某大型水电站双曲拱坝坝肩坝基开挖专项施工方案Word格式文档下载.docx
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，坝基4800m³
3
砂卵石开挖
2800
坝基
4
喷混凝土C20
450
5
钢丝网Φ8@100×
100
㎡
1200
6
锚杆Φ25,L=6m
根
850
7
锚杆Φ25,L=4.5m
500
8
锚杆Φ22,L=3m
400
9
排水孔Φ56
m
10
锚杆（φ=25，L=3m）
230
11
锚束（2000KN，L=50m）
110
二
消能设施
350
648
钢丝网Φ4@100×
610
锚杆Φ22，L=3m
182
三
灌浆平洞
平洞石方开挖
930
四
左岸交通支洞
990
五
左岸挂壁路
石方开挖
2200
3、地形、地貌和水文地质条件
XXX坝址位于峡口塘峡谷出口段，接长顺电站库区尾水。
坝址区为峡谷中低山区，坝址处谷底高程398～403m，河床宽15米左右。
设计坝顶高程468m时河谷宽40米左右。
两岸峰顶高程600～950m，相对高差200～550m。
右岸山体呈带状，山顶平坦，走向NE向，与区域构造线一致；
左岸山体宽厚，山顶较平坦，边坡呈陡、缓相间阶梯状。
河谷两岸呈不对称“U”型，左岸陡，右岸呈陡、缓阶梯状。
拱坝坝线处基本上为对称的“U”型峡谷，河流流向NW286°
。
左岸为陡坡，近似直立，右岸较左岸略缓，下陡上缓。
枯水期水面宽24m，正常蓄水位时河谷宽45m左右。
一般时期水深3.5m左右，砂卵石层厚1.5m左右。
两岸基岩裸露，在高程450m以下为寒武系上统毛田组灰色中--厚层状结晶白云岩；
在高程450m以上为奥陶系下统南津关组深灰色中--厚层状灰质白云岩。
岩层产状：
走向NE56°
，倾SE∠20°
，岩层走向与河流流向交角50°
左右。
毛田组、南津关组灰岩单轴（干）抗压强度分别为89.5Mpa、91Mpa。
二、施工布置
1、施工道路布置
详见《施工总平面布置图》。
（1）左岸开挖临时道路布置：
从左岸交通洞转弯段的适当位置开始，开挖一条长约50米的施工交通支洞（宽度3米，高度4.2米），再从该交通支洞出口修筑一条挂壁道路（路面宽度3米，路槽高度3.5米）至坝肩开挖作业面附近约40米处，再从该处开挖一条长约40米的施工交通支洞（宽度3米，高度4.2米）与坝顶灌浆平洞相交，这样窑洞开挖就可以从山体内向山体外开挖，施工安全系数高，施工进度快，该支洞既是交通洞，可以保障挖掘机、装载机等机械设备到达施工作业点，又可作为窑洞开挖和灌浆平洞开挖的出渣洞，可以保障灌浆平洞和窑洞开挖的独立同步进行。
随着工作面下降，作业人员通过安全爬梯上下，安设简易斜坡轨道滑车作为材料运输通道。
（2）右岸开挖临时道路布置：
从右岸交通洞出口修建一条长约12米宽4.5米的机动车施工便道（2#施工道路）直达右岸坝肩开挖作业区，人员和机械设备直接进入工作面施工，随着工作面下降，作业人员通过安全爬梯上下，安设简易斜坡轨道滑车作为材料运输通道。
右岸灌浆平洞直接在右岸上坝交通洞内开洞口，开挖完成后从右岸上坝道路经过灌浆平洞可以直达右坝肩，可以满足人员和小型机械设备的通行。
（3）基坑开挖施工道路布置：
大坝基坑开挖在河道截流后进行，利用下游右岸河床边的施工道路（1#施工道路）经1#支洞运输开挖料。
道路布置详见《施工总平面布置图》。
2、风水电布置
（1）施工用风
施工用风主要为手风钻和喷锚机用风，在右岸交通洞内出口端集中布置一个空压站（3#空压机站），配置三台24m3电固螺杆式空压机；
