壩基開挖施工及質量控制

宋軍峰

（許昌水利建筑工程有限公司，河南 許昌 461000）

1 工程概況

壩基開挖工程主要包括大壩左、右岸壩肩、壩基土石方開挖，以及右壩肩上游護坡土方明挖。主要的工作的內容有：準備工作、場地清理、施工期排水、邊坡觀測、完工前的維護，以及將開挖可利用或廢棄的土方運到指定堆放區并加以保護、處理等工作。

2 施工工藝

壩基土石方明挖：大壩壩基開挖分兩個階段進行，截流前及截流后；截流前進行河道水面，截流后即全力進行剩余的土石開挖。截流前，計劃分左右兩岸進行施工，截流后，既全面投入壩基開挖；右岸壩肩為緩坡地形，全為土方開挖；左壩肩巖石裸露、坡度較陡。石方開挖基本在左壩肩。

左岸開挖區主要為石方開挖，根據設計圖紙要求其石方開挖僅為清理覆蓋層，挖除植被及灌木根系。利用岸坡的有利地形，上部灌木茂密，灌木的根系較為發達，在機械設備不能挖除時采用鉆爆、反鏟推土機配合清理推渣至坡下，裝運設備在下部出渣，鉆孔采用YT-28手風鉆造孔。供風采用1臺PDSJ750S移動式油動空壓機（21.2m3/min），空壓機就近安設，起爆時拖離至安全位置。上部出渣采用1臺1.2m3液壓反鏟。下部出渣考慮Z50裝載機配20t自卸汽車。

3 施工方法

3.1 土方開挖

土方明挖在開始前首先采用HP160推土機自上而下進行覆蓋層的剝離，剝離深度為無樹木根系為止，清理樹木根系時采用1.2m3液壓反鏟挖除，清理后的腐殖土采用1.2m3液壓反鏟挖裝，推土機輔助推運，20T自卸汽車運輸至南溝指定棄渣位置。

土方明挖采用自上而下分層開挖的方法。土方邊坡對于機械能到達的部位采用1.2m3液壓反鏟挖裝，推土機輔助推運，20T自卸汽車運輸；對于可利用土料，棄至大壩下游堆料場堆存，無法利用土料棄至右岸下游南溝棄渣場。對于機械不能到達部位采用小型機具配合人工開挖。

土方開挖接近設計坡面時，按設計邊坡預留0.2m厚度的削坡余量，采用人工修整至設計要求的坡度和平整度。雨天施工時，施工臺階略向外傾斜，以利排水。在開挖施工過程中，根據施工需要，經常檢測邊坡設計控制點、線和高程，以指導施工，并在邊坡地質條件較差部位設置變形觀測點，定時觀測邊坡變形情況。

3.1.1 開挖方法

測量放樣：利用全站儀，實地放樣開挖坡口線，打樁并用白灰線標識，將成果報監理工程師批準后進行施工。

開挖排水溝：在距開挖開口線2m外按要求開挖截（排）水溝，以利排水。

削坡開挖：邊坡削坡，由人工配合1.6m3液壓反鏟隨同土方開挖同步進行。對邊坡區，預留20cm保護層，由人工掛線鐵鍬削坡成型，邊坡坡比用坡尺控制。

土方開挖：從上至下分層進行。施工中開挖層面保持里高外低，以利排水。開挖前先作好截水溝、臨時排水溝，以防地表水沖刷坡面。

3.1.2 邊坡穩定與安全應急措施

在整個施工期安排專人進行安全觀測、監測，開挖過程中，如出現裂縫和滑動跡象，立即暫停施工并采取應急搶救措施，使危害減到最小程度，并及時通知監理工程師。必要時，按照監理工程師的指示設置觀測點，及時觀測邊坡變化情況并做好記錄。對于淺表性滑動面，采用液壓反鏟削除滑動體，降低滑動體高度。

3.2 石方明挖

石方明挖總體采用“自上而下、分區、分層梯段開挖”原則組織實施。自上而下逐層進行開挖，主爆孔采用YT28手風鉆造孔，鉆孔直徑為φ40mm，間排距為3×2.5m，供風采用1臺PDSJ750S移動式油動空壓機21.2m3/min，空壓機就近安設，起爆時拖離至安全位置。造孔間排距主要為左岸陡坡段開挖，采用爆破方式清除灌木根系時或較薄及邊角邊坡開挖部位，爆破時零星造孔，不存在間排距的問題。起爆方式采用非電延期毫秒雷管、微差起爆網絡，最大單響藥量按不大于200kg控制。

根據設計圖紙要求其石方開挖僅為清理覆蓋層，剝離強風化層，挖除植被及灌木根系。左岸壩肩灌木茂密，灌木的根系較為發達，根據左岸壩肩的實際地形，在機械設備能夠到達的部位采用反鏟、自卸汽車裝運的方式拉運至棄渣場；在機械設備不能挖除時采用鉆孔破爆、爆破后反鏟和推土機配合清理推渣至坡下，裝運設備（Z50裝載機在下部裝20t自卸汽車）在下部出渣（約在▽800位置）至大壩右岸下游南溝棄渣場。上部出渣采用1.2m3液壓反鏟配20t自卸汽車。下部出渣考慮Z50裝載機配20t自卸汽車。

3.3 挖運

右岸安排2臺1.2m3液壓反鏟挖裝，每臺反鏟配置4臺20T自卸汽車運輸，運距0.8公里；左岸安排1臺1.2m3液壓反鏟挖、1臺HP160推土機推石渣，下部1臺Z50裝載機裝、配6臺20t自卸車拉運，運距1.6公里；大壩基坑截流前安排2臺1.2m3液壓反鏟挖裝，每臺反鏟配置4臺20T自卸汽車運輸，運距1.4公里；三個工作面同時施工。左右壩肩開挖結束，所有設備全部投入壩基開挖。

