1、浅析某水电站坝基开挖施工技术措施摘 要：本文主要介绍了水电站坝基开挖分区、分层、坝基开挖施工工艺和所采用的爆破工艺，并结合工程实例分析坝基开挖方法，并通过对坝基开挖的介绍以及对坝基开挖施工过程中所涉及的工艺进行分析，进而研究水利工程坝基开挖施工的要点以及提高施工技术的措施。 关键词：水电站 坝基开挖 施工技术 措施 中图分类号：TV6 文献标识码： A 1、工程概况 某水电站工程位于某县境内，为沥青砼心墙坝，坝顶高程1318.60m，最大坝高 101.6m，坝顶宽度为 12m，坝长 498m。坝址距某县18km，距某市 160km，电站总装机容量 100MW。 本工程坝基开挖包括大坝土石方明挖
2、、心墙基础土石方明挖和基坑土石方明挖。土石方开挖总量为 62.43 万 m3，其中围堰 18.21 万 m3，坝体 44.22 万 m3。 2 开挖分区分层划分 2.1 开挖分区 结合本工程进度、工程属性、工程特性和工地现场实际地形，坝基分四区进行开挖，主要分右岸坝肩开挖区、左岸坝肩开挖区、上游围堰河床开挖区和坝体河床开挖区。左、右岸坝肩开挖区为高程 1226m 以上部分，河床段开挖区为高程 1226m 以下至心墙基槽部分。 2.分层与梯段划分 土方和坡积物开挖分层的总体原则是从上至下开挖，开挖高度控制为 45m；石方开挖分层的总体原则也是从上至下开挖，每 610m 为一个梯段爆破高度，爆后分
3、层开挖。左岸坝肩分 4 层，右岸坝肩分 4 层。 3 各区开挖的施工方法和特点 3.1 左、右岸坝肩分区 右岸坝肩土石方开挖 21.44 万 m3，分 4 层施工。右岸坝肩开挖边坡最大高程约 1319m，右岸坝肩开挖从上到下采用梯段爆破施工（梯段高约610m） 。 左岸坝肩土石方开挖 28.77 万 m3，分 4 层施工。左岸坝肩开挖边坡最大高程约 1325m，左岸坝肩开挖从上到下采用梯段爆破施工（梯段高约610m） 。 土方采用 1.6m3 反铲开挖、1.2m3 反铲修坡。前期不具备直接装车条件时，用反铲向下翻倒，当工作面宽度达到 15m、道路坡度不陡于 10%时，采用 1.6m3 反铲挖装
4、，20t 自卸汽车外运。在坝基基础开挖部位，土方开挖一个梯段，再进行同梯段石方爆破开挖，然后进行下梯段开挖。 石方开挖自上而下、由外至里进行，上部及开挖深度小于 3m 时，采用 YT-28 手风钻钻孔进行光爆及梯段爆破。但开挖深度大于 3m 时，采用梯段预裂爆破，梯段高度一般控制在 610m。开挖、预裂、梯段爆破一次完成，钻孔采用 ROC742 阿特拉斯液压钻为主，CM351 潜孔钻、YQ100B潜孔钻（预裂钻孔）和 YT-28 手风钻为辅，爆破采用毫秒微差爆破。边坡心墙基座建基面开挖采用预裂开挖，预裂钻孔时预留 30cm 撬挖层，人工在浇筑心墙盖板砼前撬挖，预裂钻孔采用 CM351、QZJ-
5、100B 潜孔钻钻孔，爆破采用毫秒微差爆破，底部加柔性垫层的爆破方法开挖钻爆。坝肩开挖料先下翻至各开挖平台或河床堆存，爆破石渣采用 1.6m3 液压反铲集渣、装料，20t 自卸汽车外运至弃渣场。在心墙基座开挖部位，土方开挖一个梯段，再进行同梯段石方爆破开挖，然后进行下梯段开挖。在不影响心墙基座开挖的情况下，对心墙基座上下游的坡积物从上至下一次开挖到位。 3.2 河床开挖区 3.2.1 河床砂砾料开挖 河床砂砾石开挖深度约 27m，待截流闭气后进行施工。根据施工进度安排和本工程特点，截流后围堰基础开挖与坝基基础开挖同时进行，河床砂砾料尽可能和上游围堰填筑直接利用，因工期或其它因素砂砾料不能直接在
6、上游围堰利用，考虑暂时在 1#利用料场或 3#渣场存放，砂砾石料均采用由 220HP 推土机配合 1.6m3 液压反铲直接挖装，20t 自卸汽车外运。 3.3.2 心墙基槽石方开挖 心墙基槽石方开挖是本工程的一个重点，开挖质量直接影响整个坝体的质量。 （1）围堰心墙基槽底宽 1m，两边坡为 1:0.5，高 1.5m，采用液压钻钻孔，手风钻配合，预裂爆破，自上而下分层开挖。 （2）大坝心墙基槽分为两种，一种底宽 16m，两边坡为 1:0.3，高47m，另一种底宽 5m，两边坡为 1:0.3，高 26m，以底宽 5m 为主。 （3）两岸心墙基槽石方开挖采用自上而下开挖，分层梯段爆破，梯段高度为 6
7、10m，钻孔采用 ROC742 阿特拉斯液压钻、CM351 潜孔钻钻孔为主、YQ100B 潜孔钻和 YT-28 手风钻为辅，周边要求预裂爆破。坝基基座水平建基面开挖采用底部加柔性垫层的爆破方法一次开挖，YT-28 手风钻钻孔，爆破采用毫秒微差爆破。 （4）河床心墙基槽石方开挖深度小于 3m，采用手风钻钻孔爆破，两边预裂进行开挖。两岸均采用 1.6m3 反铲翻渣至河边公路，用 3m3 装载机装 20t 自卸汽车出渣，运至弃渣场。 4 土石方开挖技术、质量控制措施 4.1 土方开挖控制要求 土方开挖主要指覆盖层、岸坡及河床的坡积物及砂砾石开挖。土方明挖应从上至下分层分段依次进行，严禁自下而上或采取
