木浪河水庫大壩加高施工方案設計

陳萬敏

（貴州省水利水電勘測設計研究院 貴陽市 550002）

1 工程概況

木浪河水庫加高擴建工程壩址位于貴州省黔西南州興義市清水河境內的木浪河上，大壩距興義市約38km，壩址以上集水面積309km2。原木浪河水庫工程大壩為細石混凝土砌塊石雙曲拱壩，壩頂高程1226.5m，最大壩高69.4m，壩頂弧長124.5m，頂厚3m，底厚7.8m。水庫總庫容為4710萬m3。加高擴建工程是在原壩基礎上進行加高（加高21.3m）加厚成重力壩，壩頂高程為1244.2m，最大壩高87.1m，壩頂寬度為5.0m，壩底寬度為52m，總庫容9910 萬 m3。

因大壩工程屬于在原壩上加高加厚，原有建筑物已經運行多年，為盡量減小施工對原有建筑物的影響，同時業主要求在施工期要盡量保證原有用水戶用水，經過比較采用原電站壓力引水管道作為導流期間的泄水建筑物，利用原大壩擋水。且需要將壩前水位維持在1206.00m高程。

2 施工方案設計

2.1 施工程序

根據大壩工程在加高期間需要擋水并結合施工導流程序等條件，土石方開挖和壩體砌筑分三期進行，其中土石方挖一期施工1197.741m高程以下兩壩肩土及河床部位，二期土石方施工原壩肩1226.50 m以上兩壩肩部位，三期土石方開挖1226.5m～1197.741 m之間的兩壩肩部位；壩體砌筑一期施工1184.50 m高程以下部位，二期施工1197.741m～1184.50m之間的部位，三期施工1197.741m以上的壩體部位。

2.2 土石方開挖

常規壩肩開挖采取先岸坡后河床。由于本工程的特殊性，工程施工采用先河床后岸坡的方式進行。一期計劃施工時間為第一年的10月～12月，開挖土石方量9054m3，月平均強度3018m3；二期計劃施工時間為第二年8月～9月，開挖土石方量4492m3，月平均強度1797m3；三期計劃施工時間為第二年10月～11月，開挖土石方量1685m3，月平均強度842m3。

一期開挖自上而下進行。由于是在原有壩體下游側進行開挖，為減小石方開挖爆破震動對原壩體及壩基的影響，需采用嚴格的控制爆破措施。在順河床方向上分6個區域進行控制，其中距離大壩壩腳（0～2）m為Ⅰ區，其控制爆破標準需要根據現場試驗確定；距離大壩壩腳（2～10）m為Ⅱ區，其控制爆破標準需要根據現場試驗確定；距離大壩壩腳（10～20）m為Ⅲ區，控制單響藥量1.0kg；距離大壩壩腳（20～30）m為Ⅳ區，控制單響藥量2.0kg；距離大壩壩腳（30～40）m 為Ⅴ區，控制單響藥量 3.5kg；距離大壩壩腳40m以外為Ⅵ區，控制單響藥量5.0kg。各區爆破控制標準見附表。爆破之前，先在靠近大壩輪廓線處鉆垂直防震孔，間距為50cm左右，壩肩及河床開挖部分石方采用手風鉆鑿孔，人工裝藥微差延時起爆，由于岸坡較陡，渣料采用機械翻至河底，再用履帶式1m3挖掘機挖裝，8t自卸汽車運至棄渣場堆放。

附表 爆破分區控制標準

二期開挖同樣按照自上而下進行，由于是在原有壩頂以上進行開挖，為減小石方開挖爆破震動對原壩體及壩基的影響，同樣需采用嚴格的控制爆破措施。先在靠近原大壩壩頂輪廓線附近鉆水平防震孔，間距為50cm左右，再用手風鉆鑿孔，人工裝藥，微差延時起爆。爆破自上而下分3個區域進行控制，距離大壩壩頂（0～2）m為Ⅰ區，其控制爆破標準需要根據現場試驗確定；距離大壩壩頂（2～10）m為Ⅱ區，其控制爆破標準需要根據現場試驗確定；距離大壩壩頂（10～20）m為Ⅲ區，控制單響藥量1.0kg。石渣采用履帶式1m3挖掘機挖裝，8t自卸汽車運至棄渣場堆放。

