后河溝煙草水源工程壩基開挖施工技術(shù)

余恩凱

（綏陽縣水利工程運行服務(wù)中心，貴州 綏陽 563300）

1 工程概況

后河溝煙草水源工程位于綏陽縣枧壩鎮(zhèn)中塘村境內(nèi)，此水庫工程的任務(wù)是農(nóng)田灌溉兼農(nóng)村人畜飲水，灌溉耕地面積712.67 hm2，解決煙區(qū)5 038人的農(nóng)村生活飲水問題。

大壩為一級配C15砌石重力拱壩，最大壩高為32.50 m，壩頂高程1 362 m，水庫總庫容152萬m3。水庫正常蓄水位1 360 m，相應(yīng)庫容133 萬m3。死水位1 350 m，死庫容28.80 萬m3，興利庫容104.20萬m3。

2 水文與地形地貌

工程所在區(qū)域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L濕潤氣候，冬季多為陰雨天氣，但雨量較少。夏季降雨多發(fā)生在5—10月，尤以6—8月最為集中。地處黔北高原帶，海拔多在1 200～1 500 m之間，測區(qū)最高峰為庫區(qū)右側(cè)的馬鬃嶺大山，高程為1 603.40 m，區(qū)內(nèi)地勢起伏，相對高差50～270 m。以巖溶地貌為主，其組合形態(tài)為峰叢溝谷、溶丘谷地、溶丘洼地等幾種類型。

3 壩基開挖工程施工技術(shù)

3.1 工程量

此工程壩基壩肩土石方開挖主要包括大壩、放水兼放空孔、泄洪工程開挖，由于溢洪道為壩頂開敞式溢洪道，其基礎(chǔ)實為壩基礎(chǔ)。主要工程量見表1。

表1 壩基壩肩土石方主要工程量表 單位：m3

大壩高程1 362 m 以下基礎(chǔ)開挖作為重要隱蔽單元工程，監(jiān)理機構(gòu)按有關(guān)文件規(guī)定，采取了業(yè)主、質(zhì)監(jiān)、設(shè)計、地質(zhì)、監(jiān)理、施工單位聯(lián)合驗收方式，對大壩基礎(chǔ)開挖進行檢查驗收。從大壩基礎(chǔ)開挖情況看，壩基巖體層面清晰，產(chǎn)出穩(wěn)定，總體緩傾上游，偏右岸，但層面節(jié)理及裂隙較發(fā)育，出現(xiàn)了部分地質(zhì)超挖；大壩兩壩肩坡面防護均按設(shè)計及規(guī)范要求施工，中間產(chǎn)品經(jīng)抽樣檢測合格。大壩基礎(chǔ)開挖輪廓尺寸、標高滿足建筑物布置要求，地基承載力滿足設(shè)計要求，大壩基礎(chǔ)開挖質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

大壩基礎(chǔ)開挖及處理工程已全部完成并通過聯(lián)合檢查驗收，單元工程質(zhì)量評定10個，全部合格。

3.2 施工程序

3.2.1 壩基開挖

此工程左右壩肩地形均較緩，土方開挖采用挖掘機通過施工便道直接進行作業(yè)，土方開挖結(jié)束后采用梯段預(yù)裂爆破的方式進行石方開挖。

基坑采用潛孔鉆鉆孔、預(yù)裂爆破方式開挖石方?；娱_挖期間應(yīng)做好基坑排水，并做好基坑上下游側(cè)覆蓋層邊坡的穩(wěn)定觀測和預(yù)防工作，經(jīng)常檢查上游圍堰的防滲及穩(wěn)定。

對壩基開挖的棄渣，除用于施工場地及臨時公路填筑的石渣外，其余棄渣運至庫區(qū)規(guī)劃的棄渣場堆放。

3.2.2 基礎(chǔ)開挖

壩基及井筒基礎(chǔ)開挖后，基礎(chǔ)出露地層巖性上部為二疊系中下統(tǒng)棲霞（P2q）：灰色深灰色中厚層至塊狀泥晶灰?guī)r及生物碎屑石灰?guī)r，含少量硅質(zhì)巖團塊；梁山組（P1l）為灰、深灰色黏土（頁）巖、粉砂巖、硅質(zhì)巖及煤；中下部為志留系中統(tǒng)韓家店組（S2h）：以灰綠色泥巖為主，總厚約150 m。壩基順河向裂隙較發(fā)育，膠結(jié)較好，對壩基的抗滑穩(wěn)定及壩基承載力影響小。

左壩肩灰?guī)r段發(fā)育兩組節(jié)理①N70°E/NW∠70°，可見長度3～6 m，張開寬度10～30 cm，充填褐色軟塑狀黏土，間距50～90 cm，發(fā)育密度1條/m；②N40°W/NE∠75°，可見長度2～5 m，張開寬度3～5 cm，充填褐色軟塑狀黏土，間距30～50 cm。節(jié)理中等發(fā)育，多張開，泥質(zhì)充填，巖體完整性較差，為BⅣ類巖體，與設(shè)計壩基巖體類別差別較大，經(jīng)工程處理后，基本滿足拱端基礎(chǔ)條件。

據(jù)上分析，壩基及井筒基礎(chǔ)開挖后巖體與初設(shè)階段建議的壩基持力層基本一致，為弱風化CⅣ類巖體，其物理力學參數(shù)與初設(shè)階段基本一致，滿足設(shè)計要求。

