某地面板堆石壩趾板基礎開挖施工技術探析

郭友剛

摘 要：在地面板堆石壩施工過程中，趾板是地面基礎和混凝土面板連接的主要構件，在防滲方面發揮著重要的作用。基于此，本文以實際工程為例，對混凝土面板堆石壩基礎開挖施工進行了探討。

關鍵詞：地面板 堆石趾板基礎 開挖施工 技術

1.工程概況

肖家河水庫大壩采用混凝土面板堆石壩，壩頂高程201.30m，防浪墻頂高程202.50m，趾板處河床建基面高程140.00m，最大壩高61.30m，壩頂寬7.00m，壩頂長297.41m。上游壩坡1∶1.4，下游坡坡1∶1.3，在下游坡180.00m和160.00m高程處各設置2.00m寬平臺。壩頂防浪墻采用混凝土矩形槽結構，與上游混凝土面板聯接，上游側最大墻高5.00m。趾板寬5.00m，厚0.60m，采用水平板式C30混凝土結構，等寬連續布置。水庫大壩趾板座落于強風化下限以下1.00m左右的弱風化巖體上。基礎灌漿帷幕軸線距離趾板上游1.50m，單排布置，初擬孔距1.50m，孔深按深入相對不透水層（q≤5Lu）下5.00m控制，左、右岸帷幕灌漿延伸長度分別為21.40m、70.00m。趾板基礎固結灌漿共2排，于帷幕灌漿軸線上、下游1.00m處各設置1排，孔深為8.00～6.00m，孔距3.00m。如圖1所示。

2.工程地質條件

肖家河壩址河床寬度2 2 m左右，左岸坡度15～20°，右岸坡度30～35°，兩岸在180m以下基本為對稱的V型谷，壩址河床出露粗粒斑狀花崗巖，屬硬巖。擬建混凝土面板堆石壩，趾板線左岸山體雄厚，基巖弱至微風化，建議表面巖體開挖3～5m；右岸巖石的透水性比左岸稍大，右岸壩肩附近強風化層較深，建議可部分挖除強風化巖層，趾板基礎置于強風化層下部。壩基具備興建中等高度混凝土面板堆石壩的工程地質條件。

3.壩基巖石開挖

3. 1趾板防滲體違位置巖石基礎的開挖

對于趾板防滲體部位的巖石基礎，應按照控制爆破要求進行開挖，且不宜開挖成過窄的深槽，需嚴格按設計圖紙開挖，趾板與防滲反濾料不得與裂隙基巖直接接觸，以免在承壓水作用下，使其沿裂隙沖蝕。為了便于施工，互不干擾，壩體回填前，將兩岸趾板按體型不留保護層一次預裂爆破開挖到位，兩岸削坡清理工程完工，并清除松動巖塊碎屑。趾板靠河側一定需保留不少于50cm的巖體厚度并以圓弧聯結，以保證滿足灌漿帷幕的整體封閉及地基水力滲透穩定要求。腐植層，全風化土層徹底清除。壩軸線前逆坡按圖紙坡開挖，軸線以后保留原山體，采用回填漿砌石或采用輕型震動碾碾壓密實。根據具體情況另行具體處理。趾板錨筋及混凝土澆筑，一定要超前于壩體回填。

3.2堅硬巖體爆破開挖

堅硬巖體采用爆破方法開挖（在開挖輪廓邊線上應用預裂爆破）。具體如下：

（1）根據壩基開挖處理特點：受施工導流與渡汛的制約，工期緊迫，場地狹窄，工種工序多施工干擾大，又受地下水影響，施工難度大；而趾板地基又是大壩主體防滲部位之特點，必須嚴格按設計要求控制施工質量，必須開工之前做好施工準備工作；施工中嚴格控制管理，做好施工原始記錄；施工后會同監理，設計及其它有關部門共同組織驗收、合格后方可進行下道工序施工。

（2）壩基開挖宜采用自上而下，先岸坡后河床的原則。開挖方式應與施工導流方式相協調，在導流洞施工期間，宜開挖河水位以上的兩岸岸坡，截流以后開挖河水位以下的岸坡和河槽基坑抽槽。

（3）壩基開挖料凡是可用于填筑壩體的，應根據設計要求安排好填筑部位或備料堆場。盡量做到同時開挖與填筑，減少二次倒運。不能直接上壩填筑時，應考慮堆放在不妨礙施工的臨時場地。

（4）對開挖深度大于8.0m岸坡上的趾板基巖開挖，宜采用孔徑小于80mm深孔預裂爆破或孔徑小于43mm的立面分層的淺孔爆破方式。爆破作業必須符合施工詳圖規定邊界，并使開挖線或以下的基巖保持完好的狀態。

（5）坡面開挖。在施工中要注意安全，應用預裂爆破和光面爆破。施工期如沿開挖邊坡發生滑坡或塌方，應及時清除和處理。在鄰近建筑物10m以內地段進行爆破時，應采取打防震孔或其它防震措施。