在右岸下河公路拐弯处布置一个空压站（2#空压机站），配置两台22m3电固螺杆式空压机。
右岸坝肩开挖和灌浆平洞开挖供风直接用主风管从3#空压机站接出至作业点附近，再用支管接至各作业点；
左岸坝肩开挖和灌浆平洞开挖供风需将主风管从3#空压机站接出后再从坝体上游适当位置跨河道沿山坡铺设到达用风点附近，再用支管接至各作业点；
左岸交通支洞和挂壁路开挖从2#空压机站用主风管接出至作业点附近，再用支管接至各作业点。
（2）供水、排水布置
大坝土石方明挖、洞挖、支护施工用水包括钻孔、除尘、岩壁基岩面冲洗、喷护等施工工序用水，在右岸交通洞出口上部490.0高程位置以上适当的位置修建一个容量50m3左右的水池，用于右岸开挖和支护用水，水源为左岸山涧水用Φ32PE管引入；
左岸在坝肩以上520.0高程附近修建一个容量约20m3的中转水池，直接用Φ32PE管引山涧水入水池，用于左岸开挖和支护用水。
若施工中水源供应不足，则直接从郁江抽取。
基坑下部开挖时，每层较低部位布置2个1.0m×
1.0m×
1.5m（长×
宽×
深）集水井，采用18.5kw污水泵进行抽排水，集水井的积水分别抽入上下游积水坑，沉淀后经水泵抽排入河。
（3）供电布置
在右岸交通洞内出口端布置一台变压器（3#变电站），功率630KW/h；
在右岸下河公路拐弯处布置一个变压器（1#变电站），功率630KW/h。
空压站、喷砼、照明等施工用电点的二、三级柜电源直接用电缆线从变压器的配电柜接出。
3、渣场布置
开挖后的可利用石渣运至左岸下游适宜的场地堆储，用于加工砂石骨料；
弃渣运往左岸下游弃渣场。
三、控制性施工进度计划
根据合同文件要求及现场实际条件，大坝开挖控制性进度计划为：
1、2017年7月5日开始进行右岸坝顶灌浆平洞开挖，7月19日完成；
2、2017年7月20日开始进行右岸坝肩开挖，10月1日前水面以上坝肩开挖完成，具备截流条件；
3、2017年7月8日开始进行左岸交通支洞第一段开挖，7月17完成开挖；
4、2017年7月18开始进行左岸挂壁路开挖，8月4日完成；
5、2017年8月5日开始进行左岸交通支洞第二段开挖，8月12完成开挖；
6、2017年8月13日开始进行左岸坝顶灌浆平洞开挖，8月23日完成；
7、2017年8月24日开始进行左岸坝肩开挖，10月1日前水面以上坝肩开挖完成，具备截流条件；
8、2017年11月28日前完成开挖支护；
9、2017年12月15日前完成大坝基础开挖。
四、土石方开挖总体施工规划
1、开挖施工程序
土石方明挖施工前先清除植被，进行地形复测，做好开挖点上部的水平软硬防护，施工完成边坡截水沟，布置好开挖用风水电。
右岸坝顶上部的危岩体处理施工和坝顶灌浆平洞、窑洞开挖可以同步进行，灌浆平洞和窑洞开挖完成后再从上向下进行坝肩开挖。
左岸先修建由左岸交通洞拐弯处至坝顶灌浆平洞作业点的施工交通支洞和挂壁道路，完成后再开挖灌浆平洞和左岸窑洞，灌浆平洞和窑洞开挖完成后再从上向下进行坝肩开挖。
水面以上坝肩开挖出渣：
右坝肩利用下游现有道路出渣，左坝肩利用坝后临时漫水桥经右岸现有道路除渣。
水面以下开挖：
截流后在围堰内进行水面以下基坑开挖，利用1#路出渣。
2、开挖总体施工方案
（1）窑洞、坝肩：
采用YT28凿岩机钻孔，窑洞开挖采用从里向外打导洞再扩挖的方式进行，周边孔采用光面爆破；
坝肩爆破采用普通梯段爆破+预留光爆层光面爆破。
坝肩从上向下分层开挖，开挖分层高度不超过3米，在变坡点设置分层线。
