水库大坝深基坑开挖专项方案教学内容.docx
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水库大坝深基坑开挖专项方案教学内容
水库大坝深基坑开挖专项方案
1概述
1.1工程概况
兴仁县响水水库大坝工程位于兴仁县潘家庄镇夏溪村夏溪河上游响水沟上。
工程规模为小
（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要由挡水建筑物，泄洪建筑物、取水兼导流建筑物等组成。
其中，挡水建筑物为面板堆石坝，坝顶高程1566.2m，最大坝高45.7m，坝顶长度124.27m。
1.2地形地质
响水水库位于夏溪河上游响水沟1#跌坎与2#跌坎之间的槽谷内，两岸山体连绵，河谷呈对称“V”型。
两岸岸坡坡度35~50°，谷底高程1526.0m，谷底宽度20~25m，河床纵坡比降1~1.5%。
大坝轴线附件及两岸坡地层岩性为三碟系下统飞仙关组（T1f）泥岩、砂岩细砂岩砂质泥岩等互层岩性。
两岸强风化厚度7~7m，弱风化厚度8~10m；河沟谷底部为第四系砂卵砾石冲洪积层，覆盖层厚度2.5~3.5m，强风化厚度4~5m，弱风化厚度7~8m。
库区内无较大构造节理裂隙发育。
1.3工程特点
本工程由于前期上坝公路征地、林木砍伐、地形地质条件差等因素影响，导致主体工程（尤其是导流洞工程）施工滞后，工期紧张。
为了加快施工进度，进入主体工程施工后，大坝、导流工程施工采取平行作业。
由于响水沟在枯期流量很小，5年一遇月平均流量0.019m³/s。
在两岸坝肩边坡开挖完成，导流洞还不具备过流条件情况下，采取临时导流施工措施进行坝基开挖。
2工程施工方案
2.1施工内容
⑴坝基开挖临时导流措施。
⑵坝基土石方开挖与地质缺陷处理。
⑶坝基开挖安全保证措施。
2.2主要工程量
施工主要工程量表
部位
土方开挖
（m3）
石方开挖
（m3）
边坡喷砼（m3）
Φ22,L=4.5m
锚杆（根）
挂网钢筋
（t）
排水孔（m）
大坝基坑
9456
33640
50
110
0.8
0
施工临时导流工程量表：
序号
工程项目
单位
工程量
备注
1
人工装土挡水围堰
m³
7.5
2
编织袋
个
120
3
Φ70防洪软管
m
280
4
潜水泵
台
2~3
中期排水
5
Φ70消防管
m
80
6
离心式抽水泵
台
2~3台
后期排水
7
Φ70波纹软管
m
120
2.2主要施工方法
根据设计图纸，本次基坑开挖总面积约5200m2。
基坑下游主要进行覆盖层开挖，上游面主要是基坑趾板开挖，最大开挖深度11.9米。
开挖范围见图2.1
2.1基坑开挖范围图
开挖前，由“三方”进行原始地型复测，测量数据由三方签字确认。
然后按照设计开挖图放出开挖边线进行基坑土石方开挖。
开挖时，应遵循从上往下，分层开挖的原则。
按照“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。
在开挖过程中，如果遇到孤石，优先考虑挖机破碎头破碎。
开挖严格按自上而下分层进行，严禁采用倒悬开挖方法。
为降低后期的开挖强度，尽量做到均衡施工。
2.2.1施工准备
（1）施工测量：
测量人员根据设计图纸进行测量原始地形线，确定开挖边线。
（2）植被清理：
人工清除开挖范围内的植被及其他障碍物，同时确保邻近区域的环境保护。
施工场地和临时施工道路的场地清理。
植被清理要求至最大开挖线或建筑物基础边线外侧至少5m。
2.2.2基坑排水
本工程的基坑水源主要为主河道水流，主河道坡降8.3%，枯期流量较小，多年平均流量0.06m³/s，5年一遇月平均流量0.019m³/s。
