发育，主要为强、弱卸荷岩体，大部分为微新岩体，边坡结构为横向坡，弱卸荷带岩体质量级别主要为2级，强卸荷带岩体质量级别主要为2 1，部分为12级，边坡不存在整体稳定问题，局部稳定问题主要为块体稳定问题。坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡，一般每30m设置39m宽的马道，每级边坡中间设一道宽0.5m的台坎，开挖坡比一般为1:0.11:0.3。1.

2、2 主要施工依据（1）金沙江乌东德水电站大坝土建及金属结构安装工程招、投标文件（合同编号：WWD/0266）；（2）坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸开挖支护图（1/1111/11）（139E65-SDT-06-1727）；（3）乌东德水电站大坝、水垫塘及二道坝基础与边坡开挖施工技术要求（长乌设施(技一)通字2014第18号）； （4）引用的主要标准和规程、规范（但不限于）：水电水利工程边坡施工技术规范（DL/T 5255-2010）；水利水电工程锚喷支护技术规范(SL377-2007)；爆破安全规程（GB6722-2011）。1.3 主要施工项目和工程量1.3.1 主要施工项目 坝后水垫塘、二

3、道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡主要施工项目：石方明挖、喷锚支护、锚索、排水孔、混凝土浇筑（马道找平混凝土）等。1.3.2 主要工程量水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡施工主要工程量见表1-1。表1-1 主要工程量表项目规格单位数量石方明挖万m362.06挂网喷喷混凝土C25，厚12cmm38079钢筋网6.5mm，15m15cm或20cm20cmt192.4素喷混凝土C25，厚10cmm3/混凝土C25（二），马道找平混凝土，厚12cmm3382预应力锚索2000KN级，L=30m，无粘结束3741000KN级，L=30m，无粘结束242锚桩3C28钢筋，杆长L=12m，

4、孔径130mm砂浆标号M25，外露20cm根2923C28钢筋，杆长L=12m，孔径130mm砂浆标号M25，外露见大样根25224C36钢筋，杆长L=12m，孔径150mm砂浆标号M25，外露见大样根/砂浆锚杆C36钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1.5m根2054C32钢筋，杆长L=12m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露20cm根1074C32钢筋，杆长L=12m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露60cm根1060C32钢筋，杆长L=12m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1.3m根335C28钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露20cm根4

5、290C28钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露60cm根3370C28钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1.1m根1439C25钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1m根1742排水孔岩石钻孔76，孔深L=4mm15340岩石钻孔76，孔深L=9mm10575孔内保护MY50塑料盲沟外裹滤布m5113MY80塑料盲沟外裹滤布m35252、施工总布置2.1 施工通道布置（1）施工通道右岸水垫塘、二道坝及下游护岸边坡高陡，布置明线道路困难，结合现场地形地质情况，通过新增的K-5#A支洞、右岸设计原有右水边1#施工支洞及右岸地下电站区域内已形

6、成的PD58尾调室通气洞、右岸主变通风平洞、右岸2-1通风平洞共5条施工支洞，作为施工设备进入工作面的通道。施工支洞按照高差3045m/层布置，具体如下：1）K-5#A支洞该支洞主要用于右岸水垫塘边坡高程975945m开挖支护施工。起点位于右岸K-5#隧道，底板高程约为930m，终点位于高程945m工程边坡面，底板高程945m； 轴线长度为137.11m，纵向最大坡比为10.94%；净断面尺寸为4.5m5.2m。2）右水边1#施工支洞该支洞主要用于右岸水垫塘边坡高程907.5870m开挖支护施工。起点位于右岸890灌浆平洞，底板高程约为890m，终点位于高程907.5m工程边坡；轴线长度为13

