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摘要： 本文主要介绍了坝基开挖施工工艺及开挖施工中的质量控制措施和所采用的爆破工艺，并结合实际工程实例分析坝基开挖方法，以供日后同行工作参考借阅。
关键词：水库施工；坝基开挖；施工技术
坝基开挖工程主要包括大坝左、右岸坝肩、坝基土石方开挖，以及右坝肩上游护坡土方明挖。主要的工作的内容有：准备工作、场地清理、施工期排水、边坡观测、完工前的维护，以及将开挖可利用或废弃的土方运到指定堆放区并加以保护、处理等工作。在坝基开挖施工的过程中，施工人员在施工的过程，一定要对工程中经常出现的问题采取有效的措施，尽量减少不良状况的出现。同时施工的过程中加强质量的控制。
某水库基础面开挖采用了预留保护层措施，且保护层开挖光面爆破参数选择合理，工程质量控制较好，坡面超挖及半孔率均在规范范围内；采取预留保护层手风钻剥挖方案，极大地减弱了爆破震动对基础面的破坏影响，从爆破后声波测试成果来看，波速值均未超过设计标准，爆破效果良好。
1工程概况
某水库拦河大坝为抛物线双曲拱坝+左岸重力坝。水库地形较为复杂，拱坝两坝肩为70°陡壁，施工前期因20t走索线尚未形成，坝肩开挖无法采用大型的施工机械。坝基最大开挖高度为左岸165m、右岸160m。右岸山高坡陡，大部分为陡坎，施工道路布置极为困难；左岸760～800m高程段为悬崖，施工道路无法布置，坝基开挖时开挖石渣将落入河床，只能从河床清渣，这就增加了施工难度。边坡开挖一般采用自上而下分层开挖的施工程序，但左岸重力坝在开挖前应在801.5m高程形成集渣平台，否则将有大量的爆破石渣落入河床，增加后期河床坝基开挖量；由于左右岸两坝肩边坡较陡，在开挖过程中，有大量开挖石渣落入河床，必须及时清理河床中的石渣。
2工程地质条件
该水库坝址河谷狭窄，为“U”型横向峡谷，左右岸地形不对称，断层及构造裂隙发育，弱风化带内及断层带附近发育有溶蚀夹泥层，左岸古河床下岩溶发育强烈，枯水季左岸存在地下水位低槽带。一级阶地为侵蚀阶地；沿左岸790～810m高程顺河展布的二级阶地为堆积阶地，为典型的残留古河床，原河床两岸的岸蚀现象较明显，底部冲积砂卵砾石层保存较好；三级阶地在左岸为堆积阶地，在右岸为侵蚀阶地。
河床基岩面起伏不规则，多有岩礁分布（高程758～755m，无纵向深槽）。坝址区断层以近垂直河流的北西西向N55°～80°W，NE∠70°～85°及北东东向N65°～90°E，SE∠70°～85°两组最为发育。此2组小断层沿河呈陡直的“X”型同序次发育，甚为密集（综合计算，每100m约为3～4条），呈棱型网格状分布，间距30～70m；北东东向断层表现为左行压扭性质，北西西向断层表现为右行压扭性质。其中，规模较大且对枢纽建筑物及坝肩抗滑稳定有影响的主要有f1、f2、f3、f4、f23、f25、f29、f30等8条断层。
3坝基开挖施工工艺
⑴坝基土石方明挖：大坝坝基开挖分两个阶段进行，截流前及截流后；截流前进行河道水面，截流后即全力进行剩余的土石开挖。截流前，计划分左右两岸进行施工，截流后，既全面投入坝基开挖；右岸坝肩为缓坡地形，全为土方开挖；左坝肩岩石裸露、坡度较陡，石方开挖基本在左坝肩。