水流来源上游响水沟。
水流较为集中汇集。
其次，雨天引起的边坡集水直接流入基础内。
基坑排水拟定了如下方案：
（1）开挖前期排水
边坡排水：
为保护其基坑开挖面免受雨水浸泡，在坝肩边坡开挖前，已在开口线以外形成坡顶截水沟，开口线以外集水通过截水沟向下游排泄。
截水沟先进行左、右岸坡脚开挖2~3米宽度，深度2.5米左右，将其雨水和边坡渗水集中向下游引排，保持基坑能经常处于干燥条件下开挖。
2.2基坑临时排水布置图
（2）开挖中期排水
当开挖至拟建排水沟底部高程以下后，基坑内水流将无法自然排出。
开挖过程中必须想方设法排出水流，否则开挖效率较低，会影响工期。
开挖中期排水拟采用如下方案：
⑴将原河道内集中水流在上游边坡上适当位置采用人工装编织袋土形成临时挡水土坝，用Φ70防汛软管（便于安装和拆除）5道从左侧引到基础开挖范围以外，防汛软管采用5根管道成排集中铺设，在安排打锚杆形成管架牢牢固定。
⑵开挖时，从上游侧右岸底部开始，沿开挖出的基础边缘顺时针挖出一条集水沟至下游侧，末端挖出一个集水坑，开挖时，先挖积水坑，再挖集水沟，然后从上游开挖至下游，每次开挖深度1米左右，以此类推，逐层开挖。
⑶在下游地面上安装1台离心式潜水泵，将积水坑内的水抽出基坑外的排水沟内，流出施工区域。
⑷随着开挖深度的增加，在下游边坡上增加2台离心式柴油抽水泵。
与下游地面上的2台水泵分别串接，以便将积水排水。
平面布置见图2.2
（3）开挖后期排水
基础开挖完成后，为了保证基础浇筑前基础内积水彻底排尽，开挖后期排水采用如下排水措施：
⑴同开挖中期排水方案第1条。
⑵在上游侧坡底、趾板砼浇筑线外开挖集水井一个，基坑内往集水井处适当放坡，将水流引入集水井。
在导流洞形成过流条件后，采用离心式抽水泵或潜水泵抽出至导流洞进水口明渠内，通过导流排至下游（见图2.3）。
水泵数量根据水流量情况进行增减。
⑶下游侧集水井内的水，采用离心式抽水泵抽出至排水沟内，流出施工区域。
（同开挖中期排水方案第4条）。
⑷为了确保基坑形成后不被水浸泡，同时备用1至2台水泵。
2.3基坑临时后期排水布置图
2.3土方开挖
（1）土方明挖从上至下分层分区依次进行，用1.0m3反铲直接开挖、装车，20t自卸汽车运输。
（2）边坡修整应和主体土石方开挖工程准同步进行，人工辅助PC200反铲进行作业，处理边坡表面的弱风化层的松动或破碎岩石，以确保边坡稳定和施工安全。
边坡修整过程中，测量仪器跟踪检查，确保边坡结构满足设计要求。
（3）施工场地和临时设施的基础土方开挖采用反铲和推土机开挖、平整，辅以人工修整。
结合永久性排水设施规划场地开挖的临时排水设施，及时排除地面积水。
（4）施工场地、临时道路的施工可同时进行，尽可能将可利用土方就近回填施工场地，满足施工场地高程要求，余碴运至弃碴场。
2.4石方开挖
本基坑石方开挖总量为33640m3，主要集中在大坝趾板石方开挖等部位。
石方开挖采用机械破碎头分层开挖，基础底板采用预留保护层开挖。
（1）施工技术要求
①建基面采用预留保护层开挖，保护层厚度根据部位不同，控制在1～1.5m。
②建基面开挖后表面松动的岩石，及留下的尖角、倒悬、陡坎等必须人工清除。
③建基面上的断层、裂隙、软弱夹层应被清除到图纸或监理要求到的深度，并按要求用规定的混凝土回填。
（2）开挖施工方法
大坝左岸1586.2m马道与右岸1582.0m马道以下采取分层开挖，分层高度为1.0m，控制高程面预留保护层厚度拟为1.0m。
主要以机械破碎头为主。
开挖弃渣主要采用液压反铲或装载机挖装，20t自卸汽车运输。
（3）建基面保护层开挖
建基面开挖时，初拟预留1.0m厚的保护层。
保护层仍采用机械破碎头处理。
保护层开挖质量控制
