某地面板堆石壩趾板基礎(chǔ)開(kāi)挖施工技術(shù)探析

郭友剛

摘 要：在地面板堆石壩施工過(guò)程中，趾板是地面基礎(chǔ)和混凝土面板連接的主要構(gòu)件，在防滲方面發(fā)揮著重要的作用。基于此，本文以實(shí)際工程為例，對(duì)混凝土面板堆石壩基礎(chǔ)開(kāi)挖施工進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：地面板 堆石趾板基礎(chǔ) 開(kāi)挖施工 技術(shù)

1.工程概況

肖家河水庫(kù)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(zhǎng)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(shè)置2.00m寬平臺(tái)。壩頂防浪墻采用混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)，與上游混凝土面板聯(lián)接，上游側(cè)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(jié)構(gòu)，等寬連續(xù)布置。水庫(kù)大壩趾板座落于強(qiáng)風(fēng)化下限以下1.00m左右的弱風(fēng)化巖體上。基礎(chǔ)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(duì)不透水層（q≤5Lu）下5.00m控制，左、右岸帷幕灌漿延伸長(zhǎng)度分別為21.40m、70.00m。趾板基礎(chǔ)固結(jié)灌漿共2排，于帷幕灌漿軸線上、下游1.00m處各設(shè)置1排，孔深為8.00～6.00m，孔距3.00m。如圖1所示。

2.工程地質(zhì)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(duì)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(fēng)化，建議表面巖體開(kāi)挖3～5m；右岸巖石的透水性比左岸稍大，右岸壩肩附近強(qiáng)風(fēng)化層較深，建議可部分挖除強(qiáng)風(fēng)化巖層，趾板基礎(chǔ)置于強(qiáng)風(fēng)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(zhì)條件。

3.壩基巖石開(kāi)挖

3. 1趾板防滲體違位置巖石基礎(chǔ)的開(kāi)挖

對(duì)于趾板防滲體部位的巖石基礎(chǔ)，應(yīng)按照控制爆破要求進(jìn)行開(kāi)挖，且不宜開(kāi)挖成過(guò)窄的深槽，需嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙開(kāi)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(hù)層一次預(yù)裂爆破開(kāi)挖到位，兩岸削坡清理工程完工，并清除松動(dòng)巖塊碎屑。趾板靠河側(cè)一定需保留不少于50cm的巖體厚度并以圓弧聯(lián)結(jié)，以保證滿足灌漿帷幕的整體封閉及地基水力滲透穩(wěn)定要求。腐植層，全風(fēng)化土層徹底清除。壩軸線前逆坡按圖紙坡開(kāi)挖，軸線以后保留原山體，采用回填漿砌石或采用輕型震動(dòng)碾碾壓密實(shí)。根據(jù)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(jiān)硬巖體爆破開(kāi)挖

堅(jiān)硬巖體采用爆破方法開(kāi)挖（在開(kāi)挖輪廓邊線上應(yīng)用預(yù)裂爆破）。具體如下：

（1）根據(jù)壩基開(kāi)挖處理特點(diǎn)：受施工導(dǎo)流與渡汛的制約，工期緊迫，場(chǎng)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(diǎn)，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制施工質(zhì)量，必須開(kāi)工之前做好施工準(zhǔn)備工作；施工中嚴(yán)格控制管理，做好施工原始記錄；施工后會(huì)同監(jiān)理，設(shè)計(jì)及其它有關(guān)部門共同組織驗(yàn)收、合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

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

（3）壩基開(kāi)挖料凡是可用于填筑壩體的，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求安排好填筑部位或備料堆場(chǎng)。盡量做到同時(shí)開(kāi)挖與填筑，減少二次倒運(yùn)。不能直接上壩填筑時(shí)，應(yīng)考慮堆放在不妨礙施工的臨時(shí)場(chǎng)地。

（4）對(duì)開(kāi)挖深度大于8.0m岸坡上的趾板基巖開(kāi)挖，宜采用孔徑小于80mm深孔預(yù)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(yè)必須符合施工詳圖規(guī)定邊界，并使開(kāi)挖線或以下的基巖保持完好的狀態(tài)。

（5）坡面開(kāi)挖。在施工中要注意安全，應(yīng)用預(yù)裂爆破和光面爆破。施工期如沿開(kāi)挖邊坡發(fā)生滑坡或塌方，應(yīng)及時(shí)清除和處理。在鄰近建筑物10m以內(nèi)地段進(jìn)行爆破時(shí)，應(yīng)采取打防震孔或其它防震措施。

（6）不得在灌漿完畢區(qū)域及其附近進(jìn)行爆破。因特殊情況，需經(jīng)設(shè)計(jì)院同意方可按研究方法執(zhí)行。永久建筑物的基礎(chǔ)開(kāi)挖必須符合施工詳圖規(guī)定的開(kāi)挖邊線、邊坡和縱坡。在有結(jié)構(gòu)要求的部位（建筑物底部有鋼筋）不得欠挖，一般開(kāi)挖最大誤差不得大于10～20cm。

