第一篇 基础工程.docx

1、第一篇 基础工程第一篇 基础工程审 定：赵玉纯审 查：李纯纪编 写：崔铉德魏清河樊志杨庆海郭兴洲朱亿伦1 基础开挖1.1工程概况1.1.1工程规模工程的基础开挖范围包括大坝坝基开挖、消能防冲工程基础开挖、厂房基础开挖等，基坑最大长度近450m，最大宽度近190m，总面积8万余m2，由标承包商中水四局负责施工。其中，标右岸坝肩开挖，标厂房基础保护层开挖及其下游尾水渠开挖为承包商水电六局施工。砼重力坝基础开挖工程，设计将左、右岸坝肩，左、右岸坝基划分为四个部分。（1）左岸部分（包括1#3#坝段）挖至高程982.0m894.0m，自上而下分982.0m、950.0m、928.0m、903.0m四个台

2、阶。（2）右岸部分（包括20#22#坝段）挖至高程1012.0m907.0m，自上而下分1012.0m，982.0m，939.0m三个台阶。（3）左岸坝基（4#11#坝段）坝基挖至高程891.0m左右，护坦基础挖至高程895.0m896.0m。坝基覆盖层挖除厚度0.52.0m，岩石开挖厚度67m；护坦基础覆盖层开挖厚度02.0m，岩石开挖厚度0.53m。（4）右岸坝基（12#19#坝段），坝基挖至高程较为复杂：甲块和乙块一般挖至高程892.0m894.0m，左岸丙块挖至高程891.5m，右岸丙块挖至882.0m，丁块挖至877.0m，为坝基最低点。厂房基础挖至最低高程975.0m左右。坝基和厂

3、房基础挖除覆盖层厚度0.52.0m，坝基岩石自上游至下游挖除厚度319m。厂房岩石挖除最大厚度达22.0m左右。另外，在两岸又开挖了灌浆排水平硐：左岸912.0m、928.0m、950.0m、982.0m；右岸910.0m、939.0m、982.0m以及左、右岸坝轴线下游912.0m、910.0m岸边排水平硐。1.1.2主要工程量基础开挖工程量，土石方合计88.95万m3：1.1.3施工主要时段基础开挖施工过程主要分为四个时段：（1）左岸坝肩开挖（包括13坝段）1994年3月开工至1994年11月完工。（2）右岸坝肩开挖（包括2022坝段）1994年3月开工至1995年8月完工。（3）左岸坝基

4、和护坦基础开挖（411坝段）1994年12月开工至1995年6月完工。（4）右岸坝基和厂房基础开挖（1219坝段）1995年12月开工至1996年7月完工。（5）左、右岸灌浆排水平硐开挖施工，在左、右岸坝肩开挖后期完成。（6）尾水渠基础开挖：1998年3月开工至1998年9月完工。1.2 监理的质量控制工作1.2.1质量控制依据的设计文件和规程规范（1）设计文件黄河万家寨水利枢纽工程，左、右岸坝肩、坝基开挖与基础处理施工技术要求。左、右岸坝肩开挖平、剖面图419坝段坝、厂基开挖图左、右岸平硐开挖图厂房基础期开挖图及尾水渠开挖图（2）主要规程规范水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范 SDJ21

5、183水工建筑物地下开挖工程施工技术规范 SDJ212831.2.2审查施工组织设计、确定施工技术措施承包商根据设计定的坝基开挖四个部分，视开挖区工程位置、特征、施工时段，先后向监理报送过四个区段的施工组织设计和技术措施。左、右岸坝肩，对百余米的高、陡边坡采取自上而下分层开挖，用100潜孔钻和42手风钻造孔，予裂爆破和松动爆破方式视情况予以配合，在保证设计边坡、平台、边线的高程、范围的基础上进行开挖施工。左、右岸灌浆，排水平硐的开挖施工，在平硐周边采用光面爆破结合中间掏槽和打坍落孔爆破，关键是控制好设计开挖边线，每茬炮掘进34m，利用气腿式风钻造孔。硐挖均在相应边坡削坡基本完成后，及时进行开挖

