纳井田水库碾压混凝土坝基础开挖施工分析.pdf

2 0 1 4年第 2期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ． 2． 2 01 4 ( T o t a l No ． 4 2) 文章编号： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 0 2— 0 1 0 0— 0 2 纳 井 田水库碾压 混凝土坝基础开挖施工分析 杨 晓松 ( 镇宁县水利局 ， 贵州 镇宁 5 6 1 2 0 0 ) 摘要： 随着社会经济的快速发展， 水利工程建设规模也在不断地扩大。在水利工程的建设 中， 碾压混凝土坝的运用也越来越广泛。纳井田水库灌溉及供水工程主要 由拦河坝 、 放水建筑 物、 泄水建筑物 、 渠道及渠系建筑物等组成。拟建坝址为纳井田河中游河段 ， 位于六马乡板乐 村向上游 1 ． 3 k m处 ， 大坝为碾压混凝土重力坝。文章主要 以纳井 田水库灌溉及供水工程为 例， 阐述了纳井 田水库碾压混凝土坝基础开挖施工特点及相应措施 、 施工布置以及具体施工 技术 。 关键词： 水库 ； 碾压混凝土； 大坝 ； 基础； 开挖 ； 施工布置 中图分类号 ： T V 5 5 l 文献标识码 ： B 1 工程概况 纳井 田水库位于镇 宁县六 马乡板乐村 ， 距镇 宁 6 3 k m， 水库大坝坝址拟建于纳井田河 中下游。水库 总库容2 3 4万 m ， 工程规模属小 ( 1 ) 型工程。纳井 田 水库是以灌溉为主 ， 六 马乡镇供水及周边农 村人蓄 饮水次之 的社会公益性建设 项 目。主要建设项 目： 混凝 土 重 力 坝 一 座 ， 坝 顶 高 程 7 6 6 n l ， 坝 底 高 程 7 1 2 i n ， 最大坝高5 4 m， 高出河床4 5 ． 5 i n ， 坝顶宽6 m， 坝底 宽 4 5 ． 1 2 m； 下 游 面 坡 比 高 程 7 6 0 ． 9 m以 下 1 ： 0 ． 8 ， 以 上 垂 直 ；上 游 面 坡 比 铅 直 ；坝 顶 长 1 4 6 ． 9 4 i n ， 坝顶溢 流， 底流消能 ， 溢流堰净 宽 3 ( 孔 ) 4 ． 5 n l ， 堰顶高程7 6 1 m， 放水孔兼导流孔布置在坝 体内。干渠 6 ． 3 k m／ 2条 ， 支 渠4 ． 5 6 k m ／ 1条。坝 基 建于中等风化层底部 ， 即挖出强风化层 ， 开挖深度 4 — 6 I n 。两岸岸坡坝段基础开挖的形状 ， 在平行坝轴 线方向应开挖成有足够宽度 的台阶状 ， 基础 中存在 如表层夹泥裂 隙、 严重 风化 区及节理 蜜集等均宜挖 除后， 用 C 1 5 混凝土回填。 2 纳 井田水 库碾压混凝土坝基础开挖施 工 特点及 相应措施 本工程土石方开挖施工包括 ： 左坝肩边坡 、 右坝 肩边坡 、 坝基 、 导流明渠及上下 围堰 等基础开挖 ， 碾 压混凝土重力坝土石方开挖量为 2 3 ． 4万 IT I 。为了 加快开挖进度 ， 开挖将采取 自带风的高风压 、 高钻速 的钻机造孔 ， 大功率的装载机装渣 ， 大斗 容的挖掘机 装渣 ， 大吨位的 自卸 汽车运渣等大型机械联合施 工 作业 J 。爆破安全要求高 。同时作好爆 破震动监测 试验 ， 对新浇筑混凝土邻近基础开挖进行控制爆破 ， 根据安全质 点振 动速 度严格控 制单响药量 和效果 。 开挖施工与上下游临时 围堰填筑施工相协调 ， 做到 ： ①进度上要 与围堰填筑进度协调一 致 ； ② 开挖 料级 配满足 围堰填筑要求 。 3 施工布置 3 ． 1 开挖弃渣及土石方平衡调配 本工程基础开挖料部分直接填筑围堰外， 其余开挖 石渣全部运到指定的弃渣场。堆渣分层碾压 ， 铺筑厚度 < 8 0 c m， 1 4 t 振 动碾碾压遍数为 3次， 压 实干容重 ≥ 1 ． 9 t ／ m 。并做好堆渣体的边坡保护和排水。 3 ． 2 施工期临时排水 在开挖区域周边做作好截排水沟 ， 防止外来水进入 开挖作业面。施工作业时， 在各层开挖前提前开挖好集 水井， 保证工作面雨水或渗透水能 自流进入集水井， 部 分工作面集水采用潜水泵抽排至集水井 ， 然后集中抽排 [ 收稿 日期] 2 0 1 3—0 9—1 3 [ 作者简介] 杨晓松( 1 9 7 3 一) ， 男， 贵州镇宁人， 工程师， 从事水利工程建设方面的工作。 一 1 0 0 — 杨晓松： 纳井田水库碾压混凝土坝基础开挖施工分析 第 2期 出开挖区， 保证开挖作业在旱地施工 。 4 开挖程序和方法 根据坝基分 区、 分层布 置， 各部位开挖施工时 ， 按 自上而下 、 由外向内的原则进行。