窑洞开挖可直接用挖掘机进行清渣，窑洞形成后可以在洞顶和洞内的适当位置设置锚点，安装10吨电动葫芦，将PC50挖掘机吊运至作业点清渣，将渣料直接清入河床，渣料清除完成后再将挖掘机调运至窑洞平台或灌浆平洞内避炮。
（2）灌浆平洞、交通支洞：
采用YT28凿岩机钻孔，采用一般小断面硐室开挖爆破技术，直眼梅花掏槽，周边孔采用非光面爆破，短距离超前导洞，导洞超前距离4米，导洞尺寸2.1m*2.1m，采用ZL30装载机清渣。
（3）基坑建基面：
采用YT28凿岩机钻孔，保护层以上部分采用普通小爆破，保护层采用预留光爆层光面爆破，开挖分层高度不超过2m，预留光爆层厚度1m。
采用挖掘机直接清渣。
（4）河床清渣：
左右岸坝肩堆积料在河床中装车出渣，合格料用于加工砂石料，不合格料弃入渣场。
河床基础开挖出渣采用PC300反铲挖装，20t自卸汽车运输出渣，弃渣堆存在弃渣场。
3、开挖施工流程
（1）右岸：
清理植被和表面松散体——倒悬体爆破、坝顶灌浆平洞、窑洞开挖和支护施工——搭设贴坡双排钢管脚手架——危岩体锚固施工——坝顶以上开挖后的坡面喷砼施工——窑洞洞脸外圈锁口锚固施工——高程468.0～423.0部分坝肩开挖和支护施工——高程423.0灌浆平洞开挖和支护施工——高程423.0以下部分坝肩开挖和支护施工——坝基开挖施工
（2）左岸：
清理植被和表面松散体——修建左岸交通支洞、挂壁道路、路沿临边防护施工——与左岸坝肩灌浆平洞相交的交通支洞施工——窑洞、左岸坝顶灌浆平洞开挖和支护施工——窑洞洞脸外圈锁口锚固施工——高程468.0～423.0部分坝肩开挖和支护施工——高程423.0灌浆平洞开挖和支护施工——高程423.0以下部分坝肩开挖和支护施工——坝基开挖施工
4、开挖和支护施工方法
（1）右岸倒悬体开挖：
危岩体处理施工开挖采用YT28手风钻钻孔，爆破方式为梯段爆破+光面爆破，为使爆破后的石渣能够被充分抛掷入河道，从外层向内层采用毫秒雷管分段依次引爆，光面层最后引爆，梯段爆破采用散装炸药，光爆层采用乳化炸药，不耦合间隔装药。
爆破后未完全滚入河床的石渣采用人工清理。
（2）危岩体锚固施工：
在进行锚杆钻孔施工前必须从爆破开挖后形成的平台处向上搭设贴坡的双层钢管脚手架直达锚固施工作业面，脚手架的方案制定和组织实施必须按相关规范要求进行。
锚杆或锚钻孔根据设计要求采用潜孔钻或者手风钻。
（3）坝肩开挖：
除窑洞开挖外全部采用竖向钻孔的方式进行爆破，采用YT28手风钻钻孔。
窑洞从山体内向山体外开挖，采用“先导洞，后扩挖”的方式进行开挖，导洞与灌浆平洞连接，布置在窑洞下部，导洞尺寸2.5m×
2.5m，采用一般隧洞开挖的常规方式进行开挖，导洞循环进尺2.5米，导洞开挖完成后进行扩挖，扩挖循环进尺3米。
窑洞开挖完成后进行坝肩开挖，从顶部向下分层爆破，层高3米，采用竖向分层的方式进行竖向钻孔爆破，单次循环厚度5米，钻孔排距不超过1米，前面采用梯段爆破，上下游面和坝肩面均采用光面爆破，从前往后采用毫秒雷管分段依次引爆，可预留坝上下游面和肩面光爆层最后引爆，光面层预留厚度1米，在变坡点和马道部位设置分层线，光爆层面与梯段爆破层面高差不大于3米。
一层爆破完成后吊运小型挖掘机进行清渣，石渣清理完成后再进行下一层施工。
每一层开挖完成后，支护施工跟进进行。
这种开挖方法的优点：
因采用竖向钻孔分层依次爆破，约60%的爆后石渣会被直接抛入河床，清渣的工作量减少，上下游面和坝肩面采用预留光爆层光面爆破，坡面平整，爆震裂隙少，支护方便快捷；
缺点：
