馬沙溝堆石壩趾板及基坑開挖

劉紅英

（中國水利水電第八工程局 云南永善 657300）

1 工程概況

馬沙溝水庫位于貴州省習(xí)水縣，是習(xí)水火電廠的配套工程，其主要建筑物有面板堆石壩，左岸泄洪洞，導(dǎo)流洞、取水塔，本工程大壩開挖總方量約30萬m3，大壩高81m，壩底高程1030m，壩頂高程1111m，壩體總填筑量約80萬m3，大壩開挖主要包括趾板及基坑開挖。

2 施工特點(diǎn)

本工程河谷段地形較陡，開挖場地陜窄，施工難度大，趾板的開挖爆破后，將石碴拋至河谷中，上下游各形成一條出碴道，上游運(yùn)至石門坎河谷中，下游運(yùn)至導(dǎo)流洞出口下游河谷中。

3 趾板開挖

3.1 風(fēng)、水、電布置

3.1.1 施工供風(fēng)

趾板開挖采用YQ100潛孔鉆，保護(hù)層開挖采用7655手風(fēng)鉆造孔。左右岸各配備潛孔鉆機(jī)5臺(tái)，手風(fēng)鉆8臺(tái)。右岸趾板用風(fēng)由導(dǎo)流洞上游空壓房供風(fēng)，布置3臺(tái)20m3／min電動(dòng)空壓機(jī)，左岸趾板用風(fēng)由下游拌和處空壓房供風(fēng)，布置3臺(tái)20m3／min電動(dòng)空壓機(jī)，左右岸各布置一趟DN150主管，再用DN75支管接到工作面上。

3.1.2 施工用電

左右岸各架設(shè)一趟主電線，再由各主供電線接至工作面。

3.1.3 施工供水

上游空壓房處各砌一水池，將河谷水流攔住，利用兩級(jí)離心泵抽到左岸山頂水池，左右岸各接一趟DN100主管，再用DN75支管接到各用水點(diǎn)上。

3.2 施工程序

3.2.1 主體開挖

趾板開挖之前，左右岸1111高程各開挖一條施工道路，右岸道路作為1＃料場的上壩道路，左岸道路為泄洪洞的施工道路。1111高程道路形成之后，進(jìn)行趾板的開挖。趾板開挖采用自上而下分層的施工程序，趾板開挖高程由1110.0m至基坑1030.0m。每一級(jí)開挖梯段高度為10m，每10m設(shè)2m寬的馬道，邊坡開挖坡比為1∶0.3，趾板開挖坡比為1∶1.83～1∶1.97之間，主體開挖時(shí)，為保護(hù)建基面，除預(yù)裂孔一次鉆孔到位外，主爆孔預(yù)留2m保護(hù)層。主體開挖完成后，再進(jìn)行保護(hù)層的開挖。

工作面清理。主體開挖爆破后，用挖掘機(jī)將爆破料拋至河谷中，進(jìn)行工作面的清理。由于工作面寬度在15m左右，推土機(jī)使用效率不高，拋碴過程沒有使用推土機(jī)。開挖至1090m高程后，由于挖掘設(shè)備已無法下至工作面，所以左右岸各關(guān)一臺(tái)挖掘機(jī)在工作面上，放炮時(shí)進(jìn)行有效地保護(hù)。爆破工作面清碴工作完成后，現(xiàn)場施工人員及時(shí)通知測量人員檢查超欠挖情況，檢查合格后，再進(jìn)行下一工作面的測量放樣。

首先，測量放樣。放樣時(shí)測量人員嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖放樣，作好孔號(hào)牌，并按設(shè)計(jì)圖編寫孔號(hào)，再實(shí)測各鉆孔孔口高程，計(jì)算實(shí)際孔深。預(yù)裂孔放樣時(shí)，用人工沿預(yù)裂線將基巖面扒出，施工初期時(shí)預(yù)裂孔孔距為0.8m，在距預(yù)裂線3m處放出每孔的方向線。緩沖孔距預(yù)裂面1.5m，孔距為2.0m，主爆孔距為2.5m，排距為2.0m，呈梅花型布置。后期施工當(dāng)中，現(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的孔網(wǎng)參數(shù)為：預(yù)裂孔孔距1m，緩沖孔不變，主爆孔孔距為3m，排距為2.5m。

