大坝坝基开挖施工技术实践

摘?要 结合某水电站大坝施工实例，在拱坝坝基基坑开挖时，采用了大型机械设备进行施工，同时采取光面爆破等开挖技术，保证了施工进度，为同类工程提供借鉴实例。

关键词 大坝工程；坝基开挖；光面爆破

中图分类号 TV551 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)082-0092-02

1 工程概况

该水电站拦河坝为混凝土面板堆石坝，坝顶高程187.9 m，防浪墙顶高程189.1 m，河床清基后，趾板底高程132 m，相应最大坝高55.9 m。坝顶按一般交通要求布置，宽5.5 m，长444 m。坝基覆盖层土方开挖247334 m3，石方开挖90720 m3。

2 坝基土石方开挖程序

坝基开挖梯段根据施工机械性能、施工安全、边坡处理及设计、规范等要求划分，开挖梯段高差为10 m，槽挖部分掌子面宽度按设计宽度。

2.1 开挖施工程序

坝基开挖根据现场的自然条件和施工条件，划分为右岸岸坡、左岸岸坡和河床段三个区域，三个区域既相对独立又相互关联，依次自上而下进行施工。首先进行表面覆盖层的施工，岸坡地段以人工清理为主，河床地段和岸坡坡脚处采用人工配合3 m3装载机、1.6 m3液压反铲和D85推土机进行覆盖层的剥离，而后进行岩石部分的开挖施工。

对于本工程坝基石方开挖高度在7 m以上的部位，采用深孔梯段预裂爆破的方法进行施工，开挖高度小于7 m和局部边角块体及边坡修整，采用手风钻钻孔松动爆破；由于左岸岸坡施工条件复杂，岸坡石方开挖以手风钻钻孔为主，潜孔钻辅助。爆破采用非电引爆技术，炸药单耗为0.45 kg/m3左右；对于石方开挖施工过程中遇到的不稳定边坡，采取边开挖边支护的方法施工；对于边坡开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域，按施工图纸和监理工程师的指示进行处理，并采取排水或堵水等措施。

大坝基础开挖主要是趾板基础的开挖，开挖至弱风化岩，为确保设计轮廓线外岩体不受破坏，采取预裂爆破方法进行开挖，竖向预留1 m～2 m保护层的梯段预裂爆破方法开挖施工。趾板的开挖分两步进行：第一步是按设计线剥离覆盖层，然后开挖，第一期开挖到设计初定的高程后进行验收，再将趾板基坑的测量资料提供给监理工程师和设计人员最终定线，以尽量避开不利的地质地形因素，确保安全和取得最好的经济效果，再进行第二期开挖调整，最后至少保留20 cm～30 cm保护层，待浇趾板砼前由人工撬挖处理。大坝坝基开挖施工的爆破参数见表1，实施中，根据具体实际情况作适当的调整。

2.2 基础开挖、处理及边坡支护

对基础严格按施工详图或设计规定的边界开挖，并使开挖面以下或以外的基岩保持设计要求的完好状态。对永久边坡或倾斜、垂直或水平的建基面，均按设计开挖线布置预裂孔，进行预裂爆破及控制爆破。边坡开挖严格按照自上而下程序进行，同时清理危石、加固坡面。遇不良地质地段开挖边坡，及时与设计和监理联系，取得设计和监理工程师要求进行支护，确保边坡稳定。

3 开挖技术

开挖施工将根据现场的具体条件，采取分区分块自上而下的原则施工，每一区块采取深孔梯段控制预裂爆破方法进行，以潜孔钻钻孔为主，手风钻辅助，采用1.6 m3反铲装碴，用15T自卸汽车运至弃料场。结合本工程实践，笔者总结如下：

1）边坡预裂孔钻孔：坡面经测量定线后，进行预裂爆破钻孔，造孔时钻机的机架定位符合边坡设计线要求，保证钻孔精度。

2）爆破孔钻孔：边坡预裂完成后，采用“自上而下、分层分块”梯段微差挤压爆破方法进行梯段造孔。考虑到开挖料的利用，爆破孔的参数根据各时段填筑料的类别、地质因素等条件随时调整。

3）土方开挖将采取人工配合D85推土机集料，1.6 m3反铲装车，15T自卸汽车运输出渣；石渣采取挖掘机装车，15T自卸汽车运到弃料场。

3.1 爆破试验

为保证火工材料的使用安全，减少爆炸破坏效应，进行了爆破试验，所有各项试验均需监理工程师审查后，进行现场原型试验。火工材料性能试验，对新入库的火工材料进行常规抽样性能试验。梯段爆破参数试验，开挖过程中进行主次堆石料的开采爆破试验，以获得较为合理的钻孔爆破参数，使爆落的石料达到填筑料的设计要求，保证开挖石料的利用。爆破参数的选取其中光面爆破参数见下叙述。光面爆破参数选择：选用手风钻钻孔，孔径Φ42 mm，拟定孔间排距为50 cm～60 cm，线装药密度=250 g/m～350 g/m。

因开挖爆破频繁，开挖边坡高差较大，设观测点观测边坡稳定，以保证开挖区内作业人员和设备的安全。由爆破专业工程师主持整个爆破开挖的技术措施及方案，在确保施工进度和石料质量的同时，控制炮孔深度及装药量等，并及时采取行之有效的保护措施，努力减少爆破振动、爆破飞石等危害。

3.2 基面及边坡处理

本大坝工程中存在的主要地质缺陷为断层、岩脉及节理密集带，主要分布在趾板部位，其中F1断层从坝0+044至坝0+060穿过趾板，宽1 m至1.5 m，深挖4.5 m并回填C25混凝土并对回填混凝土与基面间进行接触灌浆，同时固结孔由二排增至三排，孔深增至8 m，帷幕孔由原间距2 m加密至间距1.5 m；节理密集带Jm8起始桩号为坝0+71至坝0+078，处理方法是固结孔由二排增至三排，孔深增至8 m，帷幕孔由原间距2 m加密至间距1.5 m；岩脉βμ1从坝0+215至坝0+330穿越趾板，宽1.5 m至2 m，深挖3 m，回填C20混凝土，固结孔间距由2 m加密至间距1.5 m，孔深增加至8 m，帷幕孔由2 m加密至间距1.5 m；Jm51起始桩号为坝0+320至坝0+330，处理方法是固结孔由二排增至三排，孔深增至8m，帷幕孔由原间距2 m加密至间距1.5 m；βμ2坝0+290至坝0+310穿过趾板，宽0.1 m至0.3 m，深挖0.5 m并回填C25混凝土，由原间距2 m加密至间距1.5 m，孔深增至8 m，帷幕孔由原间距2 m加密至间距1.5 m；Jm68起始桩号为坝0+404至坝0+414，处理方法是固结孔间距由2 m加密至间距1.5 m，孔深增至8 m，帷幕孔由原间距2 m加密至间距