因采用预留光爆层进行爆破，工序有所间歇，施工工期会较为紧张。
（4）坝基开挖：
上游及下游围堰截流和填筑后进行坝基开挖，采用YT28凿岩机钻孔，保护层以上部分采用普通爆破，保护层采用预留光爆层光面爆破，预留光爆层的厚度为1米，普通爆破开挖分层高度不超过2m。
建基面爆破开挖完成后还要用人工进行撬挖，撬除松动石块。
（5）灌浆平洞、交通支洞开挖：
采用小断面隧洞开挖的一般方法，主要采用手风钻钻孔爆破，梅花直孔掏槽，周边非光面爆破开挖,出渣采用ZL30装载机出渣，渣料翻入河道，随大坝开挖一起出渣。
（6）左右岸坝肩开挖时，因为坝肩开挖施工度汛标准为5年一遇标准，坝址区相应流量及水位分别为1900m3/s、412.63m，因此当河床堆渣料顶面高程超过412.0m时，就要及时清运石渣，合格的石渣直接运往砂石料系统加工，不合格料弃往渣场。
（7）消能设施的土石方开挖方法参照大坝坝肩和坝基开挖方法。
大坝开挖见《大坝开挖分层图》和《大坝明挖分层爆破和光面爆破设计结构示意图》。
窑洞、施工支洞、灌浆平洞开挖见《窑洞、施工支洞、灌浆平洞开挖爆破设计结构示意图》。
五、明挖爆破施工工艺
1、爆破施工方案
（1）爆破方案
石方明挖采用梯段爆破+光面爆破；
齿槽梯段开挖采用专门设计的槽挖爆破方案；
边坡采用光面爆破；
保护层采用分层浅孔爆破；
大块石采用手风钻解炮。
（2）火工材料的选用
炸药选用铵梯炸药和乳化炸药；
雷管选用毫秒延时的非电雷管系列；
传爆专用导爆管及导爆索。
（3）起爆网络
起爆网络为非电起爆网络。
（4）钻机的选用
钻机为YT-28凿岩机，炮孔直径为42mm。
2、爆破试验
（1）试验目的
①确定梯段爆破钻爆参数，爆破石渣料粒径大小适中。
②确定光面爆破钻爆参数，满足光爆后边坡设计坡比和平整度要求。
③确定不同保护层开挖方法的钻爆参数；
确保建基面以下保留岩体完整性。
不允许建基面欠挖和严格控制超挖。
（2）编制爆破试验方案的依据
①合同文件（施工图纸及技术要求）。
②爆破安全规程、规定。
③我方长期积累的工程爆破施工实践经验。
（3）爆破试验要求
①每一种、每一次爆破试验，提前编制详细的爆破试验设计方案和具体实施措施，报监理人审批后实施。
②通过爆破试验，掌握各种爆破获得最佳参数组合，掌握有效控制爆破地震效应对新浇混凝土及爆破附近建（构）筑物安全充许震动的单响起爆药量、起爆时差等爆破参数。
③对爆破试验成果进行分析整理，并报监理人审批后指导爆破施工。
（4）爆破试验方法
①组成爆破试验小组，负责组织、落实爆破试验各项具体工作。
②按监理人批准的爆破试验设计方案进行爆破作业，对作业过程的各道工序质量严格进行检查验收，并作好记录。
③分析、总结爆破试验成果，并报监理人审批后，指导爆破施工。
（5）试验的内容
爆破试验的主要内容：
爆破材料性能试验，包含雷管准爆率，导爆索浸水试验，爆速试验；
爆破参数试验，包含梯段爆破试验，光面爆破试验，保护层开挖爆破试验，沟槽爆破试验；
爆破破坏范围试验和爆破地震效应试验。
3、爆破参数
（1）爆破设计流程
梯段爆破设计，按图3-1爆破设计程序框图进行。
梯段爆破设计，根据开挖高度、设计轮廓、钻孔机具、挖掘机械的性能和施工进度确定。
实施梯段爆破时，其钻孔与装药排数，根据梯段高度、临空面条件、地质条件、岩石性质、钻孔直径、施工强度要求等因素设计。
爆破设计审批程序：
爆破工程师进行爆破设计、总工程师审核、监理工程师审批；
审批完的爆破设计由爆破工程师对钻队、爆破队进行技术交底。
图3-1爆破设计程序框图
（2）梯段爆破参数
