下滸山水庫(kù)工程中桃樹包料場(chǎng)規(guī)劃及開挖施工技術(shù)探討

何萬(wàn)社

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

1 工程概述

下滸山水庫(kù)是大沙河干流上的骨干控制性工程，工程開發(fā)任務(wù)以防洪、灌溉、供水為主，兼顧發(fā)電。水庫(kù)總庫(kù)容1.96 億m3，防洪庫(kù)容0.44 億m3，正常蓄水位115m，死水位90m。河岸地面式廠房安裝3 臺(tái)發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量15MW。電站尾水池兼作灌溉及供水渠首。防洪保護(hù)耕地13.59 萬(wàn)畝，灌溉農(nóng)田35.08 萬(wàn)畝，工程屬Ⅱ等大（2）型水庫(kù)工程。

桃樹包料場(chǎng)位于壩址上游6km 除大沙河右岸山坡上，料場(chǎng)處河床高程75m，公路路面高程85～93m，岸坡走向近南北，向西凹進(jìn)。工程料場(chǎng)開挖在業(yè)主指定的紅線內(nèi)開挖，開挖高程EL300m 高程～EL180m，開挖面南北長(zhǎng)291.27m，東西寬216.54m，總開挖面積約6.0 萬(wàn)m3。

2 桃樹包料場(chǎng)施工規(guī)劃思路

桃樹包料場(chǎng)規(guī)模比較大，科學(xué)的規(guī)劃有助于更好的滿足水利工程主體建設(shè)的要求，而且還能降低對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成的破壞和影響，為獲得良好的效益，在具體施工中，選擇了如下規(guī)劃方案，取得了良好效果，值得類似工程參考借鑒。

2.1 開挖區(qū)規(guī)劃

在桃樹包料場(chǎng)開挖區(qū)規(guī)劃中采取了分區(qū)、分層的方法結(jié)合。結(jié)合地質(zhì)勘察的結(jié)果，加大對(duì)有利地形的利用率，最大限度上減少施工布置的工程量。并按照水利工程施工的進(jìn)度計(jì)劃，制定料場(chǎng)土石方的開挖工期計(jì)劃。在滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)要求的基礎(chǔ)上，盡量采取新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新方法進(jìn)行開挖，從上到下，分層梯段開挖。按照此種規(guī)劃原則，結(jié)合桃樹包料場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌，將整個(gè)開挖工程細(xì)分成覆蓋層剝離、石料開采兩個(gè)部分。

2.2 運(yùn)輸區(qū)規(guī)劃

結(jié)合桃樹包料場(chǎng)場(chǎng)地地形條件，現(xiàn)有的道路難以滿足土料、石料運(yùn)輸?shù)囊?，需要?duì)現(xiàn)有的鄉(xiāng)村道路進(jìn)行拓寬重修處理，對(duì)鄉(xiāng)村公路進(jìn)行增修，回路對(duì)向行駛運(yùn)輸車輛安全行駛的需求。規(guī)劃修建的盤山路起點(diǎn)接8# 道路，終點(diǎn)為桃樹包料場(chǎng)，總長(zhǎng)度為930m，寬度為7.5m，路面為碎石路面。

2.3 毛料開采規(guī)劃

桃樹包料場(chǎng)開挖在整個(gè)開挖區(qū)域內(nèi)，預(yù)留出臨時(shí)出料道路，在滿足安全和效率的基礎(chǔ)上，盡量直接外運(yùn)毛料，盡量減少翻倒的次數(shù)。在那些不具備直接外運(yùn)條件時(shí)，可翻倒到下部集料平臺(tái)上，覆蓋層剝離可滿足道路填方的需求。

3 桃樹包料場(chǎng)土方開挖施工要點(diǎn)

3.1 測(cè)量放線和清坡

按照規(guī)劃設(shè)計(jì)方案提供的數(shù)據(jù)和要求，在測(cè)量放線中采取萊卡全站儀聯(lián)合GPS 儀器以及其他測(cè)量工具相互結(jié)合的方法，對(duì)桃樹包料場(chǎng)進(jìn)行全面測(cè)量放線，并做好標(biāo)記。按照測(cè)量放線的范圍和標(biāo)準(zhǔn)，組織人力和機(jī)械按照測(cè)量放線的標(biāo)準(zhǔn)，向外延伸出5m，進(jìn)行清坡處理，去除表面的雜物、草根，如果存在松動(dòng)的浮石，必須全部清除，以免埋下安全隱患，為后期開展提供良好的條件。