土方明挖采用自上而下分层开挖的方法。土方边坡对于机械能到达的部位采用1.2m3 液压反铲挖装，推土机辅助推运，20T 自卸汽车运输；对于可利用土料，弃至大坝下游堆料场堆存，无法利用土料弃至右岸下游南沟弃渣场。对于机械不能到达部位采用小型机具配合人工开挖。土方开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留0.2m 厚度的削坡余量，采用人工修整至设计要求的坡度和平整度。雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利排水。在开挖施工过程中，根据施工需要，经常检测边坡设计控制点、线和高程，以指导施工，并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况。
⑵左岸开挖区主要为石方开挖，根据设计图纸要求其石方开挖仅为清理覆盖层，挖除植被及灌木根系。利用岸坡的有利地形，上部灌木茂密，灌木的根系较为发达，在机械设备不能挖除时采用钻爆、反铲推土机配合清理推渣至坡下，装运设备在下部出渣，钻孔采用YT-28手风钻造孔。供风采用1台PDSJ750S移动式油动空压机（21.2m3/min），空压机就近安设，起爆时拖离至安全位置。上部出渣采用1台1.2m3液压反铲。下部出渣考虑Z50装载机配20t自卸汽车。
⑶开挖方法。测量放样：利用全站仪，实地放样开挖坡口线，打桩并用白灰线标识，将成果报监理工程师批准后进行施工。开挖排水沟：在距开挖开口线2m外按要求开挖截（排）水沟，以利排水。削坡开挖：边坡削坡，由人工配合1.6m3液压反铲随同土方开挖同步进行。对边坡区，预留20cm保护层，由人工挂线铁锹削坡成型，边坡坡比用坡尺控制。土方开挖：从上至下分层进行。施工中开挖层面保持里高外低，以利排水。开挖前先作好截水沟、临时排水沟，以防地表水冲刷坡面。
4坝基开挖方法
4.1边坡开挖
钻孔孔位、角度和孔深应符合爆破设计的规定。钻孔偏差一般不得大于1°，开孔误差不应大于15cm；已完成的钻孔，孔内岩粉应予清除，孔口加以保护；对于因堵塞无法装药的钻孔，应重新扫孔，并经检查合格后才可装药。预裂爆破、光面爆破、梯段爆破的钻孔不得进入预留保护层内；高边坡开挖设置有马道时，所有钻孔均不得超过马道路面高程。布孔时，在开挖线转角处或预裂面两端至少应布置1个导向孔，以避免爆破裂缝进入两侧保留岩体内。
边坡采取深孔梯段、预裂爆破法施工，以保证边坡的开挖质量。特别对有水平马道建基面的要预留保护层（保护层厚度为1.5m，在进行下一级马道主爆之前对上一级保护层一次爆除）进行光面爆破；主爆区则采用孔间微差控制爆破技术；槽挖采用单孔火花起爆。 4.2基础开挖
该水库为双曲拱坝，拱坝的基础面为逐层变化的曲面，并且每一层开挖钻孔的方向及角度都在变化，因此施工控制难度较大，必须按照设计要求认真做好每一层的开挖布孔主放样图纸，以指导现场施工。
为了保证大坝开挖轮廓的准确性，在基础开挖前、开挖过程中和开挖成形后，均应按照监理工程师的指示和设计图纸要求进行测量放样，并严格控制放样精度。现场爆破孔测量放样严格按照设计钻孔布置图进行，并根据现场实际地形和孔口实际高程，以及钻孔角度要求进行准确推算。钻孔放样记录要及时发放到现场施工和质量控制人员种，以便于施工和过程检查。
5坝基开挖施工质量控制
5.1基础面质量控制
为确保边坡开挖质量，开挖施工时对钻孔、装药和连网爆破各个环节均应严格控制，尽量减少超挖量，杜绝欠挖等情况。主要控制措施为：
⑴坝建基面实际开挖轮廊必须符合设计文件所示或监理工程师指定的开口线、坡比、水平尺寸、高程和控制点坐标的要求。