梯段爆破主爆孔，采用人工装药。
梯段爆破设计参数、孔内装药结构，见表3-1。
表3-15m以内梯段爆破参数表
名称
符号
取值范围
装药结构示意图
梯段高度
H
M
3～5
孔距
a
1～2
排距
b
2～3
抵抗线
W
钻孔倾角
75
单耗
q
kg/m³
0.35～0.55
钻孔超深
h
0.3～0.5
孔深
L
3.5～5.5
孔径
D
mm
φ42
堵塞长度
Lc
2.1～3.3
注：
软石单耗0.35～0.4kg/m³
；
次坚石单耗0.4～0.45kg/m³
坚石单耗0.45～0.55kg/m³
最大一段的起爆药量不得大于120kg；
邻近设计建基面和设计边坡时，单段起爆药量不得大于80kg。
宽孔距小排距微差挤压爆破，能充分利用爆破能量，较好地控制爆碴块度，堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率，在爆破工程中已被越来越广泛的运用。
梯段爆破适用于边坡石方开挖。
（3）光面爆破
光面爆破主要参数：
最小抵抗线、炮眼密集系数、不耦合系数、线装药密度、眼距和起爆时差、起爆顺序。
光面爆破参数表
岩石种类
周边眼间距E（cm）
周边眼最小抵抗线W（cm）
相对距E/W
周边眼装药参数q（kg/m）
硬岩
55～70
60～80
0.7～1.0
0.30～0.35
中硬岩
45～65
50～70
0.2～0.30
软岩
35～50
45～60
0.5～0.8
0.07～0.12
最小抵抗线与炮眼密集系数
光爆层厚度为光爆眼的最小抵抗线，光爆层厚度W与周边眼的间距α有密切关系，可用两者比值（周边眼密集系数）K=α/W，光爆眼密集系数过大，爆破后可能在光爆眼间留下岩埂，造成欠挖，达不到光面爆破效果，反之则可能出现超挖。
一般情况下周边眼密集系数小于1，可使反射拉伸波从最小抵抗线方向折回之前造成贯穿裂缝，隔断反射拉伸波向围岩传播的可能，减少围岩破坏。
光爆层厚度与断面大小有关，断面大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩体比较容易崩落，光爆层厚度可适当放大一些；
小断面光爆眼受到的夹制作用大，其厚度宜小一些。
不耦合系数
不耦合系数用K、表示，指炮眼直径与药包直径之比，随着K、值的增大，爆炸冲击作用减弱，而爆炸气体准静态压力的作用时间得到延长，作用在炮眼壁岩石上的应力值下降。
不耦合系数K、取值一般在1.5～3.0之间，此时可使炮眼壁岩石上受到的冲击压力（或产生的应力）不大于岩石的极限抗压强度，避免压碎圈的形成，从而留下半炮眼痕迹，同时，在炮眼连心线上产生的切向拉应力大于岩石的抗拉强度，产生定向裂隙。
根据不耦合系数的大小和所选用药卷直径，光面爆破装药结构通常有两种形式：
环向空气间隔连续装药结构和轴向空气间隔装药结构。
线装药密度
在已确定光面爆破炮眼直径和选定不耦合系数K、值之后，即可计算出线装药密度（装药集中度）q。
式中△——炸药密度，Kg/m3；
d1——药卷直径，m；
q——线装药密度，Kg/m；
在采用环向不耦合连续装药结构时，因为K、=d2/d1，这里d2为炮眼直径，则由上式得
如果采用炮眼内各药包间也保持一定间隙的装药结构，则q值的计算另当别论。
臂如，当采用既有环向不耦合又有轴向空气间隔的装药结构时，应按当量药包或体积不耦合系数计算q值。
当光爆眼直径为35～45mm时，一般将线装药密度取为0.1～0.3Kg/m，其中软岩为0.07～0.12Kg/m，中硬岩为0.1～0.15Kg/m，硬岩则为0.15～0.25Kg/m。