6、施工。左、右岸坝基和厂房、护坦基础岩石开挖方法，采用以风钻为主配合潜孔钻造孔手段，在基坑上游壁采用光面爆破，下游边坡采用予裂爆破，坝基中部按23m厚采用分层爆破。予留保护层12m厚，开挖采用0.41.5m的浅孔，火花引爆，建基面以上0.20.3m厚结合人工撬挖等。对以上各开挖区的施工措施。监理工程师审定认为基本上可以实施，关于两岸坝肩、坝基厂房基础不同爆破参数，可在各区施工开挖开始阶段，结合生产进行试验，视实际情况适当调整。监理工程师还认为：两岸坝肩开挖，现场既陡又高，陡岩上作业人员首先应考虑到 “施工安全第一”，必须系安全带，以防万一。坝基和厂房基础开挖，高程较低，施工过程中，应考虑充足的排

7、水设施，做好基坑排水工作，以免造成被动。基础保护层开挖，采用手风钻打浅孔（0.31.0m），火花引爆，结合人工撬挖。严禁炮孔深入建基面，做到少超挖、不欠挖。按标书要求：挖到保护层上限时，要按设计通知布设物探孔，检测声波波速，以了解浅层SCJ01SCJ10剪切带和建基地层的波速指标。爆破工必须持证上岗。承包商应建立健全严格的质量保证体系，做到“三检”,严把质量关。1.2.3 施工过程中的质量控制对测量放线炮孔布置钻孔清孔装药安装放炮安全处理出碴所有工序，监理工程师全面实行现场巡视监控。对建基面，保护层开挖实行旁站监理。按照前述左、右岸坝肩，左、右岸坝基四个开挖施工区分述如下：（1）左岸坝肩（包括

8、13坝段）开挖，开挖高度78.8m，高程981.8m903.0m，水平开挖一般68m，靠近928.0m平台处宽达17.0m，设有982.0m、975.0m、950.0m、928.0m、903.0m五个平台。岩石性质，以中厚层灰岩为主，夹有薄层灰岩，泥灰岩，局部夹少量页岩。13坝段分六层削坡到903.0m高程：其中981.8m975.0m和960.0m948.0m两段采用风钻造孔；975.0m960.0m，938.0m931.0m，931.0m915.0m，915.0m903.0m四段采用潜孔钻造孔，梯段爆破。开挖边界采用予裂爆破控制边坡。采用微差爆破，最大一响不超过400kg药量。手风钻予裂孔

9、孔径42，孔距40cm，线装药量250g/m，用导爆索连接一次起爆或分段起爆，主炮孔用火花单孔起爆，潜孔钻予裂爆破孔径100 mm，孔距100cm，线装药量400g/m，用导爆索连接分段起爆。孔深1016m，孔距1m,排距23m，单耗0.40.5kg/m3，分段起爆。监理工程师从爆破效果看，比较理想，未造成不良后果，局部出现倒悬和尾石及时进行了处理。经监理、设计和公司工程处到现场全面检查，开挖后的平、剖面尺寸满足设计要求。另外，在高程976.5m979.0m，面积190m2，软弱岩面喷砂浆处理后，监理检查合格。左岸坝肩982.0m，950.0m，928.0m，912.0m高程四层平硐，随着坝肩

10、开挖高程下降至相应高程时逐个开挖。采用42mm孔径的手风钻打孔，周边光面爆破，逐段凿进。出碴弃于河床。施工方法及程序：楔形掏槽孔崩落孔周边光爆孔。楔形掏槽孔：每对炮孔距离0.81.0m，与工作面夹角70，孔底距离0.3m。崩落孔：孔眼与开挖面垂直，眼底应落在同一平面上。周边光爆孔：孔眼间距0.4m,岩爆厚度0.40.6 m，底板孔超设计线0.15 m开孔，孔斜控制在5以内，为保证掌子面平整，周边光爆孔超钻0.15m,超欠挖控制在20cm以内。防震孔：为减轻洞挖开口时对周围岩石破坏，在开挖断面的设计边线以外0.10.15 m处打一排孔距0.3m，孔深比爆破孔深0.3m的防震孔。为确保洞挖质量，监