3.2.3 土石方工程施工機械

根據(jù)施工進度和施工場面安排，石方明挖爆破鉆孔選用QJZ100B支架式潛孔鉆、輔以手風鉆鉆主爆孔，KSZ-100Y預(yù)裂鉆鑿預(yù)裂孔。挖裝設(shè)備選用PC300，PC200型反鏟修坡，配5輛10～20 t自卸汽車。

3.3 施工布置

3.3.1 施工道路布置

壩基壩肩土石方開挖主要包括大壩、放空兼沖砂底孔、放水孔基礎(chǔ)開挖、泵站工程開挖，河床基坑開挖道路在基坑下游開挖坡面上迂回布置；左壩肩開挖利用左岸臨時公路和左岸施工便道，右壩肩開挖主要利用上壩公路和右岸施工便道。

3.3.2 供風布置

土石方開挖施工用風設(shè)備主要為手風鉆，以及PZ-5 型噴錨設(shè)備。由于開挖集中且工作量大，采用集中供風方式，左右岸分別設(shè)置供風站，以滿足施工生產(chǎn)的需要。

3.3.3 排水布置

土石方開挖前，按照“高水高排，低水低排”的原則，在開挖線外側(cè)結(jié)合工程永久排水系統(tǒng)布置邊坡截水溝和馬道排水溝，邊坡截水溝在大面開挖前完成。

施工區(qū)域的臨時施工道路內(nèi)側(cè)排水設(shè)施，對開挖出露的不良地質(zhì)地段產(chǎn)生的坡面滲水因地制宜地采取疏導措施。結(jié)合底板排水溝，將滲水排至集水坑，通過施工道路內(nèi)側(cè)排水溝系統(tǒng)排走。

3.3.4 供電布置開挖施工用電主要為輔助系統(tǒng)、開挖現(xiàn)場照明，開挖施工用電就近從變壓器接線至施工現(xiàn)場。

3.4 壩基基礎(chǔ)處理施工與技術(shù)措施

3.4.1 壩基基礎(chǔ)處理施工壩基基礎(chǔ)處理主要包括固結(jié)灌漿和帷幕灌漿工程。

固結(jié)灌漿實際完成364個孔，完成有效進尺1 829.70 m，無效進尺1 487.70 m，總進尺3 317.40 m。根據(jù)各個孔灌漿所需的水泥量進行了統(tǒng)計，灌注水泥總量為619.14 t，平均單位注入量為338.38 kg/m。其中Ⅰ序孔單位耗灰為553.25 kg/m，Ⅱ序孔單位耗灰為111.21 kg/m，Ⅰ序、Ⅱ序孔單位注入量逐步遞減。固結(jié)灌漿采用復(fù)合硅酸鹽水泥，其標號P.C42.5R。

帷幕線總長468.413 m，實際共完成239個孔，孔距2 m，最大孔深43 m，完成有效進尺2 895.70 m，無效進尺2 557.20 m，總進尺5 452.90 m，灌注水泥總量為836.55 t，平均單位注入量為288.89 kg/m。其中Ⅰ序孔單位耗灰為795.89 kg/m，Ⅱ序孔單位耗灰為211.77 kg/m，Ⅲ序孔單位耗灰為77.50 kg/m。帷幕灌漿采用遵義海螺盤江水泥有限責任公司生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥，其標號P.C42.5R。

3.4.2 土石方明挖施工

土石方明挖施工，開挖前對地形進行復(fù)測，對開挖邊線外5 m 范圍內(nèi)的植被采用人工進行清理。土方開挖前在邊坡外修建邊坡截水溝，清理植被的棄料按招標文件要求進行處理。

土方開挖采用PC220反鏟配合20 t自卸車分層進行開挖，土方分層高度為3 m。土方邊坡采用小型反鏟進行開挖，預(yù)留20～30 cm保護層采用人工進行清理。

石方明挖采取梯段爆破+邊坡預(yù)裂爆破的方法施工，預(yù)裂孔采用KSZ-100Y預(yù)裂鉆機鉆孔，主爆孔主要采用100B潛孔鉆機及YT28 手風鉆鉆孔，開挖分層高度3 m 左右；邊坡保護層、建基面和馬道保護層采用YT28手風鉆鉆孔爆破，開挖分層高度1.50 m左右。

爆破施工采用人工裝藥，炸藥選用乳化炸藥和銨梯炸藥，起爆采用非電毫秒微差起爆系統(tǒng)，預(yù)裂孔、光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)采用不耦合間隔裝藥結(jié)構(gòu)。采用PC220 反鏟配合20 t 自卸車分層進行開挖。

4 結(jié)語

綜上所述，壩基開挖工程施工時一定要選擇最合適的、最佳的施工技術(shù)來處理壩基開挖的各個環(huán)節(jié)。在對后河溝煙草水源工程的壩基進行開挖的過程中，應(yīng)當從邊坡開挖和壩基開挖兩方面入手進行施工質(zhì)量控制。在開挖的過程中需要用到爆破施工，還要對其施工參數(shù)進行合理設(shè)計。在對壩基開挖施工過程中還要制定科學合理的施工方案，嚴格遵守相關(guān)施工規(guī)定進行開挖，還要注意施工安全，才能保證后河溝煙草水源工程壩基開挖順利完工。