三期開挖仍然采用自上而下開挖。其控制爆破措施同一期開挖，同時需對一期砌筑壩體表面進行保護，保護措施為編制袋裝粘土覆蓋新砌筑壩面，厚度為60cm。各區爆破控制標準見附表。

2.2.1 控制爆破及爆破震動安全指標

控制爆破主要是通過采取優化爆破參數，創造良好的前沿臨空條件。通過小抵抗線、小梯段、小藥量等控制爆破措施，以減小爆破對原大壩的影響。

大壩壩肩石方開挖爆破時，其防護目標為大壩壩身、大壩原有壩基以及大壩的附屬建筑物。爆區與各保護對象之間的最近距離為：原大壩壩身、大壩原有壩基、壓力鋼管0m，水庫管理所辦公樓20m。爆破產生的危害主要是飛石、爆破振動波對建筑物的破壞影響，根據不同防護對象的具體情況，其安全防護主要要求如下：

（1）爆破振動及飛石對原壩體和原大壩基礎、壓力鋼管及鎮墩不得產生損壞性變形，爆破震動安全質點允許振動速度4cm/s，不允許飛石擊傷大壩、壓力鋼管及鎮墩。

（2）爆破振動及飛石對水庫管理所辦公樓不得產生破壞性影響，爆破震動安全質點允許振動速度2cm/s，不允許飛石擊傷房屋墻體及窗戶。

2.2.2 爆破時相鄰建筑物的防護措施

為了保護臨近建筑物不受爆破飛石的破壞，需對臨近建筑采取如下防護措施：

（1）壓力鋼管及鎮墩防護：在鎮墩外圍覆蓋裝土的編織袋，厚度為1m，再在上面覆蓋兩層廢舊砂石料運輸皮帶，最外面再用建筑行業的安全尼龍網覆蓋；壓力鋼管采用Φ25鋼筋焊接成防護網，鋼筋間排距20cm，鋼筋網距離壓力鋼管20cm，在鋼筋網上面覆蓋裝土的編織袋，厚度為1m，再在上面覆蓋兩層廢舊砂石料運輸皮帶，最外面再用建筑行業的安全尼龍網覆蓋。

（2）大壩壩身防護：壩頂覆蓋裝土的編織袋，厚度為0.5m；進行二期開挖時，在靠近水庫一側設置攔渣坎或阻攔網，防止開挖渣料落入水庫，堵塞沖沙底孔進口。

（3）水庫管理所辦公樓：在管理所大樓院壩外側安裝防護鋼絲網，攔截飛石。

2.2.3 爆破振動安全監測

為了避免或控制爆破負面因素特別是爆破地震波的影響，確保原有大壩及壩基、壓力鋼管和水管所辦公樓的安全穩定，保持原電站、防滲系統及有關設施的正常運行，為了確保原大壩及有關設施萬無一失，實現施工工期和工程造價的有效控制，須進行現場爆破試驗和施工期間全面的爆破震動安全監測。

振動監測主要針對兩個區域進行：

（1）大壩防護區：主要包括大壩壩身、壩基及壓力鋼管和鎮墩等主要建筑物的監測，該區域為重點監測區。

（2）水管所防護區：主要包括辦公樓的監測。

分別在各建筑物設置監測點，采集每次爆破振動數據，對數據分析進行，了解爆破震動的強度,獲得科學評定振動監控部位安全的有效數據，并及時向施工單位反饋爆破震動的過程和振動量，供其在實施過程中不斷調整和完善施工方案，制定更合理的鉆爆參數與施工工藝，實現爆破震動的有效控制，并有利于施工生產的順利進行。

2.3 大壩砌筑施工

大壩砌筑方量為109000m3。大壩計劃砌筑時間為第二年2月1日至第三年12月31日。月填筑強度為6000m3。大壩砌筑采用常規施工方案即可完成。

3 結 語

木浪河水庫加高擴建工程是在原有大壩基礎上加高加厚而成，由于業主要求在施工期不中斷對下游供水，因此不能放空水庫。所以大壩土石方開挖及砌筑施工根據大壩擋水和導流程序等條件采用了與常規大壩開挖和砌筑不同的施工程序進行分期施工。同時考慮到開挖對原有建筑物的影響而提出了控制爆破標準和防護措施，并明確了振動監測的要求。通過本工程的施工方案設計和施工實踐，希望能為同類加高擴建工程提供必要的借鑒和幫助。