8、倒悬的开挖方法，施工中随时作成一定的坡势，以利排水，开挖过程中应避免边坡稳定范围形成积水。岸坡易风化崩解的土层，开挖后应及时进行支护。岸坡的风化岩块、坡积物、残积物和滑坡体应按施工图纸要求开挖清理。 土方开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留 0.20.3m 厚度的削坡余量，采用人工修整至设计要求的坡度和平整度。雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利排水。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。 4.2 石方开挖控制要求 开挖时自上而下进行，开
9、挖厚度小于 3.0m 时，采用 YT-28 手风钻钻孔，边坡保护层光面爆破；石方厚度大于 3.0m 且坡面较高时，ROC742 阿特拉斯液压钻和 CM351 潜孔钻钻孔，按 610m 为一梯段进行梯段爆破，边坡按台阶高度一次预裂爆破开挖。 4.2.1 预裂爆破 大坝边坡开挖施工采用预裂爆破技术，主要选用 CM351 潜孔钻造孔，孔径 105mm，预裂孔间距 0.8m。钻孔深度 610m。 预裂爆破施工流程为：下达作业指导书测量布孔钻机就位（角度校正）钻孔验孔检查装药、联网爆破进入下一循环。 首先按照设计图纸进行现场测量放线，标出边坡开挖线、台阶平台范围，确定开挖范围轮廓和钻孔深度、角度，便于技
10、术交底和工人操作。其次根据作业指导书要求，安排钻机设备就位，钻机就位时，采用样架尺对钻机、钻孔角度和定位点进行校对，开孔后进行中间过程的深度和角度校对，以便及时调整偏差。 预裂爆破的装药结构采取空气间隔不耦合装药结构，选用 32的乳化炸药，线装药密度拟采用 300350g/m。为保证永久边坡不受爆破破坏，在预裂孔与主爆孔之间设两排缓冲孔，采用空气间隔不耦合装药结构。 预裂爆破起爆网络采用孔内延时、非电导爆系统、导爆索传爆、电雷管启爆。 4.2.2 梯段爆破 梯段爆破采用 ROC742 阿特拉斯液压钻造孔，孔径 76mm，初拟孔距3.0m，排距 2.5m，分层开挖，分层高度 610m。采用完全耦
11、合装药结构和孔间微差，使爆破出来的石碴符合上坝料质量要求。钻孔过程中，专人对钻孔的质量及孔网参数按照作业指导书的要求进行检查，如发现钻孔质量不合格及孔网参数不符合要求，立即进行返工，直到满足钻孔设计要求。 采取人工装药，主爆孔和缓冲孔以 2#岩石炸药为主（有水孔采用 4#抗水岩石炸药） ，采取全耦合柱状连续装药；预裂孔采用条形炸药，采取柱状分段不耦合装药。岩石爆破单位耗药量按 0.45/m3 装药。梯段爆破采用微差爆破网络，120 段非电毫秒雷管连网，非电起爆。分段起爆药量按招标文件和技术规范控制，梯段爆破最大一段起爆药量不大于500；临近建基面和设计边坡时，最大一段起爆药量不大于 300。
12、台阶部位预留 1.5m 厚岩体采用水平光爆，水平光爆采用液压钻机造孔，孔径 76 mm，孔距 0.8m，采用 32 mm 的乳化炸药不耦合装药，线装药密度 450750g/m。 4.2.3 基础保护层爆破 水平建基面预留 1.5m 保护层，基础保护层采用 YT-28 型手风钻钻孔，采用浅密孔、孔底加柔性垫层的开挖方法，底部预留 30cm 厚的撬挖层。孔径 42mm，孔底设 20cm 柔性垫层，孔内有水时做蘸蜡处理。采用32mm 的 2#岩石药卷人工装药，孔内有水时采用 25mm 的乳化药卷，非电毫秒微差导爆管连接起爆网路，电雷管起爆。保护层用小梯段一次爆除法开挖，在保护层以上的梯段爆破深孔孔底
13、，铺设柔性垫层，其厚度为 67 倍孔径时。心墙基槽开挖爆破设计见下图。 4.2.4 爆破参数 预裂爆破参数表（CM351 潜孔钻造孔） 结束语 在目前水电资源开发市场前景不太好的大背景下,中型水电站的投资控制与坝基开挖的技术控制措施密切相关,首先坝基开挖的分区和分层非常重要,合理的分区分层,能解决工作面施工冲突,有效缩短工期，减少资源投入。其次坝基开挖的技术控制到位，建基面保护符合质量规范，能有效减少建基面处理费用，同时能保证工程质量。 参考文献 1 何永光；水工建筑的基坑开挖施工技术探讨J；河南水利与南水北调；2012 年 2 胡启斌；水工建筑的基坑开挖施工技术研究J； 科技传播；2010 年