（6）不得在灌漿完畢區域及其附近進行爆破。因特殊情況，需經設計院同意方可按研究方法執行。永久建筑物的基礎開挖必須符合施工詳圖規定的開挖邊線、邊坡和縱坡。在有結構要求的部位（建筑物底部有鋼筋）不得欠挖，一般開挖最大誤差不得大于10～20cm。

（7）一般情況下，開挖應自上而下分層開挖，先岸坡后河床，不允許采取自下而上或造成巖體倒懸的開挖方式。

（8）基礎巖體的保護層（厚度不小于1.5m）采用手風鉆逐層鉆孔裝藥、火藥起爆，嚴格控制每孔裝藥量不宜超過0.12～0.15kg/m（2#巖石炸藥）以免震裂設計高程以下巖石。

（9）基礎開挖后，表面因爆破震松（裂）的巖石及表面呈薄片狀和尖角狀突出巖石與裂隙巖石，均采用人工清除。以發生意料之外的基礎缺陷，再作特殊處理。

（10）河床段趾板基礎開挖宜采用手風鉆鉆孔爆破、淺孔弱爆方法，以避免基礎受到破壞。趾板部位的斷層要求挖深相當于斷層寬度的1.2倍的槽子，用鋼混凝土或混凝土塞填充處理。

（11）大壩兩岸坡壩軸線前開挖應挖除岸坡倒懸體、反坡、陡坎和松動巖體。壩軸線后根據設代組文件給與處理。壩區兩岸坡明挖部分均要求沿設計輪廓線鉆預裂爆破孔，不留保護層一次到設計開挖建基面。趾板建基面開挖宜采用水平預裂方法。為保證蓄水后滲透穩定，趾板靠河一側要留有50cm巖體的完整巖體。

（12）開挖施工前，初次可按線性裝藥量120g/m進行，最終成果，應通過爆破試驗或結合生產性試驗，取得合理的爆破參數指導施工，以確保建筑物基礎的質量。

（13）預裂面的爆破可采用連續裝藥或間隔裝藥，但都為不偶合裝藥，應按設計線裝藥密度（應包括導爆索藥量），把藥卷與導爆索均勻地布于孔內，并應設法使藥卷離開保留巖體一側。

（14）在巖石邊坡開挖過程中，為使保留巖體不受爆破的不良影響，除采取預裂爆破措施外，一般設置1～2排緩沖爆破孔，其孔距、裝藥量應小于主爆孔。與預裂面相鄰的松動孔，應嚴格控制其爆破參數。最大一段起爆藥量不得大于250g/m。

（15）在鄰近建筑物的地段（10m以內）進行爆破時，必須嚴格控制淺孔火花起爆的裝藥量，建議采用手風鉆造孔，孔距50cm，線裝藥量30g/ m。當裝藥量控制到最小程度仍不能滿足要求時，應采取打防震孔或其它有效的防震措施。

3.3壩基的處理

（1）破碎帶的處理措施

在對斷層破碎帶進行處理時，首先對其進行開挖，然后使用混凝土進行回填。開挖時，開挖深度為破碎帶寬度的0.5倍，開口的寬度為破碎帶寬度的兩倍，選用C15混凝土進行回填處理，在將破碎帶清理干凈后，產生的狹窄溝槽要參考溶溝溶槽的處理方法處理。

（2）基表面的形態缺陷

在對壩基表面形態缺陷主要存在陡坎、倒懸、陡坡、陡壁等缺陷、對于壩軸線上游側岸坡、趾板區出露的陡坎和倒懸使用C15混凝土進行回填處理，陡坎和倒懸經過處理以后坡度的陡度要控制在10.2～10.4以內，壩軸線上游范圍中陡坎和倒懸的高度為2m>H≥0.8m的地方也需要使用混凝土進行回填。壩軸線上游的陡壁和陡坡在使用混凝土進行處理以后對于坡度仍然大于10.5的陡坡，要在距離陡坡面30m的范圍內進行填筑。

（3）探鉆孔處理措施

使用M15水泥砂漿對于壩基范圍中地質勘探鉆孔進行處理。在進行處理時，首先要將鉆孔清掃干凈，鉆孔中的殘渣深度要控制在20cm以內，然后沖洗鉆孔，下管到孔底后進行注漿，將注漿管慢慢上提出注漿孔，直到有相同濃度的漿液反出后停止注漿。

4.結語

綜上所述，在面板堆石壩施工過程中，趾板的開挖是一項重要的施工內容。在施工過程中，要全面考慮，保證開挖施工的安全性、功能性和可實施性可以達到要求。考慮到堆石壩基礎的開挖范圍比較大，開挖過程中會遇到比較多的地質缺陷以及不良地表，需要處理的壩基工程量比較大，因此，要合理的安排施工時間，保證開挖質量。

參考文獻：

[1]SL228-98.混凝土面板堆石壩設計規范[S].2010：23.

[2]肖化文，陳傳慧，熊澤斌.水布埡面板堆石壩趾板設計[J].水力發電，2005， （06）：73-75.