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水縣，是習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

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，上游運至石門坎河谷中，下游運至導流洞出口下游河谷中。

3 趾板開挖

3.1 風、水、電布置

3.1.1 施工供風

趾板開挖采用YQ100潛孔鉆，保護層開挖采用7655手風鉆造孔。左右岸各配備潛孔鉆機5臺，手風鉆8臺。右岸趾板用風由導流洞上游空壓房供風，布置3臺20m3／min電動空壓機，左岸趾板用風由下游拌和處空壓房供風，布置3臺20m3／min電動空壓機，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。每一級開挖梯段高度為10m，每10m設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，為保護建基面，除預裂孔一次鉆孔到位外，主爆孔預留2m保護層。主體開挖完成后，再進行保護層的開挖。

工作面清理。主體開挖爆破后，用挖掘機將爆破料拋至河谷中，進行工作面的清理。由于工作面寬度在15m左右，推土機使用效率不高，拋碴過程沒有使用推土機。開挖至1090m高程后，由于挖掘設備已無法下至工作面，所以左右岸各關一臺挖掘機在工作面上，放炮時進行有效地保護。爆破工作面清碴工作完成后，現場施工人員及時通知測量人員檢查超欠挖情況，檢查合格后，再進行下一工作面的測量放樣。

首先，測量放樣。放樣時測量人員嚴格按設計圖放樣，作好孔號牌，并按設計圖編寫孔號，再實測各鉆孔孔口高程，計算實際孔深。預裂孔放樣時，用人工沿預裂線將基巖面扒出，施工初期時預裂孔孔距為0.8m，在距預裂線3m處放出每孔的方向線。緩沖孔距預裂面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。后期施工當中，現場技術人員根據實際情況進行了調整，調整后的孔網參數為：預裂孔孔距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預裂孔施工。初期施工時，預裂孔架鉆時跟主爆孔架采用同一方式，三腳支撐法，鉆架為一支撐點，鉆架后用兩根可調節長度的活動鋼管支撐。預裂孔的角度及方向控制分別采用地質羅盤進行控制。施工過程中，提鉆或吹孔時，易造成鉆架移動，使鉆孔角度產生偏差，爆破后預裂面平整度差。為解決這一問題，后來采用樣架進行預裂孔的施工。預裂孔造孔之前，先用腳手架搭好樣架，樣架的傾角與預裂孔鉆孔角度相同，距離預裂孔的位置為鉆機前后寬度的一半。樣架搭好以后每隔兩米打一插筋將其固定，根據鉆孔方向用紅油漆每隔0.8m在樣架上做好記號，將鉆機固定在樣架上，采用樣架固定鉆機進行預裂孔的施工后，產生的效果顯著，鉆機被牢牢固定在樣架上，造孔的角度基本一致。爆破后預裂孔殘孔平行，平整度好。

預裂孔開孔時，用低壓慢速行進或用鋼釬、撬棍等物抵制鉆頭往前漂移，待鉆進一定深度穩定后，再加風壓，正常施工；在鉆進1～3m深度過程中，隨時檢查校正鉆孔角度，要求預裂孔鉆孔角度誤差控制在±1°范圍內，主爆孔鉆孔角度誤差控制在±3°范圍內。

②緩沖孔及主爆孔施工。緩沖孔及主爆孔造孔時根據設計要求預留2m保護層，緩沖孔的鉆孔角度在施工過程中也應嚴格控制，其誤差控制控制在±1°范圍內，主爆孔鉆孔角度誤差控制在±3°范圍內，緩沖孔及主爆孔孔深控制在±3cm內，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，防止石渣碎塊掉入孔內，導致堵孔或致使孔深不夠。

鉆好后要進行孔的驗收。

施工過程中嚴格實行三檢制，即班組自檢，作業隊復檢，質檢員終檢，驗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，深度不夠時重新進行洗孔，施工員對鉆孔情況進行復檢，質檢人員進行終檢，對不合格孔進行重新洗孔或重打。

驗收后進行裝藥爆破。

孔深驗收完畢以后，技術辦根據實測孔深，計算每孔裝藥量，作出爆破設計圖，將每孔孔深與裝藥量寫在紙上，裝藥時根據其數據進行裝藥。

①預裂孔裝藥。預裂孔裝藥線裝藥密度設計值為0.4kg／m，分三段裝藥，底部一米連續裝藥，中部上部分別為設計藥量的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的乳化炸藥連續裝藥，主爆孔采用φ75乳化炸藥連續裝藥。