11、理工程师在现场控制：a、定准孔位；b、控制好钻进方法；c、保证打眼深度；d、孔位应由专门技术人员标定，确保孔位尺寸。（2）右岸坝肩（包括20#22#坝）开挖，按设计平、剖面施工图，监理工程师严格控制边坡和平台开挖线。右岸坝肩开挖上、下游宽度140.25m（其中坝肩宽33.658.71m），高度105m，其间留有981.8m，937.0m，907.0m三个平台，开挖边坡坡度约1：0.17。施工顺序及开挖分区：根据自上而下分层开挖的原则，结合钻孔设备及开挖断面情况，承包商与监理研究确定：右岸坝肩削坡分五个区，十一层梯段爆破开挖。A区 1012m以上（层）B区 1012m983.8m（层）C区 98

12、3.8m938.5m（层）D区 938.5m910m（层）E区 910.0m903.0m（层）施工采用YQ100型潜孔钻进行梯段爆破和予裂爆破钻孔，配合使用YT25手风钻进行浅孔予裂爆破钻孔。施工中A区采用了YT25型手风钻进行浅孔爆破，边坡为浅孔予裂，人工翻碴至坡脚。其他部位均采用潜孔钻进行边坡予裂爆破，钻孔角度按图确定为7280，开挖自上游往下游扩展。在设计台阶面上予留2.0m厚的保护层，分层进行浅孔微差爆破，最下为人工撬挖。根据（1994）G第2号设计通知，实际施工中在960.0 m高程增设了一道2.0 m宽的平台。予裂爆破孔直径为42mm和100mm两种，炮孔间距为50cm和80cm，

13、最大钻孔深度为33m。装药结构为空气间隔装药，底部加强装药梯段爆破和浅孔微差爆破为塑料导爆管起爆，予裂爆破为导爆索起爆。2m保护层开挖，监理控制：开挖分三层，第一层爆破孔深1.2m，第二层爆破孔深0.6m，采用浅孔微差爆破。第三层为风镐撬挖炮孔直径4.2mm，钻孔角度为85。施工中，监理工程师对关键工序，主要是予裂孔的钻孔角度控制。经常用罗盘检测钻孔角度，并要求钻杆加导向器，施工过程中严格控制钻孔质量。对于边坡出现的松动石块和局部欠挖，及时放小炮，予以清除。经设计、监理和业主组成的验收小组，进行认真检查，建基面无松动岩块，基本无爆破裂隙，据测量专业监理6个断面的检测结果，开挖平、剖面尺寸，坡度

14、和高程均满足设计要求，仅937.0m907.0m间个别孔斜控制不好，局部超差0.51.0m，基本无欠挖。关于右岸坝肩982.0m，939.0m，910.0m高程三层灌浆排水平硐开挖，亦随削坡工程的进展，视妥当时间实行逐个开挖，采用42孔径手风钻造孔，周边用光面爆破，上部弧形挖导坑、中间打孔掏楔形槽配合，逐段凿进。弃碴于河边。为确保平硐开挖质量，监理工程师在技术要求上严加控制，比如对孔位孔深、孔径、钻进方法的检查，并要求施工单位对孔位布置要专门人员标定，掌握楔形掏槽孔崩落孔周边光爆孔的施工程序。右岸平硐开挖工程质量效果表洞名称（按高程分）欠挖平洞径向超挖值（cm）半孔率爆破对围岩的影响982高程

15、平洞无12.890无939高程平洞无9.795无910高程0003无17.690无0024无13.590无0060无13.390无（3）左岸坝基开挖（411坝段）411坝段基础原设计开挖高程大面积为894.0m。开挖深度仅3m左右，采用手风钻按保护层开挖。边线开挖采用手风钻予裂爆破方式，中间按分层开挖。下游护坦原设计高程896.0m，平均开挖深度1.5m，按保护层开挖。上述开挖于1995年3月中旬已基本完成，接着在411坝段开挖面上（高程894.0m894.5m）由物探声波孔（每坝段自上游至下游均匀布六个孔）测试波速，发现基础下面SCJ07剪切带波速为25003500m/s，达不到设计4000