a.标高控制
标高控制从设计角度主要保证超挖小于15cm的前提下，尽量减少欠挖。
局部欠挖可采用风镐人工清撬处理。
3施工进度计划
大坝坝肩开挖原计划于2016年8月13日开始，由于上坝公路林木砍伐影响，大坝及导流洞施工推迟到2016年9月7日才进行；施工过程中又受到民爆物品影响，特别是导流洞开挖。
原计划于2016年12月22日完成导流洞达到通水条件后进行截流、围堰防渗及基坑排水后进行坝基开挖。
根据后续工程工程量大，施工工期紧张，施工难度增大等特点，为了确保2017年大坝填筑达到安全度汛，大坝基坑开挖需要采取临时导截流措施进行。
根据工程实际进度情况，坝肩及趾板边坡开挖2016年11月26日能达到1532高程。
基坑开挖计划于2016年12月1日开始，2016年12月30日完成。
4主要施工资源配置
4.1强度分析
根据进度计划，本工程大坝、溢洪道土石方开挖时间段为2016年8月中旬~2016年12月，主要集中在大坝截流前与截流后开挖。
其中，截流前开挖最大月施工强度2.24万m3，截流后开挖最大月施工强度3.3万m3.。
4.2设备配置
⑴挖装设备：
液压反铲挖掘机
生产率按下述公式计算：
PJ=60q×n×ke×kch×ky×kz
式中：
PJ——挖掘机每小时生产率：
m3/h
q——铲斗几何容量：
n——每分钟挖掘次数n=60/kn（tx+2）
kn——挖掘难易程度：
一般为1.05～1.2，这里取1.05
tx——一次挖掘循环时间：
40s
ke——可松系数：
1/1.53
kch——铲斗充满系数：
0.9
ky——挖掘机移动影响系数：
一般取0.9～0.98，本工程移动较多取为0.95。
kz——掌子面高低与旋转角度大小的校正系数：
0.9
经计算，得
1m3挖机每小时生产率PJ=60×3×1.36×0.654×0.9×0.95×0.9≈41m3/h，
则挖掘机台班生产率为：
41m3/h×6.5h=266.5m3/台班
日生产率为（三班制）：
266.5×3=800m3/日·台
月生产率为（按25天计）：
P=20000m3/月·台。
根据施工进度计划，月综合开挖强3.0万m3/月，根据上述计算结果，共需配置1m3液压反铲挖掘机1台，1.6m3液压反铲挖掘机1台。
考虑到清理工作面，和挖机检修，增加一台0.8m3液压反铲，能满足生产及工作场面调配要求。
⑵自卸汽车
自卸汽车生产率按下式计算：
PJ=60×q×ke×kch×ksu/T
式中：
PJ——自卸汽车每小时生产率：
m3/h
q——汽车车箱容积：
ke——可松系数：
1/1.53
kch——汽车装满系数，考虑施工道路为土路，不易装的太满，取0.85
ksu——运输损耗系数：
一般为0.94～1.0，取0.94
T——汽车一次循环时间T=tz+ty+tx+td
tz——装车时间n/n0+tr
ty——行车时间（60L/Vz+60L/Vk）×K
tx——卸车时间：
1min
td——调车、等车时间：
5min
n——汽车需装铲斗数：
8
n0——每分钟挖掘斗数：
60÷43.2=1.4
tr——汽车进入装位时间：
2min
L——运距：
Vz——重车行车速度：
取为15Km/h。
Vk——空车行车速度：
取为30Km/h。
由此计算得：
自卸汽车台班生产率为：
200m3/台班·辆
日生产率如下（三班制）：
自卸汽车：
P=600m3/天·辆
月生产率如下（按25天计）:
T自卸汽车：
P=1500m3/月·辆
综合月开挖强度约3.0万m3，，实际需汽车转运的综合月强度为3.0万m3。
根据上述计算结果，工期共需配置自卸汽车20辆，考虑汽车检修，实际配置22辆，能满足施工强度要求。
3其它设备