3.2 布設(shè)排水溝

為降低雨水、滲水對(duì)桃樹包料場(chǎng)開挖安全性及穩(wěn)定性造成的不良影響，在進(jìn)行土方開挖前，需要沿著測(cè)量放線確定的開口線外2m 范圍，布設(shè)開挖排水溝，本工程排水溝采取了M7.5 漿砌石排水溝，總長(zhǎng)度為715m，為梯形斷面結(jié)構(gòu)，上口寬度為1.6m，下口寬度為1.0m，深度為0.6m。并且每隔5m 布設(shè)一道伸縮縫。

3.3 剝離表層土

在桃樹包料場(chǎng)土方正式開挖之前，還需要對(duì)料場(chǎng)開挖范圍內(nèi)的表層土進(jìn)行有效剝離，本工程初定的剝離厚度為20cm，但具體厚度需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。選擇1.2m3的挖掘機(jī)來(lái)剝離表層土，剝離后的表層土星要集中堆放到一起，再用自卸式汽車運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?。堆放的表層土四周用編織袋裝土防護(hù)，在降雨季節(jié)，集中堆放的表土頂部可采取防塵網(wǎng)進(jìn)行覆蓋，以免發(fā)生揚(yáng)程，污染空氣質(zhì)量。同時(shí)還能起到控制水土流失的目的[1]。

3.4 開挖和運(yùn)輸

在進(jìn)行土方開挖中采取了從上到下分層、分段開挖方法。尤其是在相同層面開挖中，要先開挖土方，再開挖石方，促使開挖面能夠同步下降。為加快土方開挖速度，在地形良好，機(jī)械設(shè)備能夠達(dá)到位置，采取1.6m3的挖掘機(jī)解決清挖，再用220HP 推土機(jī)輔助推運(yùn)，1.6m3挖掘機(jī)裝車，再用20t 自卸汽車運(yùn)輸?shù)街贫ㄎ恢眉卸逊盘幚怼６鴮?duì)于那些機(jī)械設(shè)備無(wú)法達(dá)到的需求，可采取小型機(jī)械設(shè)備配合人工開挖的方式進(jìn)行開挖后再裝車運(yùn)輸。

4 合理規(guī)劃布置桃樹包料場(chǎng)

4.1 測(cè)量布孔

在土方開挖測(cè)量布孔中，采取萊卡全站儀進(jìn)行測(cè)量，按照爆破設(shè)計(jì)布孔參數(shù)將各孔逐一實(shí)地放樣，并用紅色油漆標(biāo)記在巖面上。

4.2 鉆孔

在馬道上預(yù)留出1.5m 的保護(hù)層開挖，小梯段預(yù)裂孔采取YT-28 手風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔操作。而在進(jìn)行坡面預(yù)裂區(qū)鉆孔和馬道水平預(yù)裂孔鉆孔中次啊去YQL-120液壓鉆和CM351 潛孔鉆進(jìn)行鉆孔。梯段爆破區(qū)鉆孔采取履帶式露天鉆機(jī)CM351 進(jìn)行鉆孔。

4.3 布設(shè)好安全警戒線

桃樹包料場(chǎng)從地形上來(lái)看，呈現(xiàn)出西高東低，東側(cè)為大沙河和8#道路，8#道路為鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路，社會(huì)來(lái)往車輛頻繁，石料開挖過程中，部分石塊會(huì)沿坡面經(jīng)8#路進(jìn)入大沙河。為確保周邊群眾安全，需對(duì)8#道路實(shí)行交通管制。

4.4 爆破試驗(yàn)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)資料和周圍的環(huán)境，選擇高程為EL300.0m～EL290.0m 作為爆破試驗(yàn)區(qū)域，采取深孔梯段爆破法進(jìn)行爆破[2]。主爆試驗(yàn)參數(shù)如表1 所示，預(yù)裂孔試驗(yàn)參數(shù)如表2 所示。

表2 預(yù)裂孔試驗(yàn)參數(shù)

在主爆孔和緩沖孔施工中，可采取耦合裝藥的方式，而預(yù)裂孔則采取不耦合裝藥的方式，上部的厚度不能低于1.5m，封堵必須嚴(yán)實(shí)，以免在爆破施工中發(fā)生沖孔問題。為保證爆破的安全性和穩(wěn)定性，控制爆破效果，本工程在爆破施工中，采取了非電毫秒導(dǎo)爆管連接方式，通過電雷管來(lái)進(jìn)行起爆，爆破形成是碎渣，通過反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行直接采挖裝車，再通過自卸式汽車?yán)瓜掠文旧綖硨Ｓ玫臈壴鼒?chǎng)進(jìn)行堆砌[3]。