16、m/s的要求。后又在6、9坝段开挖了竖井验证，经监理和地质工程师分析判断，的确SCJ07剪切带比较破碎，风化较甚，且内夹有一层（厚13cm）泥化夹层，在411坝段延续性还比较好，其埋藏深度在原建基面894.0m高程以下2.53.5m。后经4月初召开的大坝基础鉴定会专家意见确定，将SCJ07剪切带以上岩体挖除。设计下了（1995）G1第06号修改通知：要求把411坝段SCJ07剪切带挖除，建基高程降至891.5m左右。护坦基础改为895.5m。挑流鼻坎下游增设防冲板，建基高程894.0m左右。根据上述设计修改通知，承包商（水电四局）又编制了411坝段坝基、护坦及防冲板开挖施工措施，经监理审批后开

17、始进行第二次开挖。SCJ07剪切带是个软弱层，相当于予裂面。为加快施工进度，采取潜孔钻和东风300型占机造孔，周边采用予裂爆破或光面爆破，控制开挖边线和边坡。中间爆破孔间距3m，排距2m，药卷底距SCJ07剪切带0.5m，采用乳胶炸药，分段起爆，最大一响不超过150kg。经监理工程师检查爆破效果良好。保护层采用手风占结合人工撬挖，小炮浅孔炮破效果也较好。据测量专业监理工程师对每个单元工程建基岩石面的验收检测结果：大坝、护坦、防冲板的边线开挖尺寸，满足设计要求，平面开挖高程基本合格，仅在厚层岩石出露线处有超差现象，在清基时将岩石棱角打成圆状，基本满足设计要求。坝基和护坦等基础基本无欠挖，平均超挖

18、厚度9cm，主要是发生在小背斜分布范围。（4）右岸坝基开挖（包括1220坝段和厂房、尾渠开挖）。按（1996）G1第05号设计通知和原设计施工图：1219坝段甲、乙块开挖到高程894.0m，20坝段和主安装间建基高程898.0m，1218坝段丙块建基高程882.0m，丁块877m。厂房最低高程挖至875.0m。尾水渠自上游至下游挖至879.0m894.0m。厂房右端集水井井底挖至871.40m。监理工程师要求从实际开挖厚度出发，采用相应施工方法和爆破方式。1219坝段甲、乙块开挖厚度小于3m，采用手风钻分层开挖，上游边线采用光面爆破技术，大于3m厚的地段保护层以上岩石用潜孔予裂开挖。厂房基础开

19、挖与1220坝段基础开挖连续进行。厂房上、下游边坡开挖采用潜孔钻造孔，预裂爆破；两端采用手风钻造孔，光面爆破，中间岩体采用分层开挖。对坝基和厂房基础：保护层按设计要求，采用手风钻结合人工撬挖。监理要求严禁钻孔深入基础面。最后坝基座落在灰岩上，厂房基础大部分建在砖红色页岩上，满足设计要求。根据测量监理工程师对每个单元工程的检测结果，开挖的平、剖面尺寸，基础面高程均满足设计要求。基本上无欠挖，在设计开挖线下坝基岩石平均建基面下超挖深度23cm。超挖主要发生在1218坝段的丙、丁块，个别处超挖1.0m左右。厂房基础岩石平均建基面下超挖深度39cm。另外在厚层岩层出露线处，平面有超差现象，清基时将岩石

20、棱角用锤打成圆状，基本满足要求。尾水渠开挖较晚，开挖边线距尾水管底板砼距离仅有2m，设计要求岩石开挖放炮时砼的振速最大允许7cm/s。监理和承包商共同研究，采取了有效措施：浅孔、密孔、少装药，分解延时雷管起爆等办法进行松动爆破。由天津院科研所震动监测10次，结果最近砼震动速度均小于3cm/s。满足设计要求。为防止岩石滚下和飞石砸坏尾水管和中墩砼，采用了钢架全封闭，外挂汽车轮胎和采用杉木杆保护，经视察飞石影响微小，效果很好。最后尾水渠开挖成型较好。满足设计要求。1.3 施工中发现的主要问题及处理坝基开挖施工中，发现的问题主要分两大类：一是工程地质条件与原设计有不同，二是因施工不当出现的问题。1.