作为辅助设备，拟选择D85推土机1台，L50装载机两台，1.0装载机一台，18吨碾压机一台，手风钻15台。
主要开挖施工设备见表4-1。
表4-1主要开挖施工设备表
序号
机械名称
型号规格
单位
数量
备注
1
液压反铲
PC200（0.9m3）
台
1
沟槽开挖、修坡用
2
液压反铲
PC400（1.6m3）
台
1
3
液压反铲
CAD320D（1.0m3）
台
2
4
装载机
3.0m3
台
2
5
推土机
D85
台
1
6
自卸汽车
20t
台
22
7
手风钻
YT-28型
台
6
8
洒水车
5t
台
1
5质量和安全保证措施
5.1质量保证措施
（1）开挖前认真做好开挖规划布置，特别是基础保护层的严格按照设计图施工，要求专人进行检查，详细作好质量检查记录，确保开挖质量。
（2）配置足够的、合格的测量人员、仪器和设备，按本工程精度要求，建立施工控制网；施工过程中，及时放出开挖轮廓线并对坡面进行复核检查。
（3）结合永久排水设施，做好施工期间的临时排水工作，确保施工作业面不受雨水的侵蚀和破坏；保护临时施工道路。
5.2安全保证
（1）所有作业人员一律持证上岗，特殊工种作业人员必须持有国家相关部门颁发的有效上岗资格证方能上岗作业。
严格按安全操作规程施工作业。
（2）严格按照自上而下的程序开挖，禁止自下而上掏脚开挖。
尽量避免交叉作业，必要时安全防护措施要到位，且安排专人指挥作业和上、下警戒。
（3）周边设防护栏，并进行封闭，防止滚石或其它杂物掉入。
（4）加强道路的维护和保养，场内设置足够多的，明显的交通警示标志，保障交通安全。
（5）施工现场实施机械安全安装验收制度，机械安装要按照规定的安全技术标准进行检测。
所有操作人员要持证上岗。
使用期间定机定人，保证设备完好率。
（6）确保必需的安全投入。
购置必备的劳动保护用品，安全设备及设施齐备，完全满足安全生产的需要。
（6）认真开展班组安全生产活动，做到班前有预防，班中有检查，班后又总结，在工作中提高全员安全意识和安全防范能力。
5.3安全防护
（1）无关人员不得进入开挖边线范围内。
（2）施工前，先派人员到上游边坡排危，清除边坡上松散的土石方及孤石。
边坡作业人员必须戴好安全帽，栓好安全绳，系好安全带。
（3）挖掘机在往上游边坡上作业时，必须派安全员看守，现场指挥。
同时上游派2名人员，随时观测边坡变化情况，遇到险情及时通知。
（4）挖掘机在边坡上作业时，边坡上、下游作业机械和人员必须错开，以防塌方对下部机械及人员造成伤害。
（5）边坡上游10米范围内不得堆放土石方。
（6）由于坡顶到开挖完成面底标高高度约12米，今后坡脚将进行钢筋、模板、混凝土等施工，因此，在边坡开挖完成后，在距上游侧边坡开口2~3米外钢管防护栏，防护栏杆边悬挂警示牌，严禁无关人员进入基坑。
（7）基坑周边3米内严禁集中堆码土石方及钢材，水泥，钢管，木枋等材料，以减少对坑壁的侧压力，确保坑壁的安全稳定。
（8）夜间施工除各交通要道灯光要明亮外，坑边钢管防护栏上要挂红灯示警。
（9）雨天施工：
随时掌握电视台天气预报，事先做好防雨措施。
凡大雨、中雨都应停止作业。
（10）非施工人员，不得在坑边逗留。
（11）作业人员进入施工现场必须戴好安全帽，在坑底作业人员必须穿防电靴及防电手套。
（12）严禁作业人员直接从坑壁上下。
（13）严禁作业人员从坑底向上或坑顶仍工具等物品。
5.4土石方挖装作业安全措施
（1）进入高边坡部位施工的机械，应全面检查其技术性能，不得带病作业。
（2）施工机械进入施工区前，应对经过线路进行检查，确认路基基础、宽度、坡度、弯度等能满足安全条件后方可行进。