⑵凡与结构接触的界面不得欠挖；超挖量不应超过15cm，开挖面应严格控制平整度，建基面起伏差不大于20cm；为确保坝体的稳定，建基面不允许开挖成向下游倾斜的顺坡。
⑶开挖后的建基面应干净、粗糙；建基面上不得有积水或流水，不得有反坡、倒悬坡、陡坎尖角；结构面上的泥土、锈斑、粉尘、破碎和松动岩块以及不符合质量要求的岩体等，均要求采用人工清除或处理。
⑷为保持开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，要求采用预裂或光面爆破技术；开挖施工前，要详细了解坝肩工程地质结构、地形地貌和水文地质情况，要根据岩体条件严格控制爆破参数，确保岩体的稳定和安全；对不良地质地段应采取有效的预防性保护措施。
5.2爆破质量的控制措施
⑴严格控制钻孔的孔径、孔位、孔深、方向和角度。梯段爆破孔孔径不得大于90mm，预裂爆破孔孔径不得大于90mm，保护层爆破孔孔径不得大于50mm；钻孔偏差不大于1度；开孔误差不应大于15cm。
⑵施工预裂爆破钻孔不得进入预留保护层内；预裂爆破时，在预裂面两端各布置1个导向孔，避免预裂裂缝进入两侧保护岩体内；任何爆破孔不得进入建基面内。
⑶采用间隔装药和不偶合装药，降低对岩石的挤压破坏作用。
⑷严格控制爆破规模和最大段单响药量。
6结束语
通过对本工程施工开挖效果的研究和实践， 积累了一定的施工经验， 但同时也存在以下几个方面的问题需要进一步改进和探索： ⑴对开挖基础岩石和岩性的判断能力需在施工实践中不断加强积累和认识； ⑵对开挖基础不同岩石和岩性条件下的炮孔孔距、排距及爆破网络的合理布置水平需进一步研究和提高； ⑶对开挖基础不同岩石和岩性条件下的炮孔的个性化用药量经验和计算水平有待提高； ⑷双曲拱坝坝基开挖施工的测量放样方法和放样精度需进一步研究和加强； ⑸需进一步提高现场各环节施工效率的管理水平。
关键词：水库施工；坝基开挖；施工技术
坝基开挖工程主要包括大坝左、右岸坝肩、坝基土石方开挖，以及右坝肩上游护坡土方明挖。主要的工作的内容有：准备工作、场地清理、施工期排水、边坡观测、完工前的维护，以及将开挖可利用或废弃的土方运到指定堆放区并加以保护、处理等工作。在坝基开挖施工的过程中，施工人员在施工的过程，一定要对工程中经常出现的问题采取有效的措施，尽量减少不良状况的出现。同时施工的过程中加强质量的控制。
某水库基础面开挖采用了预留保护层措施，且保护层开挖光面爆破参数选择合理，工程质量控制较好，坡面超挖及半孔率均在规范范围内；采取预留保护层手风钻剥挖方案，极大地减弱了爆破震动对基础面的破坏影响，从爆破后声波测试成果来看，波速值均未超过设计标准，爆破效果良好。
1工程概况
某水库拦河大坝为抛物线双曲拱坝+左岸重力坝。水库地形较为复杂，拱坝两坝肩为70°陡壁，施工前期因20t走索线尚未形成，坝肩开挖无法采用大型的施工机械。坝基最大开挖高度为左岸165m、右岸160m。右岸山高坡陡，大部分为陡坎，施工道路布置极为困难；左岸760～800m高程段为悬崖，施工道路无法布置，坝基开挖时开挖石渣将落入河床，只能从河床清渣，这就增加了施工难度。边坡开挖一般采用自上而下分层开挖的施工程序，但左岸重力坝在开挖前应在801.5m高程形成集渣平台，否则将有大量的爆破石渣落入河床，增加后期河床坝基开挖量；由于左右岸两坝肩边坡较陡，在开挖过程中，有大量开挖石渣落入河床，必须及时清理河床中的石渣。
2工程地质条件
