水库大坝深基坑开挖专业方案.doc

目 录
1 概述 2
1.1 工程概况 2
1.2 地形地质 2
1.3 工程特点 2
2 工程施工方案 2
2.1 施工内容 2
2.2 关键工程量 3
2.2 关键施工方法 3
2.2.1 施工准备 4
2.2.2 基坑排水 4
2.3 土方开挖 6
2.4 石方开挖 6
3 施工进度计划 7
4 关键施工资源配置 7
4.1 强度分析 7
4.2设备配置 7
5 质量和安全确保方法 9
5.1 质量确保方法 9
5.2 安全确保 9
5.3 安全防护 10
5.4 土石方挖装作业安全方法 11
5.5 汽车运输作业安全方法 11
5.6供电和电气设备安全方法 11
5.7 防洪、防火、防盗及危爆物品管理方法 12

1 概述
1.1 工程概况
兴仁县响水水库大坝工程在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，关键由挡水建筑物，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
响水水库在夏溪河上游响水沟1#跌坎和2#跌坎之间槽谷内，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。库区内无较大结构节理裂隙发育。
1.3 工程特点
本工程因为前期上坝公路征地、林木砍伐、地形地质条件差等原因影响，造成主体工程（尤其是导流洞工程）施工滞后，工期担心。为了加紧施工进度，进入主体工程施工后，大坝、导流工程施工采取平行作业。
因为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，导流洞还不含有过流条件情况下，采取临时导流施工方法进行坝基开挖。
2 工程施工方案
2.1 施工内容
⑴ 坝基开挖临时导流方法。
⑵ 坝基土石方开挖和地质缺点处理。
⑶ 坝基开挖安全确保方法。
2.2 关键工程量
施工关键工程量表
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 关键施工方法
依据设计图纸，此次基坑开挖总面积约5200m2。基坑下游关键进行覆盖层开挖，上游面关键是基坑趾板开挖，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定。然后根据设计开挖图放出开挖边线进行基坑土石方开挖。
开挖时，应遵照从上往下，分层开挖标准。根据“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”次序进行，使开挖面同时下降。在开挖过程中，假如碰到孤石，优先考虑挖机破碎头破碎。开挖严格按自上而下分层进行，严禁采取倒悬开挖方法。为降低后期开挖强度，尽可能做到均衡施工。
2.2.1 施工准备
(1) 施工测量：测量人员依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植被及其它障碍物，同时确保邻近区域环境保护。施工场地和临时施工道路场地清理。植被清理要求至最大开挖线或建筑物基础边线外侧最少5m。
2.2.2 基坑排水
本工程基坑水源关键为主河道水流，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。水流起源上游响水沟。水流较为集中聚集。其次，雨天引发边坡集水直接流入基础内。
基坑排水确定了以下方案：
（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，开口线以外集水经过截水沟向下游排泄。截水沟优异行左、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，保持基坑能常常处于干燥条件下开挖。

2.2基坑临时排水部署图
（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。开挖过程中必需想方设法排出水流，不然开挖效率较低，会影响工期。开挖中期排水拟采取以下方案：
⑴ 将原河道内集中水流在上游边坡上合适位置采取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，防汛软管采取5根管道成排集中铺设，在安排打锚杆形成管架牢牢靠定。
⑵ 开挖时，从上游侧右岸底部开始，沿开挖出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，以这类推，逐层开挖。
⑶ 在下游地面上安装1台离心式潜水泵，将积水坑内水抽出基坑外排水沟内，流出施工区域。
⑷ 伴随开挖深度增加，在下游边坡上增加2台离心式柴油抽水泵。和下游地面上2台水泵分别串接，方便将积水排水。平面部署见图2.2
（3）开挖后期排水
基础开挖完成后，为了确保基础浇筑前基础内积水根本排尽，开挖后期排水采取以下排水方法：
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，基坑内往集水井处合适放坡，将水流引入集水井。在导流洞形成过流条件后，采取离心式抽水泵或潜水泵抽出至导流洞进水口明渠内，经过导流排至下游（见图2.3）。水泵数量依据水流量情况进行增减。
⑶ 下游侧集水井内水，采取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基坑临时后期排水部署图