21、3.1 基础工程地质条件与原设计有不同，随之采取工程处理措施。（1） 左岸411坝段坝基，原设计建基面高程894m。在开挖至此高程后，通过钻孔声波检测和挖竖井发现以下3m左右存在SCJ07剪切带，其中普遍夹泥化夹层（厚13cm），对坝基抗滑稳定不利。经专家鉴定会确定，411坝段基础将SCJ07剪切带及其以上全部挖除，达高程891.0m左右。又深挖3m。（2） 5坝段丙块地质条件复杂，有近南北和近东西两组小背斜四个，致使岩石层面脱开，局部隆起，有架空现象，裂隙又特别发育，当时基础清理难度大，除把背斜轴部予以清理外，设计采取在建基面上铺设钢筋网的补救处理措施。（3） 7坝段甲块基础为中厚层灰岩，岩

22、石虽然较好，但出现一条溶蚀大裂隙，宽2030mm，清洗缝面后，采取打锚杆处理，有水的地方填骨料，予埋灌浆管，待上覆砼浇筑28天后，再灌浆处理。（4）左岸981.8m以上，作梯段爆破时，因岸边岸石风化较深，加之受顺河走向陡倾角裂隙的影响，使981.8m平台开挖边线向岸里推移34.7m，因此设计修改了左岸坝肩开挖线，增设了975.0m，948.0m两个2m宽的平台。（5）右岸966.0m-968.0m高程，出现一层蜂窝状，不连续的岩溶分布，监理现场监控，局部向岸里水平方向深挖1m左右，一般深挖0.20.3m，设计又在坝肩固结灌浆时增加4排孔，并将孔加深到超过966.0m高程蜂窝状岩溶下3m，对岸边

23、坝肩蜂窝状岩溶予以处理。（6）厂房6#机C块坝0+246坝0+272m，下0+93.75下0+140.35m处，砖红色页岩达1.2m后，卸荷膨胀，隆起，形成近南北向小背斜，背斜轴岩层脱开，全部撬除比较困难。设计采取的工程措施：先在背斜周边打两排楔缝锚杆，限制背斜向外扩展，然后将背斜轴全部脱空岩石挖除，沿背斜轴打三排钢筋束桩（28钢筋焊在一起），共21根，深挖的坑回填砼处理。1.3.2 因施工不当出现的问题，并给予恰当处理：（1） 河床左岸411坝段甲块坝基未设排水井，基坑渗水量大，排水设施不足，致使当时建基面浸没在水中，影响砼施工。经设计、监理、施工研究，采取了临时工程措施，以基坑上游壁为一侧

24、，筑宽11.2m，下游壁筑高0.70.8m的砼墙的截住上游渗水的截水槽，槽内填骨料，每坝段埋设45根2寸灌浆管，待基础砼浇筑28天后，通过灌浆管，向予埋骨料中进行灌浆处理。（2） 15坝段丁块予裂孔超钻0.51.0m，建基面岩石产生爆破裂隙，考虑到基础面岩石较完整，对爆破裂隙设计采用锚筋束处理，三根25钢筋焊在一起，长4.5m,外露1.0m，深入基岩3.5m，共打了13根锚筋束桩。1.4 质量检测及成果根据招标及合同文件（合同编号WJZ/Z01）第二卷：技术规范，大坝及厂房基础开挖至保护层上限时，承包商应按工程师的要求，结合基础开挖的实际情况，布置一定数量的声波检验孔，检测建基面以下23m范围

25、内的声波波速。据此要求，于1995年3月初，在左岸411坝段坝基已基本挖至原设计高程894m，监理经与设计地质研究布置了数个钻孔，孔深910m，进行孔内声波波速检测，还作了两对孔的对穿检测。通过检测，发现有一低波速段（一般波速为35002500m/s），而设计要求坝基岩体波速为4000m/s。为了进一步验证低波速段是什么岩体，又在坝基6、9坝段，护坦5、8坝段挖了四个竖井，井深48m，发现8m深以内有SCJ07SCJ10四个前切带，尤其是SCJ07剪切带地质条件复杂，其内普遍夹有一层厚13cm的泥化夹层，泥化夹层上、下存在1030cm厚的顺层挤压破碎岩体，其渗水性比上、下完整岩体大。也证明了声