③網絡連接施工初期網絡設計為排間微差法，采用導爆索入孔，導爆索聯網，排內用25ms非電雷管分段，排間用110ms非電雷進行分段。排間微差由于單響藥量大，對邊坡及底板的振動破壞作用大。而且用導爆索聯網爆破經常出現瞎炮情況。為解決這一問題，現場技術人員與技術辦聯系，決定采用孔間微差爆破法，用非電雷管直接下孔，孔間用25ms非電雷管聯接，排間用50ms非電雷管聯接，預裂孔在主爆孔起爆之前75ms起爆。這樣的網絡聯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。

爆破網絡驗收后，現場總調人員通知各作業隊作好機械撤離和保護工作并通知安全科，安全辦安排警戒人員進行人員疏散，警戒信號為電動警報器，分三次報警，第一次為三長聲為預報，進行人員疏散及設備撒離，第二次點火警報為二短聲，第三次為解除警報為一長聲，爆響后，施工人員檢查確定無瞎爆后通知安全辦解除警報。

同時要注意施工質量。

由于在施工過程中，嚴把質量關，爆破后預裂孔殘孔率大于80%，兩孔間不平整度小于15cm。

3.2.2 保護層開挖

在下一層主體開挖的同時，進行上一層保護層開挖，，保護層開挖采用手風鉆造孔，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，進行保護層開挖，由于保護層開挖孔排距小，工作面大，對每個孔放樣不現實，加上保護層開挖要求嚴格，絕不允許欠挖，因趾板混凝土厚度僅為0.6m結構要求極高。初期放樣時，測量人員在工作面上放幾個高程點及孔深，鉆孔人員參照高程及孔深進行鉆孔，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，有時幾次都難到位。為解決此難題，現場技術人員與測量人員商定在每一變坡段的四個角各打一根插筋，根據坡段的坡度，在每一插筋上用紅油漆打上一點，這四個點離建基面的距離均相等，將四點用線連接起來，這樣便形成了一個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量，提高了保護層的開挖進度。

其次，裝藥爆破。保護層造孔完畢后，為減弱爆破對建基面的破壞作用，，先往每個孔內裝鋸木灰作為柔性墊層，其深度為10cm～20cm，然后再裝入炸藥，保護層的裝藥采用導爆索傳爆，起爆網絡采用排間微差。

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

4 基坑開挖

4.1 道路開挖

左右岸趾板開挖完后，進行基坑開挖。基坑河床高程1045m，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，先進行左右邊坡預裂，邊坡預裂爆破完成后，進行主爆孔造孔，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，現場技術人員根據以往的施工經驗，嚴格按技術辦的設計進行施工。由于基坑深15米，除預裂孔一次到位外，主爆孔分二層爆破，進行兩次掏槽。為保證掏槽效果，布孔時，每孔必須測量放樣，準確計算出孔的深度及角度，鉆孔時嚴格按放樣的孔角及孔深進行作業，爆破作業時嚴格按技術要求進行裝藥爆破，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接一個起爆。后半部份采用 “V”型起爆網絡與螺旋網絡連接，爆破后效果明顯，掏槽深度達到設計深度的80%。

4.3 基坑排水

基坑排水在基坑開挖過程中起至關重要的作用，水排不了，工作面就不能出來，嚴重影響施工進度。因此，集水井的開挖就顯得至關重要，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，以利下一工作臺面的開挖工作。

5 工程質量

（1）質量計劃 （作業指導書、施工組織設計等）發放及時、到位。

（2）施工組織設計、施工措施按照合同要求報審，施工程序、施工工藝均嚴格按照審批文件進行。

（3）嚴格按照合同要求接受監理的監督、認真貫徹執行監理及相關監督單位的指令，不斷改進質量管理工作。

（4）嚴格執行質量"三檢"制度，質量事故建立相應的報告且對事故 “三不放過”原則的執行情況，且記錄到位。

（5）健立健全完整的現場值班記錄制度，真實記錄現場情況。

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

（8）趾板開挖完全滿足設計要求，邊坡開挖坡面穩定，無松動巖塊，無倒懸，邊坡坡度小于設計坡度。

6 結束語

在馬沙溝趾板及基坑開挖過程中，現場的技術人員及施工人員精心組織、精心施工，從施工放樣、鉆孔、裝藥、聯網等全過程進行質量監控，并不斷地優化施工，趾板及基坑中欠挖、平整度、殘孔率均達到設計及規范要求，保質保量地完成質量要求高的趾板及基坑的開挖。