7、4.57m，纵向最大坡比为11.54%；净断面尺寸为4.5m5.2m。3）PD58尾调室通气洞该通气洞主要用于右岸水垫塘边坡高程870855m开挖支护施工。起点位于右岸地下电站顶层排水廊道相接处，底板高程约为868.25m，终点位于高程868.25m工程边坡面，净断面尺寸为4.5m5.2m。4）右岸主变室通风竖井顶部通风平洞该平洞主要用于右岸水垫塘边坡高程870855m开挖支护施工。起点位于右岸地下电站顶层排水廊道相接处，底板高程约为870.00m，终点位于高程870.00m工程边坡面，净断面尺寸为7.0m6.0m。5）右岸2-1通风平洞该平洞主要用于右岸水垫塘边坡高程855825m开挖支护施

8、工。起点位于右岸地下电站顶层排水廊道相接处，底板高程约为855.00m，终点位于高程855.00m工程边坡面，净断面尺寸为8.0m7.0m。其中右岸K-5#A支洞行走路线为（右岸高线2#道路右岸945灌浆廊道右岸K-5#支洞右岸K-5#A支洞）；右水边1#施工支洞行走路线为（右岸低线6-2#隧洞右岸890灌浆平洞右水边1#施工支洞）；PD58尾调室通气洞、右岸主变室通风竖井顶部通风平洞、右岸2-1通风平洞行走路线均为（右岸低线6-2#隧洞右岸尾调交通洞右岸顶层排水廊道各施工支洞）；同时单行道的K-5#A支洞每隔50100m需设置一会车道，以方便交通。新增支洞特性见表2-1，主要工程量见表2-2

9、。表2-1 新增施工支洞特性表名称起止部位起止高程（m）长度（m）最大纵坡（%）断面尺（宽高）（m）主要用途K-5#A隧道K-5#隧道930945137.1110.944.55.2高程945907.5m开挖支护施工 表2-2 施工支洞增加工程量表编号工程项目单 位工程量备注1石方洞挖m334023新增支洞2喷砼 C20，厚10cmm316423系统锚杆 C22，L=3m根98194挂网6.520cm20cmt43注：上表工程量是以类围岩计算。水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡施工通道布置详见附图1。（2）辅助施工通道主要利用勘探路作为人行通道。右岸缆机平台下游侧结构边坡马道贴坡混

10、凝土完成后，外侧设置1.2m高的防护栏杆，马道和勘探路设梯道连接，勘探路需进行清理，临江侧设临时防护栏杆。缓坡区域根据地形地貌情况修筑人行小道，并在道路外侧设置钢管栏杆进行防护。下游侧天然边坡和勘探路之间用钢管爬梯连接，方便施工人员通行。从右岸高线2-2隧道出口修筑一条主路至Y2区990m勘探路，低线6-2隧道出口上游搭设钢爬梯至880m勘探路，负责施工所需材料转运。（3）材料吊装利用一台25T汽车吊结合各高程段施工支洞洞口及右岸坝顶高程987.65m平台吊运支护施工材料至下层各级宽马道处，然后通过人工水平转运至各施工部位。2.2 风、水、电布置2.2.1 施工支洞风、水、电 （1）供风系统供

11、风主要为满足钻爆和锚喷支护需要。施工支洞供风由作业处自行布置一台20m3/min电动空压机，接A50橡胶软管至作业面。（2）供排水供水：施工用水项目主要是洞内喷锚支护、洒水降尘及钻孔，施工支洞供水采用从K-5支洞系统供水管接引至工作面。排水：由于K-5#A施工支洞为逆坡，排水主要靠其分别自流K-5支洞排水沟。（3）供电与照明施工用电可儿从K-5支洞现有变压器接三相185铝线至作业面施工支洞开挖支护用电主要是空压机与照明用电。照明采用单侧敷设照明线，40角钢加工做支架，每个支架上安装5个蝴蝶瓶固定电源线，每个灯（15W LED灯）间距为5米。（4）通风在施工支洞进洞口各布置1台SFDZ-I-No