4.5 爆破施工

本工程在爆破施工中，炸藥選擇了2#巖石硝銨炸藥，藥卷的直徑為￠32mm，在預(yù)裂孔裝藥中，采取了不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，其不耦合系數(shù)為3.5，孔內(nèi)和孔外都采取采取非電毫秒導(dǎo)爆管達(dá)到延時(shí)起爆的效果。在緩沖孔和主爆孔爆破施工中，同樣采取了2#巖石硝銨炸藥，但裝藥采取了耦合裝藥的方式，孔內(nèi)和孔外都采取采取非電毫秒導(dǎo)爆管達(dá)到延時(shí)起爆的效果。具體的裝藥結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

在整個(gè)裝藥過程中，都采取了人工裝藥的方式，土管全部封堵，起爆中采取孔內(nèi)延時(shí)爆破，孔外接非電毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行起爆。在爆破瞬間會(huì)釋放出大量的能力，振動(dòng)波速、飛濺的碎石等對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員和機(jī)械設(shè)備造成較大破壞和威脅。為保證爆破的安全性。在正式起爆前30min 內(nèi)，需要將人員、設(shè)備全部撤離到安全地帶，并進(jìn)行全面撤離后才能起爆。

爆破完成之后不能全部涌入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行土方開挖，裝車運(yùn)輸。而是需要專業(yè)的爆破人員，帶著專業(yè)的工具，先進(jìn)入爆破施工區(qū)域進(jìn)行全方位的安全檢查，保證施工現(xiàn)場(chǎng)沒有啞炮、瞎跑、拒爆之后，才能解除警戒，組織安排施工人員和機(jī)械設(shè)備逐步進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。如果發(fā)現(xiàn)上述問題，則不能解除警戒，而是需要及時(shí)通知安全文明辦、監(jiān)理工程師等，制定科學(xué)有效的處理措施，待危險(xiǎn)全部排除后才能再次進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)[4]。

5 料場(chǎng)開挖施工質(zhì)量保證措施

（1）在桃樹包料場(chǎng)開挖中，由于規(guī)模比較大，影響因素多，為保證施工質(zhì)量，必須結(jié)合工程進(jìn)度和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，切實(shí)做好規(guī)劃規(guī)劃工作，為土方和石方開挖提供良好的基礎(chǔ)條件，以保證各項(xiàng)工作都能按照既定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工。

（2）在土方開挖過程中，需要做好測(cè)量放線和邊坡清理工作，清理危石，并采取人工和機(jī)械相互結(jié)合的方法，提升土方開挖的效率和安全性。

（3）在進(jìn)行石方開挖時(shí)，巖石質(zhì)地堅(jiān)硬，機(jī)械設(shè)備和人工開挖具有很大的局限性，需要采取爆破的方法進(jìn)行施工。一般開挖可采取梯段式爆破開挖的方法，邊坡可采取預(yù)裂爆破的方法，在水平面施工中采取預(yù)留保護(hù)層的爆破施工方法，淺密孔要少藥量，弱爆破[5]。

（4）為保證爆破施工的安全性，提升爆破的效果，各區(qū)域在正式開挖前，都需要進(jìn)行有針對(duì)性的爆破試驗(yàn)，確定最佳的爆破參數(shù)和方案。

（5）開挖過程中設(shè)臨時(shí)排水溝對(duì)坡面雨水進(jìn)行及時(shí)、妥善的引排，低槽部位修砌擋土墻攔擋泥石流進(jìn)入工作面。邊坡開挖中，邊坡支護(hù)緊隨開挖施工過程穿插實(shí)施。開挖過程中經(jīng)常測(cè)量校核開挖平面邊界、水平標(biāo)高、控制樁號(hào)和邊坡坡度等。若遇雨季施工時(shí)，做好保證工程質(zhì)量和安全施工的臨時(shí)排水措施，有效防止雨水沖刷邊坡[6]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，料場(chǎng)規(guī)劃和開挖施工是否科學(xué)、是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)水利工程主體項(xiàng)目施工的進(jìn)度和質(zhì)量。因此，必須結(jié)合料場(chǎng)的特點(diǎn)，采取有針對(duì)性的規(guī)劃思路，合理劃定施工區(qū)域和施工方法。土方和石方的物理特性存在較大差異，在具體開挖施工中，需要區(qū)別對(duì)待，選擇符合土方和石方特點(diǎn)的開挖方法來(lái)保證最終的開挖效果。