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时进行，人工辅助PC200反铲进行作业，处理边坡表面弱风化层松动或破碎岩石，以确保边坡稳定和施工安全。边坡修整过程中，测量仪器跟踪检验，确保边坡结构满足设计要求。
(3) 施工场地和临时设施基础土方开挖采取反铲和推土机开挖、平整，辅以人工修整。结合永久性排水设施计划场地开挖临时排水设施，立即排除地面积水。
(4) 施工场地、临时道路施工可同时进行，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，关键集中在大坝趾板石方开挖等部位。石方开挖采取机械破碎头分层开挖，基础底板采取预留保护层开挖。
（1） 施工技术要求
① 建基面采取预留保护层开挖，保护层厚度依据部位不一样，控制在1～1.5m。
② 建基面开挖后表面松动岩石，及留下尖角、倒悬、陡坎等必需人工清除。③ 建基面上断层、裂隙、软弱夹层应被清除到图纸或监理要求到深度，并按要求用要求混凝土回填。
（2） 开挖施工方法
大坝左岸1586.2m马道和右岸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。关键以机械破碎头为主。
开挖弃渣关键采取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厚保护层。保护层仍采取机械破碎头处理。
保护层开挖质量控制
a. 标高控制
标高控制从设计角度关键确保超挖小于15cm前提下，尽可能降低欠挖。局部欠挖可采取风镐人工清撬处理。
3 施工进度计划
大坝坝肩开挖原计划于8月13日开始，因为上坝公路林木砍伐影响，大坝及导流洞施工推迟到9月7日才进行；施工过程中又受到民爆物品影响，尤其是导流洞开挖。原计划于12月22日完成导流洞达成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。依据后续工程工程量大，施工工期担心，施工难度增大等特点，为了确保大坝填筑达成安全度汛，大坝基坑开挖需要采取临时导截流方法进行。
依据工程实际进度情况，坝肩及趾板边坡开挖11月26日能达成1532高程。基坑开挖计划于12月1日开始， 12月30日完成。
4 关键施工资源配置
4.1 强度分析
依据进度计划，本工程大坝、溢洪道土石方开挖时间段为8月中旬~12月，关键集中在大坝截流前和截流后开挖。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：通常为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：通常取0.9～0.98，本工程移动较多取为0.95。
kz——掌子面高低和旋转角度大小校正系数：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=0 m3/月·台。
依据施工进度计划，月综合开挖强3.0万m3/月，依据上述计算结果，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0.8 m3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，不易装太满，取0.85
ksu——运输损耗系数：通常为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：1 min
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
日生产率以下（三班制）：自卸汽车：P=600 m3/天·辆
月生产率以下(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，，实际需汽车转运综合月强度为3.0万m3。
依据上述计算结果，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。
⑶ 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。
关键开挖施工设备见表4-1。

表4-1 关键开挖施工设备表
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 质量和安全确保方法
5.1 质量确保方法
(1) 开挖前认真做好开挖计划部署，尤其是基础保护层严格根据设计图施工，要求专员进行检验，具体作好质量检验统计，确保开挖质量。
(2) 配置足够、合格测量人员、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，立即放出开挖轮廓线并对坡面进行复核检验。(3) 结合永久排水设施，做好施工期间临时排水工作，确保施工作业面不受雨水侵蚀和破坏；保护临时施工道路。
5.2 安全确保
(1) 全部作业人员一律持证上岗，特殊工种作业人员必需持有国家相关部门颁发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) 严格根据自上而下程序开挖，严禁自下而上掏脚开挖。尽可能避免交叉作业，必需时安全防护方法要到位，且安排专员指挥作业和上、下警戒。
(3) 周围设防护栏，并进行封闭，预防滚石或其它杂物掉入。
(4) 加强道路维护和保养，场内设置足够多，显著交通警示标志，保障交通安全。