12、.11轴流风机，接0.6m风筒进行压入式正压通风。2.2.2 工程边坡风、水、电（1）供风：施工用风主要为开挖及支护用风。结合大坝标开挖阶段整体供风规划，采用集中供风。利用布置于右岸坝肩987.65m平台的2#空压站（期）进行坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖支护供风，总供风量720m3/min。具体布置详见大坝土建及金属结构安装工程供风规划方案（WDD/DB/技2014-034）。（2）供水：施工用水主要为钻孔、支护及降尘用水。就近从坝肩DN300主供水管接DN100钢管至开挖工作面。具体布置详见大坝土建及金属结构安装工程开挖支护期间施工供水规划布置方案（WDD/DB/

13、技2014-032）。（3）供电：施工用电主要为空压机及开挖支护设备用电。利用布置于下游围堰右岸的4#配电所（总容量1250KVA）满足施工用电。（4）照明：采用固定照明与移动照明相结合的方式，固定照明采用高压镝灯,在开挖区布置两座照明灯塔，灯塔装设23个2000W可自由调整照明范围的投光灯。移动照明采用2盏LED灯（500W），根据现场情况设置，可进行调整。2.3 渣场按照招投标文件，金沙江乌东德水电站大坝土建及金属结构安装工程开挖弃渣料堆存地为坝址上游左岸鲹鱼河滩地弃渣场。鲹鱼河弃渣场启动前，弃渣拟弃在阴地沟渣场或者监理工程师指定位置。3、施工规划及程序3.1 施工分层、分区（1）分层由于

14、坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖厚度较窄，不具备采取快速开挖支护的条件。按照自上而下分层进行，每台阶高度一般为15m，预裂一次到位，一次爆破，15m梯段一次出渣。开挖分层详见附图2。（2）分区同一级设计永久边坡沿马道外边线方向一般按每60m70m范围为1个区，不分前后区。3.2 开挖支护施工程序（1）总体施工程序边坡自上而下开挖支护，严格按照“一次预裂，一次爆破，一次出渣，随层支护，系统跟进”的原则进行。施工总程序见下图3-1。施工准备测量放样预裂爆破一次出渣完毕排架搭设（锚喷支护）锚索施工下一级马道图3-1 土石方开挖支护总程序框图说明：框图中“施工准备”包括资源、材

15、料准备、原始地形测量及开挖范围放线等。（2）开挖高15m边坡施工程序边坡开挖和支护流水作业。根据设计图纸，坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡既设有挂网钢筋、喷射混凝土、安装锚杆等浅层支护方式，又设有锚索深层支护方式，且均在排架上进行作业。开挖主要采用100B快速钻机造预裂孔，CM358造爆破孔及缓冲孔。4、土石方施工方法4.1 施工支洞开挖4.1.1 开挖工艺流程施工支洞净断面为4.5m5.2m（宽高），开挖施工采取全断面爆破方式掘进，中部直孔掏槽，周边光爆成型。同时为方便转弯，施工支洞内设置错车道。开挖支护施工方法见附图3；错车道具体结构详见附图4。支洞施工工艺流程见下图4

16、-1。图4-1 开挖工艺流程框图4.1.2 爆破开挖施工方法（1）测量放样:导线控制网测量采用全站仪进行，施工测量采用红外光电测距仪配水准仪进行。测量作业由专业人员实施，每个循环钻孔前进行设计规格线测量放样，并检查上一循环超欠挖情况，检测结果及时向现场施工技术人员进行交底；断面测量滞后开挖面1015m，按照10m左右间距在洞壁及顶拱设桩号标记。放样内容为：隧洞中心线和顶拱中心线、底板高程、掌子面桩号（每隔5m在隧洞内侧打一条桩号线）、设计轮廓线、两侧腰线或腰线平行线、并按钻爆图破设计要求在掌子面放出周边轮廓炮孔孔位。（2）钻孔爆破施工：周边轮廓采用光面爆破，全断面开挖，在自制钻爆作业平台上，利