该水库坝址河谷狭窄，为“U”型横向峡谷，左右岸地形不对称，断层及构造裂隙发育，弱风化带内及断层带附近发育有溶蚀夹泥层，左岸古河床下岩溶发育强烈，枯水季左岸存在地下水位低槽带。一级阶地为侵蚀阶地；沿左岸790～810m高程顺河展布的二级阶地为堆积阶地，为典型的残留古河床，原河床两岸的岸蚀现象较明显，底部冲积砂卵砾石层保存较好；三级阶地在左岸为堆积阶地，在右岸为侵蚀阶地。
河床基岩面起伏不规则，多有岩礁分布（高程758～755m，无纵向深槽）。坝址区断层以近垂直河流的北西西向N55°～80°W，NE∠70°～85°及北东东向N65°～90°E，SE∠70°～85°两组最为发育。此2组小断层沿河呈陡直的“X”型同序次发育，甚为密集（综合计算，每100m约为3～4条），呈棱型网格状分布，间距30～70m；北东东向断层表现为左行压扭性质，北西西向断层表现为右行压扭性质。其中，规模较大且对枢纽建筑物及坝肩抗滑稳定有影响的主要有f1、f2、f3、f4、f23、f25、f29、f30等8条断层。
3坝基开挖施工工艺
⑴坝基土石方明挖：大坝坝基开挖分两个阶段进行，截流前及截流后；截流前进行河道水面，截流后即全力进行剩余的土石开挖。截流前，计划分左右两岸进行施工，截流后，既全面投入坝基开挖；右岸坝肩为缓坡地形，全为土方开挖；左坝肩岩石裸露、坡度较陡，石方开挖基本在左坝肩。
土方明挖采用自上而下分层开挖的方法。土方边坡对于机械能到达的部位采用1.2m3 液压反铲挖装，推土机辅助推运，20T 自卸汽车运输；对于可利用土料，弃至大坝下游堆料场堆存，无法利用土料弃至右岸下游南沟弃渣场。对于机械不能到达部位采用小型机具配合人工开挖。土方开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留0.2m 厚度的削坡余量，采用人工修整至设计要求的坡度和平整度。雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利排水。在开挖施工过程中，根据施工需要，经常检测边坡设计控制点、线和高程，以指导施工，并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况。
⑵左岸开挖区主要为石方开挖，根据设计图纸要求其石方开挖仅为清理覆盖层，挖除植被及灌木根系。利用岸坡的有利地形，上部灌木茂密，灌木的根系较为发达，在机械设备不能挖除时采用钻爆、反铲推土机配合清理推渣至坡下，装运设备在下部出渣，钻孔采用YT-28手风钻造孔。供风采用1台PDSJ750S移动式油动空压机（21.2m3/min），空压机就近安设，起爆时拖离至安全位置。上部出渣采用1台1.2m3液压反铲。下部出渣考虑Z50装载机配20t自卸汽车。
⑶开挖方法。测量放样：利用全站仪，实地放样开挖坡口线，打桩并用白灰线标识，将成果报监理工程师批准后进行施工。开挖排水沟：在距开挖开口线2m外按要求开挖截（排）水沟，以利排水。削坡开挖：边坡削坡，由人工配合1.6m3液压反铲随同土方开挖同步进行。对边坡区，预留20cm保护层，由人工挂线铁锹削坡成型，边坡坡比用坡尺控制。土方开挖：从上至下分层进行。施工中开挖层面保持里高外低，以利排水。开挖前先作好截水沟、临时排水沟，以防地表水冲刷坡面。
4坝基开挖方法
4.1边坡开挖