（3）施工机械工作时，严禁一切人员在工作范围内停留；机械运转中人员不得上、下车；严禁施工机械（运输车辆）驾驶室内超载，出渣车车厢内严禁载人。
（4）挖掘机械工作位置要平整，工作前履带要制动，挖斗回转时不得从汽车驾驶室顶部通过，汽车未停稳不得装车。
（5）机械在靠近边坡作业时，距边沿应保持必要的安全距离，确保轮胎（履带）
（6）施工机械停止作业时，必须停放在安全可靠、基础牢固的平地，严禁在斜坡上停车，临时在斜坡上停车，必须用三角木等对车轮阻滑。
（7）施工设备应进行班前班后检查，加强现场维护保养，严禁“带病”运行，不得在斜坡上或危险地段进行设备的维修保养工作。
5.5汽车运输作业安全措施
⑴各类车辆必须处于完好状态，制动有效，严禁人料混载。
⑵所有运载车辆均不准超载、超宽、超高运输。
⑶装渣时将车辆停稳并制动。
⑷运输车输文明行驶，不抢道、不违章，施工区内行驶速度不能超过20km/h。
⑸不得酒后开车，严禁上班时间饮酒。
5.6供电与电气设备安全措施
⑴施工现场用电设备定期进行检查，防雷保护、接地保护、变压器等每季度测定一次绝缘强度，移动式电动机，潮湿环境下电气设备使用前检查绝缘电阻，对不合格的线路设备要及时维修或更换，严禁带故障运行。
⑵线路检修、搬迁电气设备（包括电缆和设备）时，切断电源，并悬挂“有人工作，不准送电”的警告牌。
⑶非专职电气值班员，不得操作电气设备。
⑷操作高压电气设备回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘靴并站在绝缘板上。
⑸手持式电气设备的操作手柄和工作中接触的部分，有良好绝缘，使用前进行绝缘检查。
⑹低压电气设备宜加装触电保护装置。
⑺电气设备外露的转动和传动部分（如皮带和齿轮等），必须加装遮栏或防护罩。
⑻36V以上的电气设备和由于绝缘损坏可能带有危险电压的金属外壳、构架等，必须有保护接地。
⑼电气设备的保护接地，每班均有当班人员进行外表检查。
⑽电气设备的检查、维修和调试工作，必须由专职的电气维修工进行。
5.7防洪、防火、防盗及危爆物品管理措施
⑴防洪措施
在汛期前，成立以项目经理为组长的防洪领导小组，组建抗洪抢险队，并配备足够的抗洪抢险物资及机械设备，随时应急处理突发事件。
不良天气时，采取昼夜巡逻制度，发现险情，及时汇报，以便及时抢险，确保工程安全度汛。
指派专门人员与当地气象部门密切联系，获取有关水文气象等情报资料，并作出科学预测分析，为防洪决策、实施提供充分的依据。
科学组织、合理安排、严格管理，保证施工的进展满足防洪度汛的要求，同时避免洪水对建筑物和施工安全的影响。
做好开挖边坡的防护、截水沟和防洪排水措施。
健全通讯系统，保证各施工工区及项目部、与外界的联系，在事故易发点设专人巡查，发现问题及时处理。
⑵防火、防盗及危爆物品管理措施
清除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源，严格控制火源、易燃、易爆和助燃物。
生活区及施工现场配备足够的灭火器材，并同当地消防部门联系，加强安全防范工作。
施工期间要特别做好防火灾工作，密切配合当地护林部门做好周围山区林木的防火工作，在林区设置防火标志，加强平时警戒巡逻。
对职工进行防火安全教育，杜绝职工烧电炉、乱扔烟头的不良习惯。
在生活区及工地重要电器设备周围，设置接地或避雷装置，防止雷击起火，造成安全事故。
在工地及生活区的照明系统要派人随时检查维修保养，防止漏电失火引起火灾。
在生活区、工地现场、料场，指派专人24h轮班看守，防止生产生活物品、材料、机具设备被盗，及其它事故发生。
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