17、用YT-28气腿钻造孔，钻孔孔径42mm，中部采用中空直眼孔掏槽，掏槽孔比其它爆破孔深40cm。洞内装药作业主要在可移动的钻爆作业平台上进行，爆破孔使用32乳化药卷，周边光爆孔使用25光爆药卷，非电毫秒雷管分段微差起爆。在钻孔工序开始时，按照爆破设计要求提前将炮孔堵塞物加工成型（把沙灌入塑料袋并绑扎好），准备好各种规格药卷以及各种段别雷管。钻爆参数如下：孔深2.02.5m，周边孔孔距50cm，崩落孔孔距80105cm，每循环进尺1.8m左右。初拟钻爆设计详见附图5。（3）通风散烟：爆破后，散烟20min后开始排险出渣等作业。（4）安全处理及洒水降尘：通风散烟后，采用人工持钢钎站在碴堆上或采用反

18、铲对顶拱和掌子面上的松动危石和岩块进行撬挖清除；施工过程中，经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况，清撬可能塌落的松动岩块；出渣前和出渣过程中对开挖面爆破渣堆洒水除尘，所有进洞车辆均安装尾气净化器，使洞内有害气体和粉尘含量在规范允许范围以内。（5）出渣：洞挖渣料由ZL30侧卸装载机装载，配合20t自卸汽车出渣。4.2 工程边坡开挖石方开挖自上而下分层进行，岩石采用梯段钻爆开挖，工程边坡坡面采用预裂爆破成型，预裂深度一般为17.5m，与马道分级高度一致；马道采取预留厚度2.5m的保护层，保护层采用水平光面爆破技术开挖。出渣采用反铲与自卸车配合运至渣场，开挖过程中遇到0.7m3以上孤石，集中后，用手风钻

19、打孔，装药爆破将其解小后，运至渣场。4.2.1 梯段爆破施工（1）钻孔梯段爆破采用宽孔距、小排距布孔方式。主要采用CM-358高风压钻机造孔施工，钻孔孔径105mm。临近预裂面一到两排缓冲孔，其孔径、装药量及孔网参数按缓冲爆破要求控制。钻孔前编制爆破设计并进行交底，由施工人员现场布孔，每个钻孔完成后，用沙袋封堵孔口。质检安排专人对钻孔的孔深、孔距、角度等孔网参数对照爆破设计进行检查，不符合要求返工，确保达到设计要求。（2）装药、联网爆破爆破采用乳化炸药人工装药联网，主爆破孔采取直径70mm或90mm乳化药卷连续装药；缓冲孔采用直径50mm乳化药卷间隔不耦合装药；岩石爆破单位耗药量暂按0.350

20、.5kg/m3考虑， 最终单耗根据爆破试验确定。梯段爆破采用微差爆破网络，115段毫秒微差电雷管或非电雷管连网。暂定梯段爆破参数如下：a. 梯段高度H=15。b. 孔距a=3.55.0mc. 排距b=2.03.0md. 超深L=1.0me. 炸药单耗q=0.350.5kg/m3排间和孔间用非电雷管毫秒微差起爆。紧邻边坡预裂面的12排爆破孔作为缓冲爆破孔，其孔排距、装药量相对于主爆孔减少1/31/2，缓冲孔起爆时间迟于同一横排的主爆孔，以减轻对设计边坡的震动冲击。梯段爆破开挖钻爆设计详见附图6。4.2.2 预裂爆破施工（1）工艺流程岩石边坡主要采用预裂爆破成型，其工艺流程如图4-1。（2）钻孔预

21、裂孔施工采用QZJ-100B型支架式钻机，孔径90mm，孔间距为0.8m，钻孔深度1517.5m，具体深度参照爆破设计施工，以现场测量放样为准。钻孔前先清除预裂孔造孔作业场地上的浮碴杂物。测量放样孔口线、高程和方向角。采用QZJ-100B型支架式钻机造孔，根据测量放样布置钢管样架，在角度调整到位后对样架固定。然后放样标识孔位，将导轨钻机固定在样架上。开孔时徐徐加压，对岩面不平整部位，提前用风镐凿出孔口位置。当钻进510cm时，进行一次钻机角度和方向检查，发现问题及时纠正。钻进中随时检查钻机左右间距及角度，发现偏斜及时通过加固纠正，直至终孔。终孔后由施工和质检人员对孔位、孔深和方向角度进行检查，