（7）一般情況下，開(kāi)挖應(yīng)自上而下分層開(kāi)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(kāi)挖方式。

（8）基礎(chǔ)巖體的保護(hù)層（厚度不小于1.5m）采用手風(fēng)鉆逐層鉆孔裝藥、火藥起爆，嚴(yán)格控制每孔裝藥量不宜超過(guò)0.12～0.15kg/m（2#巖石炸藥）以免震裂設(shè)計(jì)高程以下巖石。

（9）基礎(chǔ)開(kāi)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(fā)生意料之外的基礎(chǔ)缺陷，再作特殊處理。

（10）河床段趾板基礎(chǔ)開(kāi)挖宜采用手風(fēng)鉆鉆孔爆破、淺孔弱爆方法，以避免基礎(chǔ)受到破壞。趾板部位的斷層要求挖深相當(dāng)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(kāi)挖應(yīng)挖除岸坡倒懸體、反坡、陡坎和松動(dòng)巖體。壩軸線后根據(jù)設(shè)代組文件給與處理。壩區(qū)兩岸坡明挖部分均要求沿設(shè)計(jì)輪廓線鉆預(yù)裂爆破孔，不留保護(hù)層一次到設(shè)計(jì)開(kāi)挖建基面。趾板建基面開(kāi)挖宜采用水平預(yù)裂方法。為保證蓄水后滲透穩(wěn)定，趾板靠河一側(cè)要留有50cm巖體的完整巖體。

（12）開(kāi)挖施工前，初次可按線性裝藥量120g/m進(jìn)行，最終成果，應(yīng)通過(guò)爆破試驗(yàn)或結(jié)合生產(chǎn)性試驗(yàn)，取得合理的爆破參數(shù)指導(dǎo)施工，以確保建筑物基礎(chǔ)的質(zhì)量。

（13）預(yù)裂面的爆破可采用連續(xù)裝藥或間隔裝藥，但都為不偶合裝藥，應(yīng)按設(shè)計(jì)線裝藥密度（應(yīng)包括導(dǎo)爆索藥量），把藥卷與導(dǎo)爆索均勻地布于孔內(nèi)，并應(yīng)設(shè)法使藥卷離開(kāi)保留巖體一側(cè)。

（14）在巖石邊坡開(kāi)挖過(guò)程中，為使保留巖體不受爆破的不良影響，除采取預(yù)裂爆破措施外，一般設(shè)置1～2排緩沖爆破孔，其孔距、裝藥量應(yīng)小于主爆孔。與預(yù)裂面相鄰的松動(dòng)孔，應(yīng)嚴(yán)格控制其爆破參數(shù)。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(nèi)）進(jìn)行爆破時(shí)，必須嚴(yán)格控制淺孔火花起爆的裝藥量，建議采用手風(fēng)鉆造孔，孔距50cm，線裝藥量30g/ m。當(dāng)裝藥量控制到最小程度仍不能滿足要求時(shí)，應(yīng)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(duì)斷層破碎帶進(jìn)行處理時(shí)，首先對(duì)其進(jìn)行開(kāi)挖，然后使用混凝土進(jìn)行回填。開(kāi)挖時(shí)，開(kāi)挖深度為破碎帶寬度的0.5倍，開(kāi)口的寬度為破碎帶寬度的兩倍，選用C15混凝土進(jìn)行回填處理，在將破碎帶清理干凈后，產(chǎn)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(tài)缺陷

在對(duì)壩基表面形態(tài)缺陷主要存在陡坎、倒懸、陡坡、陡壁等缺陷、對(duì)于壩軸線上游側(cè)岸坡、趾板區(qū)出露的陡坎和倒懸使用C15混凝土進(jìn)行回填處理，陡坎和倒懸經(jīng)過(guò)處理以后坡度的陡度要控制在10.2～10.4以內(nèi)，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(jìn)行回填。壩軸線上游的陡壁和陡坡在使用混凝土進(jìn)行處理以后對(duì)于坡度仍然大于10.5的陡坡，要在距離陡坡面30m的范圍內(nèi)進(jìn)行填筑。

（3）探鉆孔處理措施

使用M15水泥砂漿對(duì)于壩基范圍中地質(zhì)勘探鉆孔進(jìn)行處理。在進(jìn)行處理時(shí)，首先要將鉆孔清掃干凈，鉆孔中的殘?jiān)疃纫刂圃?0cm以內(nèi)，然后沖洗鉆孔，下管到孔底后進(jìn)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(jié)語(yǔ)

綜上所述，在面板堆石壩施工過(guò)程中，趾板的開(kāi)挖是一項(xiàng)重要的施工內(nèi)容。在施工過(guò)程中，要全面考慮，保證開(kāi)挖施工的安全性、功能性和可實(shí)施性可以達(dá)到要求。考慮到堆石壩基礎(chǔ)的開(kāi)挖范圍比較大，開(kāi)挖過(guò)程中會(huì)遇到比較多的地質(zhì)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(shí)間，保證開(kāi)挖質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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