然后，鉆孔施工。

①預(yù)裂孔施工。初期施工時(shí)，預(yù)裂孔架鉆時(shí)跟主爆孔架采用同一方式，三腳支撐法，鉆架為一支撐點(diǎn)，鉆架后用兩根可調(diào)節(jié)長度的活動(dòng)鋼管支撐。預(yù)裂孔的角度及方向控制分別采用地質(zhì)羅盤進(jìn)行控制。施工過程中，提鉆或吹孔時(shí)，易造成鉆架移動(dòng)，使鉆孔角度產(chǎn)生偏差，爆破后預(yù)裂面平整度差。為解決這一問題，后來采用樣架進(jìn)行預(yù)裂孔的施工。預(yù)裂孔造孔之前，先用腳手架搭好樣架，樣架的傾角與預(yù)裂孔鉆孔角度相同，距離預(yù)裂孔的位置為鉆機(jī)前后寬度的一半。樣架搭好以后每隔兩米打一插筋將其固定，根據(jù)鉆孔方向用紅油漆每隔0.8m在樣架上做好記號(hào)，將鉆機(jī)固定在樣架上，采用樣架固定鉆機(jī)進(jìn)行預(yù)裂孔的施工后，產(chǎn)生的效果顯著，鉆機(jī)被牢牢固定在樣架上，造孔的角度基本一致。爆破后預(yù)裂孔殘孔平行，平整度好。

預(yù)裂孔開孔時(shí)，用低壓慢速行進(jìn)或用鋼釬、撬棍等物抵制鉆頭往前漂移，待鉆進(jìn)一定深度穩(wěn)定后，再加風(fēng)壓，正常施工；在鉆進(jìn)1～3m深度過程中，隨時(shí)檢查校正鉆孔角度，要求預(yù)裂孔鉆孔角度誤差控制在±1°范圍內(nèi)，主爆孔鉆孔角度誤差控制在±3°范圍內(nèi)。

②緩沖孔及主爆孔施工。緩沖孔及主爆孔造孔時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求預(yù)留2m保護(hù)層，緩沖孔的鉆孔角度在施工過程中也應(yīng)嚴(yán)格控制，其誤差控制控制在±1°范圍內(nèi)，主爆孔鉆孔角度誤差控制在±3°范圍內(nèi)，緩沖孔及主爆孔孔深控制在±3cm內(nèi)，以保證爆破后的工作面平整。

③孔口的堵塞，孔深檢查合格后，用水泥袋將孔封堵密實(shí)，防止石渣碎塊掉入孔內(nèi)，導(dǎo)致堵孔或致使孔深不夠。

鉆好后要進(jìn)行孔的驗(yàn)收。

施工過程中嚴(yán)格實(shí)行三檢制，即班組自檢，作業(yè)隊(duì)復(fù)檢，質(zhì)檢員終檢，驗(yàn)收合格后方可裝藥爆破。

鉆孔人員施工過程中，每一孔鉆孔完畢，測量孔深，深度不夠時(shí)重新進(jìn)行洗孔，施工員對(duì)鉆孔情況進(jìn)行復(fù)檢，質(zhì)檢人員進(jìn)行終檢，對(duì)不合格孔進(jìn)行重新洗孔或重打。

驗(yàn)收后進(jìn)行裝藥爆破。

孔深驗(yàn)收完畢以后，技術(shù)辦根據(jù)實(shí)測孔深，計(jì)算每孔裝藥量，作出爆破設(shè)計(jì)圖，將每孔孔深與裝藥量寫在紙上，裝藥時(shí)根據(jù)其數(shù)據(jù)進(jìn)行裝藥。

①預(yù)裂孔裝藥。預(yù)裂孔裝藥線裝藥密度設(shè)計(jì)值為0.4kg／m，分三段裝藥，底部一米連續(xù)裝藥，中部上部分別為設(shè)計(jì)藥量的120%，80%，堵塞長度為1m。

