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溢流坝、消力池基坑开挖施工组织设计
二期基坑开挖施工措施
1.1 概述
1.1.1 地形、地质条件
大坝坝址在距离花垣县城1.5公里。坝址地形呈“v”型河谷,左岸坡角150~400,山头标高305.4m,右岸坡角100~300,山头标高326.5m。河床水位229.3m,其水面宽70m,水深0.5~1m,河床左侧基岩裸露,右侧砂卵石覆盖层厚2m。
坝址区岩层单一,坝址基岩为奥陶系中统宝塔组中厚层瘤状泥质灰岩。岩层产状,走向400~500,倾向北西(上游),倾角400~500,为横向河谷,岩石一般较坚硬,风化较浅,岩溶发育微弱。
坝址断层一般规模较小,除坝址下100m处F1断层外,均为小规模封闭性断层,胶结良好。
1.1.2 开挖项目和开挖工程量
本工程开挖主要包括溢流坝、消力池、一期纵向围堰拆除。主要开挖工程量详见表5-1。
表5-1 主要开挖工程量
部位 土方明挖(m3) 石方明挖(m3) 合计(m3) 溢流坝 13000 4320 17320 消力池 15200 4800 20000 小计 28200 9120 37320 1.2 施工布置
1.2.1 施工道路布置
1、上游下基坑道路
从右岸一期上游横向围堰,经二期上游横向围堰背水面修筑一条下基坑道路;坡度8%。
2、下游下基坑道路
利用尾水永久进场公路修筑下基坑开挖、混凝土运输道路;坡度8%。
1.2.2 施工供风
坝基、消力池岩石开挖,主爆孔主要采用YQ-100A潜孔钻钻孔,浅孔采用YT-28手风钻辅助造孔,预裂孔采用100B型潜孔钻造孔;在大坝下游开挖开口线外30m左右,左岸中线公路旁布置固定空压站,对坝基开挖和厂房开挖供风,风量40m3。另备1台10m3/min移动式电动空压机,施工高峰期补充用风及其他零星施工用风。
1.2.3 集水井布置
在坝基基坑结构线以外的上游侧设渗水较大处一集水井,集水井断面尺寸为4m×2.0m,底部高程为226.0m;在消力池下游侧设置一集水井,集水井断面尺寸为4m×2.0m,底部高程为226.0m;并根据实际渗水情况开挖截水沟,截水沟与集水井相通。
1.2.4二期基坑开挖弃料处理
大坝土石方开挖废料,经上游下基坑道路,块石运至围堰上游迎水面作护底,其他废料用作围堰背水面加高培厚。
1.2.5土石方平衡
溢流坝消力池开挖总计开挖量约为37320 m3,开挖料的具体去处为:
A、临时施工道路填筑,约10000 m3;
B、二期上、下游土石围堰15000 m3;
C、块石护底,约1000m3;
D、一期上游横向围堰加高3000 m3;一期下游横向围堰加高培厚2000 m3;
E、其他开挖弃料运至指定地点堆放。
1.3 施工程序
坝基开挖总的施工程序是二期围堰截流施工完毕后,立即修筑下基坑道路,在下游下基坑道路未形成之前,利用上游围堰施工道路进行溢流坝覆盖层开挖,开挖砂砾石1.3万m3,计划15天完成;随后进行B7~B12坝段石方爆破开挖,计划21天内完成;石方开挖方量约4320 m3。
溢流坝基础开挖施工完毕后进行消力池覆盖层及石方爆破开挖,主要利用下游下基坑道路施工。
具体施工程序见《坝基开挖分区、分层示意图》。
1.4 施工方法
1.4.1 开挖施工程序
先用挖掘机至上游一期横向围堰背水面降坡修筑下二期基坑道路,后进行基坑水上部分覆盖层开挖,同时施工截水沟及集水井,确保水下部分开挖时在积水较小的条件下施工、除渣;最后进行B7~B12坝块石方爆破开挖及消力池基础开挖。
1.4.2 开挖施工方法
1、覆盖层开挖
覆盖层开挖分层高度2~4m,直接采用1.0m3、0.8m3挖掘机,ZL50装载机直接挖装, 15T、12T自卸汽车运输出渣;不用钻爆部位的边坡修整直接采用挖掘机修坡,装载机配合集渣并清理工作面。
2、石方开挖
石方开挖包括强风化、弱风化和微新岩石开挖。
对强风化层,采用土方机械直接开挖; 弱风化和微新岩石开挖采用钻爆法;由于本工程开挖深度较浅,为了加快施工进度,建议采用阿特拉斯钻机或351液压钻机造孔;若设备不能按时到位,可采用6台手风钻连续施工,局部孔深较大处辅以YQ-100A潜孔钻钻孔;爆破时采用松动爆破,少装药,多打孔,多分段,控制好单响药量,总装药量。
石渣采用挖掘机和装载机挖装, 15T、12T自卸汽车出渣。
鉴于本工程地质情况,开挖深度较浅;石方开挖将不预留50cm保护层,孔底设柔性垫层处理,减少振动对岩基的破坏。
3、齿槽开挖
为了保证齿槽岩壁的岩石完整性,齿槽开挖采用预裂爆破,YQ100B潜孔钻造孔,孔深超深0.2m,孔底设柔性垫层。
4、地质缺陷部位开挖
采用风镐或液压反铲直接挖装。如需钻孔爆破时,采用手风钻造孔,小梯段小孔径爆破,爆破方向控制与断层走向一致。
1.5控制爆破
1.5.1主要技
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