22、合格后用编织袋封堵孔口。不合格的钻孔，重新开孔补钻。测量放样、布孔孔 位 处 理导爆索检查炸 药 检 查竹片加工安装钻机固定支架钻孔角度检查钻机垂度检查钻 孔清 孔钻孔质量检查绑 扎 药 串装 药 孔口堵塞检测孔 口 堵 塞联接起爆网络起爆网络检查起 爆爆破效果检查图4-1 预裂爆破施工工艺流程图（3）装药预裂或光面孔均使用32mm的乳化炸药间隔不耦合装药，底部1米为加强段，孔底部线装药密度加大为正常段的35倍，上部减弱段长度1m，线装药密度减为正常段的一半。药卷用导爆索串连后胶布绑扎在竹片上，送入孔内。堵孔深度0.81.2m，先用纸袋填塞至孔内，再用泥土封填密实。炮孔堵塞应密实，药卷串保持在

23、孔中央的位置上。（4）联网爆破爆破网络采用孔内导爆索传爆、孔外非电毫秒雷管分段接力起爆网络，分段间隔时间为50ms，炮孔先于相邻梯段炮孔起爆的时间不小于75100ms。根据坝肩高程1030988m边坡开挖预裂爆破钻爆参数的相关经验，孔距一般为0.8m，线装药密度约为250350g/m。4.2.3 水平保护层爆破开挖马道保护层厚度约为2.5m，采用水平光面爆破对其进行开挖。保护层开挖一般采用自外侧向边坡侧分段水平造光爆孔，顶部手风钻浅孔爆破的方法。其主要工艺流程为：测量放样钻机就位钻孔验孔装药爆破石渣清理验收。水平凿孔钻机主要选用YTP-28气腿钻，局部条件适合的可采用QZJ-100B型潜孔钻。

24、马道保护层的上部爆破孔利用手风钻钻垂直浅孔，垂直钻孔时，其孔底距马道建基面0.50.7m的安全距离，手风钻垂直孔爆破与水平光爆或预裂一次爆破形成。水平光爆孔造孔装药主要在开挖留渣上进行，局部留渣高度不够的位置，搭设简易平台，施工人员站在简易平台上打孔。水平孔钻孔时，先按照设计底板标高放样孔位。然后将钻机就位，放样后视点，用样架校准钻孔角度后进行钻孔。气腿钻钻孔孔径42mm，孔深24m，孔间距0.40.5m，线装药密度为120150g/m。潜孔钻钻孔参照边坡预裂施工进行。水平光爆或预裂的装药结构均采用25mm或32mm乳化炸药不耦合装药。线装药密度根据现场爆破开挖效果不断优化。起爆网络采用非电导

25、爆系统、导爆索传爆、磁电雷管起爆方式。爆破后，采用反铲迅速将爆渣清理干净，为相邻区域的水平造孔提供工作面。待保护层开挖达到一定面积后，再进行爆渣清理和基础面测量验收。马道保护层开挖爆破设计详见附图3。4.2.4 出渣爆破石渣利用反铲配合自卸车通过施工支洞运至渣场。截流后直接翻渣下江，翻渣施工方法见附图7。4.3基础地质缺陷处理基础开挖后，如基岩表面发现基础缺陷，须按监理工程师的指示进行处理。主要包括断层或夹层部位的开挖和掏槽、回填混凝土塞、埋设灌浆管等。一般处理程序按照：测量放样确定处理范围手风钻或风镐浅层钻爆凿挖反铲配合人工清渣回填混凝土或埋设灌浆管灌浆补强。具体施工方法根据监理工程师指示进

26、行。4.4 边坡不稳定块体处理及边坡保护（1）边坡开口线以上的块体应在其下部边坡开挖前完成清除及加固，开口线以下的块体随着边坡台阶开挖随层开挖或加固，开挖过程中新出现的块体随着边坡台阶开挖随层处理。（2）对于开挖过程中在边坡上揭露的局部随机不稳定岩块（尤其是可能危及到工程和施工安全的不稳定岩块），须及时报告监理工程师，同时主动予以支护或清除。（3）在开挖中发现断层、长大裂隙、岩溶等地址缺陷，应及时告知监理工程师和现场地质、设计人员，以确定是否调整支护措施。5、支护施工施工支洞支护形式为：进出口洞脸锁口支护（轴向锁口锚杆C25，L=4.5m，1.01.0m；径向锁口锚杆C25，L=3.0m，1.