眼距
光爆眼的间距比主爆眼小，它与炮眼直径、岩性和装药量等参数有关。
眼距过大、难以爆出平整光面；
眼距过小会增加凿岩费用，且产生大块。
通常，合理的眼距可按炮眼直径选取
式中α——眼距，m；
起爆时差
两相邻光爆炮眼因雷管会导致不能同时起爆，即存在起爆时差。
这种时差在10ms内时，光爆眼间应力叠加明显，有利于贯通裂隙的形成，可视为光爆炮眼同时起爆，通过采用高精度雷管或导爆索来实现。
装药结构
一般采用两种形式：
一种是较破碎围岩采用空气间隔装药，导爆索传爆。
导爆索作为炮眼装药时，按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。
另一种是较完整的岩层采用小直径光爆炸药连续装药。
分别如下图所示：
起爆顺序
起爆顺序为：
梯段孔→辅助孔→光爆孔
（4）浅孔爆破
主要用于斜坡地段，其目的是为深孔梯段爆破提供临空面，浅孔爆破采用梯段爆破方式爆破，浅孔爆破开挖深度较小，采用较小孔径的钻孔进行爆破，根据本标段钻机配置情况，选用孔径为Φ42；
经计算浅孔爆破的爆破参数，见表4-1。
表4-1浅孔爆破参数表
≤5
A
2.0～3.0
B
1～1.5
2～2.5
Q
0.4～0.65
0.2～0.5
1.2～5.5
42
1.8～2.5
4、爆破施工方法
（1）爆破施工程序
爆破施工程序，见下图：
（2）爆破施工程序说明
①作业面清理、测量放样
作业面的清理采用反铲。
放样时测量队根据作业面部位进行相应的放样施工，梯段爆破要求放出台阶的高程，放出每个孔的孔深、钻孔角度、钻孔方向及开口孔位。
②爆破设计及交底
根据爆破方案对钻孔部位进行爆破设计，并对钻机队进行技术交底。
爆破设计方案必须上报审批，审批的爆破设计方可进行施工作业。
③钻孔
A浅孔梯段爆破、钻机无法上去的开挖部位和为深孔梯段爆破开挖形成临空面的开挖采用手风钻钻孔，钻孔直径φ42mm。
B深孔梯段爆破，开挖深度5m以上时，采用KSZ-100Y型快速钻机钻孔，钻孔直径φ100mm。
C对于小断面的爆破开挖，如坝基断层、岩脉等槽挖、建基面保护层分层开挖或2.5m厚度保护层一次性开挖和大粒径块石解炮，用YT-28手风钻钻孔，钻孔直径φ42mm。
D以上各种钻机、钻具钻孔均要满足爆破设计要求的孔径、倾角和钻深精度要求。
④装药及堵塞
A光面爆破按照本章中爆破设计要求的装药结构和施工程序进行孔内装药；
B梯段爆破，按本章梯段爆破设计的装药结构，装药量进行装药；
C炮孔装药时使用木棍或竹杆装药。
禁止使用石块和易爆材料堵塞炮孔。
⑤联网
联网由有经验的炮工进行操作，联网完成由队长进行复检，合格后方可进行下道工序。
为避免瞎炮和盲炮，爆破网络采用复式网络。
⑥警戒
爆破区周围设置200m～300m范围的爆破警戒区，交通道口设立警示牌。
爆破区钻孔时挂红旗，放炮前改成挂白旗。
放炮前用警报系统发出预告信号，向危险区边界派出警戒人员，将无关人员立即撤出危险区外；
具备起爆条件时用警报系统广播发出起爆信号，准许起爆员起爆，等炮响完后爆破员检查，如发现有盲炮立即报告并及时派有经验的爆破员立即处理，经检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。
施工人员才通行和进入施工现场。
⑦起爆
石方爆破，采用非电导爆毫秒雷管网络连接，根据最大一
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