开挖的工序为 ： 场地清理 土方开挖 一 建基面保护层开挖。开挖程 序一般为先岸坡后河床 ， 自上 而下分层 开挖。根据 水工设计 要求 ， 基础需要 开挖 至 中等 风化层底 部。 坝基开挖分两期进行 ， 一期开挖两坝肩 ， 二期开挖河 床。一期采用轻便潜孔钻梯段爆破 ， 梯段高度 6～ 7 m， 开挖永久边坡采用预裂爆破 ； 二期采用手风钻 浅孑 L 爆破并预留3 0 c m人工撬挖保护层 ， 以减少对坝 基的扰动。开挖的方法为 ： 覆盖层开挖 采用2 m 挖 掘机挖装 、 3 ． 5 t 自卸汽车运输 出碴 ； 弃碴沿施工公路 运出基坑， 堆放在右岸下游弃碴场 ， 运距6 0 0 m。 4 ． 1 场地清理 施工前由测量放 出设计 开挖边线 ， 对开挖范 围 内的原始地形 、 地貌进行复测 ， 核实开挖 原始断面 ， 确定开挖及清理范围 ， 人工配合液压反铲挖掘机清 理开挖区内的植被 、 杂物 ， 并在开挖开 口边线外按设 计要求做好排水沟。 4 ． 2 土方 开挖 本标土方开挖为局部覆盖层开挖。首先进行测 量放样 ， 标识 出开挖范围和位置 ， 然后用人工结合机 械清理开挖 区域 内的树木和杂物， 清理范 围延伸至 开挖线外侧3 Il l ， 并将开挖 区域上部孤石、 险石排除。 开挖区域清理完毕后 ， 按设计要求设置施工边坡上 部地面排水 系统 。土方边 坡开挖接近设 计坡面时 ， 按设计边坡预留 0 ． 2— 0 ． 3 m厚度 的削坡余量 ， 再人 工整修。在修整过程 中， 每隔3 m高差 ， 用测量仪器 检查校核一次削坡情况， 形成达到设计要求 的坡度 和平整度为止。雨天施工时 ， 施工台阶略向外倾斜 ， 以利于部位排水。在开挖施工过程 中， 根据施工需 要 ， 经常检测边坡设计控制点 、 线 和高程 ， 以指导施 工 ， 并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点 ， 定 时观测边坡变形情况 ， 如出现异常， 立 即向监理工程 师和业主报告并采取应急处理措施。土方开挖采用 自上而下分层开挖的方式进行 。施工程序详见图 1 。 图 1 土方开挖施工程序框 图 4 ． 2 ． 1 开挖分层 大坝左、 右岸岸坡开挖各分 1 0个 台阶施 工， 每 层 台阶开挖梯段高度一般为 6—1 2 m， 台阶宽度为 3 ～ 1 5 m。每个 台阶接近相应 的平 台预 留垂直 高度 2 ． 0 m的保护层 。 4 ． 2 ． 2土方 开挖 土方开挖分层高度5 1 1 1_ ， 两岸岸坡采用挖掘机作 业 ， 边挖掘边集渣边装运边修整边坡 。采用 1 0～1 5 t 自卸汽车出渣 ， 不用钻爆部 位的边坡 修整直接采用 挖掘机修坡 。 4 ． 2 ． 3石方开挖 根据地质提供 的强风化岩石 ， 先 采用挖掘机开 挖和修整边坡 、 清场及装运。当挖掘机开挖 困难时 ， 采用钻孔爆破法施工 开挖。建基面保护层 、 小梯段 开挖和槽挖采用手风钻造孔。石渣采用1 ． 0 m 挖掘 机正铲挖装 ， 1 5 t 、 1 0 t 自卸汽车出渣。 4 ． 2 ． 4 特殊部位开挖 4 ． 2 ． 4 ． 1 左右两岸边坡开挖 左 、 右 岸边坡顶部开挖 ， 因属强风 化厚度 范围， 为确保开挖质量 ， 采用挖掘机分层分台阶往下开挖 ， 人工配合挖掘机修整边坡 ， 小范 围挖 掘机开挖困难 时 ， 采用手风钻钻孔 ， 光面爆破施工。梯段高度一般 为1 0 m。平 台开挖 完成后进 行锚 杆和灌 浆平洞 施 工 ， 在确保施工安全 的前提下进行平 台以下各层的 开挖施 工 。 4 ． 2 ． 4 ． 2 坝基 基础 开挖 坝基不允许欠挖 ， 开挖面严格控制平整度 。建 基面进行水平预裂 ， 并严格控制预裂 孔的深度和角 度 ， 以保证开挖面的平整和倾斜达到设计要求 ； 其余 预留2 I l l 厚垂直保护层 。保 护层开挖 采用手风钻造 孔 ， 建基面实施预裂或光面爆破 ， 垂直爆破~ L ：f L 底距 建基面0 ． 8 m 左右。 4 ． 2 ． 4 ． 3 地质缺陷部位开挖 采用人工用风镐或液压正铲直接挖装。如需钻 孔爆破时 ， 采用手风钻造孔 ， 小梯段小孔径微药量爆 破 ， 爆破方 向控制与断层走 向一致。 参考文献： [ 1 ] 日本拱坝坝肩稳定及基础处理考察组 ．关于 日本拱坝坝 肩稳定及基础处 理 的考察 报告 [ J ] ．水力 发 电， 1 9 8 3 ( 1 2 ) ： 6 3— 6 7 ． [ 2 ] 吴东定 ．蚌埠发电厂补给水泵房基础开挖施工[ J ] ．四川 水 力发电 ， 2 0 1 0， 2 9 ( O 2 ) ： 0 9—1 1 ． 一 1 01 —