钻孔孔位、角度和孔深应符合爆破设计的规定。钻孔偏差一般不得大于1°，开孔误差不应大于15cm；已完成的钻孔，孔内岩粉应予清除，孔口加以保护；对于因堵塞无法装药的钻孔，应重新扫孔，并经检查合格后才可装药。预裂爆破、光面爆破、梯段爆破的钻孔不得进入预留保护层内；高边坡开挖设置有马道时，所有钻孔均不得超过马道路面高程。布孔时，在开挖线转角处或预裂面两端至少应布置1个导向孔，以避免爆破裂缝进入两侧保留岩体内。
边坡采取深孔梯段、预裂爆破法施工，以保证边坡的开挖质量。特别对有水平马道建基面的要预留保护层（保护层厚度为1.5m，在进行下一级马道主爆之前对上一级保护层一次爆除）进行光面爆破；主爆区则采用孔间微差控制爆破技术；槽挖采用单孔火花起爆。 4.2基础开挖
该水库为双曲拱坝，拱坝的基础面为逐层变化的曲面，并且每一层开挖钻孔的方向及角度都在变化，因此施工控制难度较大，必须按照设计要求认真做好每一层的开挖布孔主放样图纸，以指导现场施工。
为了保证大坝开挖轮廓的准确性，在基础开挖前、开挖过程中和开挖成形后，均应按照监理工程师的指示和设计图纸要求进行测量放样，并严格控制放样精度。现场爆破孔测量放样严格按照设计钻孔布置图进行，并根据现场实际地形和孔口实际高程，以及钻孔角度要求进行准确推算。钻孔放样记录要及时发放到现场施工和质量控制人员种，以便于施工和过程检查。
5坝基开挖施工质量控制
5.1基础面质量控制
为确保边坡开挖质量，开挖施工时对钻孔、装药和连网爆破各个环节均应严格控制，尽量减少超挖量，杜绝欠挖等情况。主要控制措施为：
⑴坝建基面实际开挖轮廊必须符合设计文件所示或监理工程师指定的开口线、坡比、水平尺寸、高程和控制点坐标的要求。
⑵凡与结构接触的界面不得欠挖；超挖量不应超过15cm，开挖面应严格控制平整度，建基面起伏差不大于20cm；为确保坝体的稳定，建基面不允许开挖成向下游倾斜的顺坡。
⑶开挖后的建基面应干净、粗糙；建基面上不得有积水或流水，不得有反坡、倒悬坡、陡坎尖角；结构面上的泥土、锈斑、粉尘、破碎和松动岩块以及不符合质量要求的岩体等，均要求采用人工清除或处理。
⑷为保持开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，要求采用预裂或光面爆破技术；开挖施工前，要详细了解坝肩工程地质结构、地形地貌和水文地质情况，要根据岩体条件严格控制爆破参数，确保岩体的稳定和安全；对不良地质地段应采取有效的预防性保护措施。
5.2爆破质量的控制措施
⑴严格控制钻孔的孔径、孔位、孔深、方向和角度。梯段爆破孔孔径不得大于90mm，预裂爆破孔孔径不得大于90mm，保护层爆破孔孔径不得大于50mm；钻孔偏差不大于1度；开孔误差不应大于15cm。
⑵施工预裂爆破钻孔不得进入预留保护层内；预裂爆破时，在预裂面两端各布置1个导向孔，避免预裂裂缝进入两侧保护岩体内；任何爆破孔不得进入建基面内。
⑶采用间隔装药和不偶合装药，降低对岩石的挤压破坏作用。
⑷严格控制爆破规模和最大段单响药量。
6结束语
通过对本工程施工开挖效果的研究和实践， 积累了一定的施工经验， 但同时也存在以下几个方面的问题需要进一步改进和探索： ⑴对开挖基础岩石和岩性的判断能力需在施工实践中不断加强积累和认识； ⑵对开挖基础不同岩石和岩性条件下的炮孔孔距、排距及爆破网络的合理布置水平需进一步研究和提高； ⑶对开挖基础不同岩石和岩性条件下的炮孔的个性化用药量经验和计算水平有待提高； ⑷双曲拱坝坝基开挖施工的测量放样方法和放样精度需进一步研究和加强； ⑸需进一步提高现场各环节施工效率的管理水平。