②主爆孔及緩沖孔裝藥緩沖孔裝藥量為主爆孔的70%，采用φ65的乳化炸藥連續(xù)裝藥，主爆孔采用φ75乳化炸藥連續(xù)裝藥。

③網(wǎng)絡(luò)連接施工初期網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為排間微差法，采用導(dǎo)爆索入孔，導(dǎo)爆索聯(lián)網(wǎng)，排內(nèi)用25ms非電雷管分段，排間用110ms非電雷進(jìn)行分段。排間微差由于單響藥量大，對(duì)邊坡及底板的振動(dòng)破壞作用大。而且用導(dǎo)爆索聯(lián)網(wǎng)爆破經(jīng)常出現(xiàn)瞎炮情況。為解決這一問題，現(xiàn)場技術(shù)人員與技術(shù)辦聯(lián)系，決定采用孔間微差爆破法，用非電雷管直接下孔，孔間用25ms非電雷管聯(lián)接，排間用50ms非電雷管聯(lián)接，預(yù)裂孔在主爆孔起爆之前75ms起爆。這樣的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接既控制了單響藥量，又解決了瞎炮的問題。

在爆破施工中要注重爆破安全。

爆破網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收后，現(xiàn)場總調(diào)人員通知各作業(yè)隊(duì)作好機(jī)械撤離和保護(hù)工作并通知安全科，安全辦安排警戒人員進(jìn)行人員疏散，警戒信號(hào)為電動(dòng)警報(bào)器，分三次報(bào)警，第一次為三長聲為預(yù)報(bào)，進(jìn)行人員疏散及設(shè)備撒離，第二次點(diǎn)火警報(bào)為二短聲，第三次為解除警報(bào)為一長聲，爆響后，施工人員檢查確定無瞎爆后通知安全辦解除警報(bào)。

同時(shí)要注意施工質(zhì)量。

由于在施工過程中，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，爆破后預(yù)裂孔殘孔率大于80%，兩孔間不平整度小于15cm。

3.2.2 保護(hù)層開挖

在下一層主體開挖的同時(shí)，進(jìn)行上一層保護(hù)層開挖，，保護(hù)層開挖采用手風(fēng)鉆造孔，孔徑φ42，孔排距均為1m。

首先，測量放樣。主爆孔開挖爆破清碴后，通知測量放樣，進(jìn)行保護(hù)層開挖，由于保護(hù)層開挖孔排距小，工作面大，對(duì)每個(gè)孔放樣不現(xiàn)實(shí)，加上保護(hù)層開挖要求嚴(yán)格，絕不允許欠挖，因趾板混凝土厚度僅為0.6m結(jié)構(gòu)要求極高。初期放樣時(shí)，測量人員在工作面上放幾個(gè)高程點(diǎn)及孔深，鉆孔人員參照高程及孔深進(jìn)行鉆孔，因無孔深資料，又怕超深，造成過多的超挖，如果鉆孔深度不夠，開挖一次很難到位，有時(shí)幾次都難到位。為解決此難題，現(xiàn)場技術(shù)人員與測量人員商定在每一變坡段的四個(gè)角各打一根插筋，根據(jù)坡段的坡度，在每一插筋上用紅油漆打上一點(diǎn)，這四個(gè)點(diǎn)離建基面的距離均相等，將四點(diǎn)用線連接起來，這樣便形成了一個(gè)與建成基面平行的平面，通過這一辦法解決了施工中放樣難的問題，有效地控制了開挖質(zhì)量，提高了保護(hù)層的開挖進(jìn)度。

其次，裝藥爆破。保護(hù)層造孔完畢后，為減弱爆破對(duì)建基面的破壞作用，，先往每個(gè)孔內(nèi)裝鋸木灰作為柔性墊層，其深度為10cm～20cm，然后再裝入炸藥，保護(hù)層的裝藥采用導(dǎo)爆索傳爆，起爆網(wǎng)絡(luò)采用排間微差。