27、01.0m）；洞身段系统喷锚支护及洞身段随机支护，系统锚杆C22，L=3.0m，5cm或10cm厚C20喷砼，随机排水孔A42mm，L=2.0m。施工支洞洞脸锁口及洞身段典型断面开挖支护详见附图8。施工工艺及方法与边坡支护相同。按照设计图纸，边坡包含主要支护类型有：砂浆锚杆、锚桩、预应力锚索、挂网喷砼和排水孔等施工。从上到下逐层完成15m高梯段开挖（含马道保护层）和随机支护后，在马道上搭设排架对这15m高梯段人工边坡坡面进行系统挂网锚喷支护。5.1 支护施工程序主要支护施工流程见下图5-1。开挖面清理局部岩面较差开挖面验收岩面初喷砼（6cm）排架搭设测量放样锚杆孔钻孔锚杆加工锚杆安装、注浆排水

28、孔施工挂钢筋网复喷下一循环施工图5-1 支护施工流程图5.2 排架施工 有马道部位选用普通落地单管双排排架，台坎部位采用悬空排架。具体结构、搭设尺寸及安全技术要求详见“大坝标段天然边坡和人工边坡支护排架专项施工方案（WDDDB技2014-041）与大坝标段天然边坡和人工边坡排架专项安全措施（WDDDB技2014-042）”。5.3 主要施工工艺及方法5.3.1 砂浆锚杆施工（1）施工主材和机具 主要材料钢筋：锚杆选用级普通螺纹钢筋，直径分为25mm、28mm、32mm、36。水泥：采用强度等级不低于42.5的高抗硫酸盐硅酸盐水泥。砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。其质地坚硬、清洁。砂浆：

29、按照设计要求水泥砂浆的标号M25。外加剂：外加剂品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分。使用前做好试验并报监理工程师批准。锚杆钢材、水泥等应有产品合格证书，同时对施工所用的主要材料包括普通钢筋、水泥、砂浆等均应按有关规范要求进行质量抽检，报送监理工程师审批。主要机具钻机：主要采用QZJ-100B钻机。灌浆设备：采用MZ-1注浆机，JJS200型浆液搅拌桶。（2）施工工艺流程杆长6m及6m以下的锚杆（主要为随机锚杆）采用“先注浆，后插杆”的方法施工，其施工工艺流程见图5-2。图5-2 先注浆后插杆施工工艺流程图杆长大于6m锚杆（系统锚杆）采用“先插杆、后注浆”的方法，其施工工艺流程见图5-3。注浆

30、密实度检查图5-3 先插杆后注浆施工工艺流程图（3）施工工艺要点钻孔：钻孔在排架上进行。采用全站仪按设计间排距测放并标示孔位。钻孔采用QZJ-100B钻机，孔径76mm。钻孔完毕后用采用高压风将孔道清洗干净，检验合格后，临时封堵孔口。杆体制安：锚杆采用砂轮切割机断料。长度6m及6m以下的锚杆体在现场加工后运至安装部位，采用人工插杆；长度6m以上的锚杆，采用简易扒杆配合人工进行插杆，为保证锚杆锚固效果，沿锚杆长度方向每隔2m设置一个锚杆对中支架，对中支架结构型式详见关于明确大坝、水垫塘边坡先插杆后注浆锚杆安装对中支架结构型式的通知（长乌设枢（坝）通字2014第1-11号）。注浆：水泥砂浆经试配，其基本配合比范围按水泥砂=1112（重量比），水水泥=0.3810.451（重量比）。采用“先注浆后插锚杆”的程序时，先将