3.4 出渣

可利用料堆在大壩下游堆料場內，棄渣棄至大壩右岸下游南溝棄渣場。

3.5 坡面排水

為保護開挖邊坡免受雨水沖刷，邊坡開挖前，按施工圖紙要求開挖并完成邊坡上部永久性截水溝的施工。對其上部未設置永久性截水溝的邊坡坡面，我方自行加設臨時性山坡截水溝，報監理人批準后，在邊坡開挖前予以實施。

3.6 壩基開挖期間的排水措施

大壩基坑開挖，每次分層開挖前，在壩基設計線以外上游及下游開挖集水坑，將集水用污水泵抽排至圍堰外，開挖區局部積水用液壓反鏟挖明渠引排至集水坑。始終保持集水坑低于開挖面2～3米。確保大壩基坑開挖在旱地施工。因壩基軸線方向較長，考慮在上游和下游各開挖2～3個集水坑，抽排圍堰滲水及雨水。

4 開挖渣料的利用和棄渣

4.1 可利用渣料

根據招標文件要求，大壩土方開挖要用于大壩填筑，在開挖前，清除表層腐植土，并運至棄渣場，對可利用料的開挖，嚴禁與其它污染料混裝，專人指揮運至下游臨時堆料場堆存。堆料場地應平整、清潔，堆料時保持邊坡穩定，并有良好的自由排水措施堆存結束，應用塑料薄膜覆蓋，防止垃圾污染料源及料源水分損失。

利用料主要用于大壩填筑，根據招標文件介紹，大壩開挖利用土料含水量低，需配水才可利用，顧在堆置利用料時，按試驗確定的加水量用灑水車對堆置土料分層加水，以確保全部利用。

4.2 棄渣

開挖棄渣應嚴格按照招標文件要求棄至下游南溝內，棄渣場專人管理，按棄渣場規劃有組織棄置；出現不聽指揮，隨意棄渣將嚴肅處理，確保棄渣場施工井然有序。棄渣采用HP160推土機平整，分層用18T自行式震動蹍進行碾壓。

5 土方開挖過程質量控制

5.1 土方開挖質量控制措施

使用機械開挖土方時，為了減小邊坡開挖線的偏差，滿足業主高標準的要求，預留厚度為0.2m的保護層，由人工精心削坡。首先用全站儀精確放出開口線，人工打樁放線布方格網，用坡尺掛線人工修整，每1m高度用儀器檢查一次，發現問題及時糾正，以滿足土方明挖質量要求的坡度和平整度。在馬道及建基面底部亦預留0.2m的保護層，人工開挖。為防止開挖成型的坡面土料受雨水沖刷破壞，在雨季施工時，邊坡預留0.2m的保護層，隨壩體填筑強度提前5～6天人工開挖，保證開挖建基面的土質新鮮干凈，無污物。為防止開挖成型的坡面土料在冬季凍融破壞，根據本工程凍土層在70cm左右的現狀，我部在開挖時根據工期及進度要求在適當高程控制預留開挖建基面保護層70cm，隨壩體填筑。

5.2 石方開挖質量控制措施

開挖過程中采取適當措施避免基礎巖石面出現爆破裂隙，或使原有構造裂隙和巖體的自然狀態不產生惡化。基礎開挖后表面因爆破震松（裂）的巖石，表面呈薄片狀和尖角狀突出的巖石，以及裂隙發育或具有水平裂隙的巖石均采用人工清理，如單塊過大，采用單孔小炮爆破。基礎開挖后，如基巖表面發現原設計未勘查到的地質缺陷，按監理工程師的指示進行處理。加強坡面保護，預裂爆破完畢后，對設計邊坡進行清理時，設專人指揮機械進行清理作業，避免機械將設計邊坡挖超，必要時配人工清撬處理。

5.3 建立質量獎勵機制

施工過程檢查中發現若有個別鉆孔偏離設計線超出設計允許范圍時，對該孔造設的鉆工和技術員進行再培訓，若經培訓的鉆工和技術員再次出現類似情況，則將其調離該崗位。鉆孔施工時，逐孔登記編號記錄在案，爆破完成清理出巖面后，逐孔驗收，對達到優良標準的相關人員進行獎勵，對未達到優良標準的相關人員進行罰款，執行項目部工程質量考核的具體內容。

6 安全文明生產措施

土石方開挖施工前，安全文明辦組織全員進行安全文明施工教育，并編印安全防護手冊發給全體員工，使全體參加施工的人員都有安全文明施工的意識，使大家從自我做起、從每一件小事做起，使我局在本標段的安全文明施工更上一個臺階。安全文明辦在施工區醒目位置設置施工標志牌、旗幟、防墜落危險源標識牌、安全警示牌、警告牌等。施工場地內安設管式鏑燈照明，在危險地段應設置反光標志。為保證開挖在干地中施工，做好降低地下水位的排水布置。分層開挖時，用挖掘機開挖臨時排水溝，將水流疏導至集水坑用泵抽排至基坑外。

結語

綜上所述，在壩基開挖施工的過程中，施工人員在施工的過程，一定要對工程中經常出現的問題采取有效的措施，盡量減少不良狀況的出現。同時施工的過程中加強質量的控制。

[1]洪云.大壩安全管理關鍵技術研究[D].河海大學2005.

[2]吳曉銘.水布埡大壩填筑碾壓施工質量監控系統研究[J].湖北水力發電.2002(01).

[3]周廷江.紫坪鋪混凝土面板堆石壩填筑施工 [A].土石壩技術-2008年論文集[C].2008.