然后，進(jìn)行撬挖層施工。保護(hù)層爆破清碴后，局部位置仍存在欠挖，為處理這些部位，現(xiàn)場施工人員將7655手風(fēng)鉆改裝成沖擊鉆進(jìn)行處理，沖擊鉆處理不了的地方，用手風(fēng)鉆順著趾板設(shè)計(jì)坡度造孔，然后將φ32的炸藥剖成4份，進(jìn)行間隔裝藥，間隔裝藥爆破效果良好，半孔率高，建基面開挖完全滿足設(shè)計(jì)要求。

4 基坑開挖

4.1 道路開挖

左右岸趾板開挖完后，進(jìn)行基坑開挖?；雍哟哺叱?045m，而基坑順河流長度只有28m，基坑底部高程為1030m，基坑深15m，如不修路基坑1037m以下無法出碴。為此，在基坑開挖之前，先在基坑下游開挖一條長70m寬8m的道路。道路開挖造孔采用742露天液壓鉆造孔，先進(jìn)行左右邊坡預(yù)裂，邊坡預(yù)裂爆破完成后，進(jìn)行主爆孔造孔，主爆孔造孔采用孔間微差 “V”型起爆法，爆破效果良好，下基坑道路一次便成型。

4.2 基坑掏槽

基坑掏槽爆破的好壞，直接影響至開挖主體爆破的好壞，現(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按技術(shù)辦的設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。由于基坑深15米，除預(yù)裂孔一次到位外，主爆孔分二層爆破，進(jìn)行兩次掏槽。為保證掏槽效果，布孔時(shí)，每孔必須測量放樣，準(zhǔn)確計(jì)算出孔的深度及角度，鉆孔時(shí)嚴(yán)格按放樣的孔角及孔深進(jìn)行作業(yè)，爆破作業(yè)時(shí)嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行裝藥爆破，起爆部位采用螺旋法起爆，即中間孔最先起爆，周邊孔再呈螺旋狀一個(gè)接一個(gè)起爆。后半部份采用 “V”型起爆網(wǎng)絡(luò)與螺旋網(wǎng)絡(luò)連接，爆破后效果明顯，掏槽深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度的80%。

4.3 基坑排水

基坑排水在基坑開挖過程中起至關(guān)重要的作用，水排不了，工作面就不能出來，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。因此，集水井的開挖就顯得至關(guān)重要，在本開挖過程中，每開挖一層，挖出工作面以后，在上游面先布置螺旋孔，炸出集水井，并以最快的速度將水排干，以利下一工作臺(tái)面的開挖工作。

5 工程質(zhì)量

（1）質(zhì)量計(jì)劃 （作業(yè)指導(dǎo)書、施工組織設(shè)計(jì)等）發(fā)放及時(shí)、到位。

（2）施工組織設(shè)計(jì)、施工措施按照合同要求報(bào)審，施工程序、施工工藝均嚴(yán)格按照審批文件進(jìn)行。

（3）嚴(yán)格按照合同要求接受監(jiān)理的監(jiān)督、認(rèn)真貫徹執(zhí)行監(jiān)理及相關(guān)監(jiān)督單位的指令，不斷改進(jìn)質(zhì)量管理工作。

（4）嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量"三檢"制度，質(zhì)量事故建立相應(yīng)的報(bào)告且對(duì)事故 “三不放過”原則的執(zhí)行情況，且記錄到位。

（5）健立健全完整的現(xiàn)場值班記錄制度，真實(shí)記錄現(xiàn)場情況。

（6）在開挖施工過程中，杜絕了欠挖和破壞邊坡母巖。（7）預(yù)裂面的半孔率達(dá)80%。

（8）趾板開挖完全滿足設(shè)計(jì)要求，邊坡開挖坡面穩(wěn)定，無松動(dòng)巖塊，無倒懸，邊坡坡度小于設(shè)計(jì)坡度。

6 結(jié)束語

在馬沙溝趾板及基坑開挖過程中，現(xiàn)場的技術(shù)人員及施工人員精心組織、精心施工，從施工放樣、鉆孔、裝藥、聯(lián)網(wǎng)等全過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，并不斷地優(yōu)化施工，趾板及基坑中欠挖、平整度、殘孔率均達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，保質(zhì)保量地完成質(zhì)量要求高的趾板及基坑的開挖。