納井田水庫碾壓混凝土壩基礎開挖施工分析

楊曉松

(鎮寧縣水利局，貴州 鎮寧561200)

1 工程概況

納井田水庫位于鎮寧縣六馬鄉板樂村，距鎮寧63 km，水庫大壩壩址擬建于納井田河中下游。水庫總庫容234萬m3，工程規模屬小(1)型工程。納井田水庫是以灌溉為主，六馬鄉鎮供水及周邊農村人蓄飲水次之的社會公益性建設項目。主要建設項目:混凝土重力壩一座，壩頂高程766 m，壩底高程712 m，最大壩高54 m，高出河床45.5 m，壩頂寬6 m，壩底寬45.12 m;下游面坡比高程760.9 m 以下1∶0.8，以 上 垂 直;上 游 面 坡 比 鉛 直;壩 頂 長146.94 m，壩頂溢流，底流消能，溢流堰凈寬3(孔)×4.5 m，堰頂高程761 m，放水孔兼導流孔布置在壩體內。干渠6.3 km/2 條，支渠4.56 km/1 條。壩基建于中等風化層底部，即挖出強風化層，開挖深度4～6 m。兩岸岸坡壩段基礎開挖的形狀，在平行壩軸線方向應開挖成有足夠寬度的臺階狀，基礎中存在如表層夾泥裂隙、嚴重風化區及節理蜜集等均宜挖除后，用C15 混凝土回填。

2 納井田水庫碾壓混凝土壩基礎開挖施工特點及相應措施

本工程土石方開挖施工包括:左壩肩邊坡、右壩肩邊坡、壩基、導流明渠及上下圍堰等基礎開挖，碾壓混凝土重力壩土石方開挖量為23.4萬m3。為了加快開挖進度，開挖將采取自帶風的高風壓、高鉆速的鉆機造孔，大功率的裝載機裝渣，大斗容的挖掘機裝渣，大噸位的自卸汽車運渣等大型機械聯合施工作業［1］。爆破安全要求高。同時作好爆破震動監測試驗，對新澆筑混凝土鄰近基礎開挖進行控制爆破，根據安全質點振動速度嚴格控制單響藥量和效果。開挖施工與上下游臨時圍堰填筑施工相協調，做到:①進度上要與圍堰填筑進度協調一致;②開挖料級配滿足圍堰填筑要求。

3 施工布置

3.1 開挖棄渣及土石方平衡調配

本工程基礎開挖料部分直接填筑圍堰外，其余開挖石渣全部運到指定的棄渣場。堆渣分層碾壓，鋪筑厚度＜80 cm，14 t振動碾碾壓遍數為3 次，壓實干容重≥1.9 t/m3。并做好堆渣體的邊坡保護和排水。

3.2 施工期臨時排水

在開挖區域周邊做作好截排水溝，防止外來水進入開挖作業面。施工作業時，在各層開挖前提前開挖好集水井，保證工作面雨水或滲透水能自流進入集水井，部分工作面集水采用潛水泵抽排至集水井，然后集中抽排出開挖區，保證開挖作業在旱地施工［2］。

4 開挖程序和方法

根據壩基分區、分層布置，各部位開挖施工時，按自上而下、由外向內的原則進行。開挖的工序為:場地清理→土方開挖→建基面保護層開挖。開挖程序一般為先岸坡后河床，自上而下分層開挖。根據水工設計要求，基礎需要開挖至中等風化層底部。壩基開挖分兩期進行，一期開挖兩壩肩，二期開挖河床。一期采用輕便潛孔鉆梯段爆破，梯段高度6 ～7 m，開挖永久邊坡采用預裂爆破;二期采用手風鉆淺孔爆破并預留30 cm人工撬挖保護層，以減少對壩基的擾動。開挖的方法為:覆蓋層開挖采用2 m3挖掘機挖裝、3.5 t自卸汽車運輸出碴;棄碴沿施工公路運出基坑，堆放在右岸下游棄碴場，運距600 m。

4.1 場地清理

施工前由測量放出設計開挖邊線，對開挖范圍內的原始地形、地貌進行復測，核實開挖原始斷面，確定開挖及清理范圍，人工配合液壓反鏟挖掘機清理開挖區內的植被、雜物，并在開挖開口邊線外按設計要求做好排水溝。

4.2 土方開挖

本標土方開挖為局部覆蓋層開挖。首先進行測量放樣，標識出開挖范圍和位置，然后用人工結合機械清理開挖區域內的樹木和雜物，清理范圍延伸至開挖線外側3 m，并將開挖區域上部孤石、險石排除。開挖區域清理完畢后，按設計要求設置施工邊坡上部地面排水系統。土方邊坡開挖接近設計坡面時，按設計邊坡預留0.2 ～0.3 m厚度的削坡余量，再人工整修。在修整過程中，每隔3 m高差，用測量儀器檢查校核一次削坡情況，形成達到設計要求的坡度和平整度為止。雨天施工時，施工臺階略向外傾斜，以利于部位排水。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，如出現異常，立即向監理工程師和業主報告并采取應急處理措施。土方開挖采用自上而下分層開挖的方式進行。施工程序詳見圖1。

圖1 土方開挖施工程序框圖

4.2.1 開挖分層

大壩左、右岸岸坡開挖各分10個臺階施工，每層臺階開挖梯段高度一般為6 ～12 m，臺階寬度為3～15 m。每個臺階接近相應的平臺預留垂直高度2.0 m的保護層。

4.2.2 土方開挖

土方開挖分層高度5 m，兩岸岸坡采用挖掘機作業，邊挖掘邊集渣邊裝運邊修整邊坡。采用10 ～15 t自卸汽車出渣，不用鉆爆部位的邊坡修整直接采用挖掘機修坡。

4.2.3 石方開挖

根據地質提供的強風化巖石，先采用挖掘機開挖和修整邊坡、清場及裝運。當挖掘機開挖困難時，采用鉆孔爆破法施工開挖。建基面保護層、小梯段開挖和槽挖采用手風鉆造孔。石渣采用1.0 m3挖掘機正鏟挖裝，15 t、10 t自卸汽車出渣。

4.2.4 特殊部位開挖

4.2.4.1 左右兩岸邊坡開挖

左、右岸邊坡頂部開挖，因屬強風化厚度范圍，為確保開挖質量，采用挖掘機分層分臺階往下開挖，人工配合挖掘機修整邊坡，小范圍挖掘機開挖困難時，采用手風鉆鉆孔，光面爆破施工。梯段高度一般為10 m。平臺開挖完成后進行錨桿和灌漿平洞施工，在確保施工安全的前提下進行平臺以下各層的開挖施工。

4.2.4.2 壩基基礎開挖

壩基不允許欠挖，開挖面嚴格控制平整度。建基面進行水平預裂，并嚴格控制預裂孔的深度和角度，以保證開挖面的平整和傾斜達到設計要求;其余預留2 m厚垂直保護層。保護層開挖采用手風鉆造孔，建基面實施預裂或光面爆破，垂直爆破孔孔底距建基面0.8 m左右。

4.2.4.3 地質缺陷部位開挖

采用人工用風鎬或液壓正鏟直接挖裝。如需鉆孔爆破時，采用手風鉆造孔，小梯段小孔徑微藥量爆破，爆破方向控制與斷層走向一致。

［1］日本拱壩壩肩穩定及基礎處理考察組. 關于日本拱壩壩肩穩定及基礎處理的考察報告［J］. 水力發電，1983(12):63 －67.

［2］吳東定. 蚌埠發電廠補給水泵房基礎開挖施工［J］. 四川水力發電，2010，29(02):09 －11.