(5) 施工现场实施机械安全安装验收制度，机械安装要根据要求安全技术标准进行检测。全部操作人员要持证上岗。使用期间定机定人，确保设备完好率。
(6) 确保必需安全投入。购置必备劳动保护用具，安全设备及设施齐备，完全满足安全生产需要。
(6) 认真开展班组安全生产活动，做到班前有预防，班中有检验，班后又总结，在工作中提升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，清除边坡上松散土石方及孤石。边坡作业人员必需戴好安全帽，栓好安全绳，系好安全带。
(3) 挖掘机在往上游边坡上作业时，必需派安全员看管，现场指挥。同时上游派2名人员，随时观察边坡改变情况，碰到险情立即通知。
(4) 挖掘机在边坡上作业时，边坡上、下游作业机械和人员必需错开，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) 因为坡顶到开挖完成面底标高高度约12米，以后坡脚将进行钢筋、模板、混凝土等施工，所以，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) 基坑周围3米内严禁集中堆码土石方及钢材，水泥，钢管，木枋等材料，以降低对坑壁侧压力，确保坑壁安全稳定。
(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，事先做好防雨方法。凡大雨、中雨全部应停止作业。
(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需戴好安全帽，在坑底作业人员必需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方法
(1) 进入高边坡部位施工机械，应全方面检验其技术性能，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验，确定路基基础、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经过，汽车未停稳不得装车。
(5) 机械在靠近边坡作业时，距边缘应保持必需安全距离，确保轮胎(履带)
(6) 施工机械停止作业时，必需停放在安全可靠、基础牢靠平地，严禁在斜坡上停车，临时在斜坡上停车，必需用三角木等对车轮阻滑。
(7) 施工设备应进行班前班后检验，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维修保养工作。
5.5 汽车运输作业安全方法
⑴ 各类车辆必需处于完好状态，制动有效，严禁人料混载。
⑵ 全部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出20km/h。
⑸ 不得酒后开车，严禁上班时间饮酒。
5.6供电和电气设备安全方法
⑴ 施工现场用电设备定时进行检验，防雷保护、接地保护、变压器等每三个月测定一次绝缘强度，移动式电动机，潮湿环境下电气设备使用前检验绝缘电阻，对不合格线路设备要立即维修或更换，严禁带故障运行。
⑵ 线路检修、搬迁电气设备（包含电缆和设备）时，切断电源，并悬挂“有些人工作，不准送电”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，必需戴绝缘手套，穿电工绝缘靴并站在绝缘板上。
⑸ 手持式电气设备操作手柄和工作中接触部分，有良好绝缘，使用前进行绝缘检验。
⑹ 低压电气设备宜加装触电保护装置。
⑺ 电气设备外露转动和传动部分（如皮带和齿轮等），必需加装遮栏或防护罩。
⑻ 36V以上电气设备和因为绝缘损坏可能带有危险电压金属外壳、构架等，必需有保护接地。
⑼ 电气设备保护接地，每班全部有当班人员进行外表检验。
⑽ 电气设备检验、维修和调试工作，必需由专职电气维修工进行。
5.7 防洪、防火、防盗及危爆物品管理方法
⑴ 防洪方法
① 在汛期前，成立以项目经理为组长防洪领导小组，组建抗洪抢险队，并配置足够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，采取昼夜巡查制度，发觉险情，立即汇报，方便立即抢险，确保工程安全度汛。
② 指派专门人员和当地气象部门亲密联络，获取相关水文气象等情报资料，并作出科学估计分析，为防洪决议、实施提供充足依据。
③ 科学组织、合理安排、严格管理，确保施工进展满足防洪度汛要求，同时避免洪水对建筑物和施工安全影响。
④ 做好开挖边坡防护、截水沟和防洪排水方法。
⑤ 健全通讯系统，确保各施工工区及项目部、和外界联络，在事故易发点设专员巡查，发觉问题立即处理。
⑵ 防火、防盗及危爆物品管理方法
① 清除一切可能造成火灾、爆炸事故根源，严格控制火源、易燃、易爆和助燃物。
② 生活区及施工现场配置足够灭火器材，并同当地消防部门联络，加强安全防范工作。
③ 施工期间要尤其做好防火灾工作，亲密配合当地护林部门做好周围山区林木防火工作，在林区设置防火标志，加强平时警戒巡查。
④ 对职员进行防火安全教育，杜绝职员烧电炉、乱扔烟头不良习惯。
⑤ 在生活区及工地关键电器设备周围，设置接地或避雷装置，预防雷击起火，造成安全事故。
⑥ 在工地及生活区照明系统要派人随时检验维修保养，预防漏电失火引发火灾。
⑦ 在生活区、工地现场、料场，指派专员24h轮班看管，预防生产生活物品、材料、机具设备被盗，及其它事故发生。