26、波孔测试的35002500m/s低波速段就是SCJ07剪切带的反映，而且SCJ07剪切带在411坝段自左至右高程在893.0m891.0m。例如坝基SZK05孔声波测试成果图。根据上述声波检测结果后于1995年4月初，经专家鉴定会确定：将411坝段基础SCJ07剪切带及其以上岩体全部挖除。对于右侧坝段，按上述要求也进行了声波波速检测，右岸坝基声波测试成果汇总表位置测段总长（m）各波速段所占测段比例（）备注4000m/s4000 6000m/s甲乙块125329.770.31、分段原则为主坝顺河向的三个大台阶2、甲乙块包括1221坝段的甲乙块，1921坝段的丙块；丙丁块为1218坝段的丙丁块。3

27、、小于4000m/s的波速多在3500m/s4000m/s之间。4、其中丁块的3500m/s4000m/s波速段占33。丙块376.130.969.1丁块332.670.729.3总计1961.736.963.1从上表看，虽然也发现数个低波速段，但一般波速多在3500m/s4000m/s，只在右岸对SCJ01剪切带（位置在14、15#坝段甲块、乙块和16、17坝段乙块）设计要求挖除。其他坝基基本达设计要求。厂房基础声波检测和回弹值测试结果分析，统计如下：1#4#机组基础纵波速度大于设计要求的3500m/s及其以上的标准占全部测点的90左右；5#6#机组基础纵波速度大于3500m/s的占75左右

28、。岩面回弹值测试，单轴抗压强度：1#4#机组基础为110MPa；5#6#机组基础为93100MPa。经对厂房基础上述两项检测，基本满足设计要求。1.5 单元工程及分部工程划分和工程质量等级评定1.5.1单元工程划分两岸坝肩（包括13坝段，2022坝段和两岸灌浆，排水平硐）单元工程，是按验收次数划分的，验收一次算一个单元工程。左岸坝肩共验收56次，即56个单元工程，右岸坝肩共验收50次，即50个单元工程。两岸坝基（包括419坝段、护坦、厂房）单元工程划分，均按一块砼浇筑块下的基础面验收算一个单元工程。左岸坝基（411坝段及其下游护坦、防冲板）验收135块，即135个单元工程，右岸坝基（1219坝

29、段）及其下游厂房，尾水渠基础验收222块，即222个单元工程，左、右岸坝肩、左、右岸坝基和厂基共划分463个单元工程。1.5.2砼重力坝和发电厂房工程基础开挖分部工程划分按万总工200102号万家寨水利枢纽工程施工质量评定工程项目划分的通知，划分为五个分部工程：左岸坝肩开挖分部工程；右岸坝肩开挖分部工程；左岸坝基开挖分部工程；右岸坝基开挖分部工程；厂房基础开挖分部工程。承包商自检（班、队、局三检），认为全面完成任务时，向监理工程师提交竣工申请报告，竣工申请报告包括如下内容：竣工报告，竣工图纸，建设中的一切文件等。监理工程师收到承包商的竣工申请报告，依据合同和设计文件逐项检查完成情况：如开挖尺寸

30、、高程、边坡坡度、基岩情况等，确已达到要求时，组织设代、业主和承包商共同到现场进行初验。若初验认为有缺陷地方，监理工程师给承包商下指令，按要求进行处理，处理后再检查，若初检合格，监理工程师提出监理报告，请业主组织验收。1.5.3工程质量等级评定本枢纽砼重力坝坝肩，坝基和厂房基础开挖边坡、平面、立面高程，尺寸均满足设计要求，而且无松动岩体和倒悬坡。与原设计不符的工程地质问题：有的已经挖除，有的采取了工程措施处理。对于个别炮震裂隙，有的予以撬除，有的也采取了工程措施处理。总的达到了建基要求。按水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（一）SDJ24988中的第一至第三章岩石边坡、岩石地基、岩石洞室开挖工程要求和具体质量等级标准，我们通过认真监控，检查验收，质量等级评定如下表。分部工程单元工程数量（个）合格数（个）优良数（个）优良率（）左岸坝肩56565496.42右岸坝肩50504794.0左岸坝基13513512995.55右岸坝基12312312097.56厂房基