1、大壩土石方開挖施工趕工組織設計1概況1.1施工項目及工程量龍開口電站大壩土石方開挖項目包括：右岸上壩公路北線以下的壩肩開挖；泄洪壩段、廠房壩段、沖沙底孔壩段、右岸擋水壩段大壩基礎及中導墻基礎開挖、泄洪消能區沖坑開挖；廠房機組段高程1189.4m以上一期開挖及安裝場、尾水渠、沖沙建筑物及右岸擋土墻、進場公路、進場廊道基礎開挖；右岸壩頂灌漿洞及左岸壩頂灌漿洞0+100以后的開挖。主要土石方開挖工程量見表1-1。表1-1 土石方開挖工程量表項目單位土方明挖石方明挖石方槽挖石方洞挖小計左岸纜機平臺m³355016700100021250右岸纜機固定端m³100100左岸擋水壩段m&

2、#179;3083130831溢流、泄洪壩段m³1543759903951144770廠房壩段m³212014211669013287043沖沙底孔壩段m³11510148699163800右岸擋水壩段m³12490501167263261352442448下游岸坡m³9831181339179650灌漿平洞m³32023202攔污漂m³93558566499222右岸上壩公路北線m³603552503085385進場公路m³8820362012440合計m³390326235365422713

3、532027470141注：所有工程量均為設計量。1.2趕工原因 龍開口電站大壩土石方開挖較合同發生變化，土石方開挖工程量發生變化，大壩土石方開挖施工提交工作面日期合同定為2008年5月12日，實際開始開挖日期為2008年5月31日，由于開挖日期的調整，工期縮短，各部位及壩段開挖周期縮短。業主提供道路無法滿足開挖要求。 龍開口水電站大壩土石方一期開挖高峰期為雨季，天氣惡劣，造成開挖場內交通條件受限，造成施工難度大，加之施工場內抽水影響延誤開挖進度，場內開挖道路無法形成。開挖前期受征地、移民、地質災害等因素的影響，直接導致工期延誤、人員窩工、設備閑置等狀況，開挖施工受到節制，影響施工進度。 為保

4、證龍開口水電站大壩土石方開挖施工按時完成，特制定編寫龍開口水電站土石方開挖施工趕工措施，通過增加人員設備、優化施工布置和開挖程序及技術保證龍開口水電站大壩土石方開挖施工按時保質保量的完成。1.3地形地質條件根據招標文件提供的資料，壩址兩岸山體雄厚，左岸山頂高程1800m，右岸山頂高程大于3000m，兩岸大小沖溝發育，溝深長短不一，長年流水，壩址區較大沖溝有左岸上游的小莊河沖溝及右岸下游的龍開口沖溝。壩址地形較開闊，右岸高程1260m以下多為緩坡地形，坡度1020°，分布級堆積階地，高程1260m以上坡度一般為3545°，靠江邊呈基巖島狀地貌；左岸地形不規則，坡度一般為204

5、0°，局部見陡坎（壁），有零星堆積階地分布。壩址左岸基巖露頭較好，覆蓋層淺薄；右岸山坡高程12561290m有零星或小范圍基巖露頭，覆蓋層淺薄，高程1290m以上有殘坡積層分布，厚0.55.0m；高程1256m以下覆蓋層深厚，表層為壤土夾碎石，厚0.51.5m，下部為卵礫石夾漂石，厚度3.043.1m，其中部夾有厚215.1m的淺黃、灰色粉質粘土，呈硬可塑狀。壩址區基巖為二疊系上統玄武巖組（P2）玄武巖、黑泥哨組（P2h）灰巖和砂巖、燕山期煌斑巖脈及正長斑巖侵入體。1.4開挖施工難點及采取的措施根據本標控制性工期要求以及與其他工程之間的相互關系，本標土石方開挖具有開挖工程量大、工期緊

6、、點多面廣、施工強度高、干擾大的特點。能否如期提交大壩混凝土澆筑工作面，是本標開挖施工的關鍵所在，也是本標開挖工程的最大難點，對施工組織提出了較高要求。為確保本標控制性工期要求，及時為大壩混凝土澆筑提供工作面，根據現場地質地形條件及施工現狀，在保證施工安全的前提下，可同時進行右岸擋水壩段一期開挖、廠房15#17#壩段基礎、尾水渠壩下0+200.00樁號以前基礎開挖，形成多點多面的開挖格局。為保證出渣道路暢通，滿足車流量大的要求，將5#渣場內外線道路進行整修，路面拓寬至15m，上鋪50cm100cm厚碎石。同時根據進度合理配備大型挖裝、運輸設備，滿足高強度開挖施工的需要。2施工布置根據現場實際開

7、挖地形，結合本標開挖工作面和開挖工程量分布特點，按照各工程部位施工進度總體安排，進行施工道路及風、水、電布置規劃，主要內容如下。2.1施工道路布置目前連通上下游圍堰的施工道路R5、R6及5#渣場內外線道路已初步形成，作為主干道主要承擔右岸擋水壩段、廠房壩段及尾水渠邊坡基礎開挖出渣。隨著開挖的進行，R5、R6施工道路將作適當改線修整，并最終與R15、R16施工道路連通，承擔后期廠房基礎開挖出渣及部分混凝土骨料運輸任務。其余施工道路作為臨時便道修筑至各開挖工作面，各施工道路所承擔出渣任務及特性詳見開挖形象及施工道路布置圖（1/5）（5/5）。（1）從上游圍堰右堰肩1260m高程修R1、R2道路分別

8、至右岸擋水壩段高程1274m、1264m，用于右岸擋水壩段高程1264m以上一期開挖出渣；R3、R4道路分別從R5、R6施工道路分支修筑到達高程1254m、1244m工作面。R1、R2、R3、R4、R5及R6施工道路相結合共同承擔右岸擋水壩段、尾水渠高程1243m以上基礎邊坡開挖出渣。（2）從R5施工道路1238.88m高程修筑R7道路至右岸擋水壩段1234m高程，用于右岸擋水壩段高程1244m1234m的開挖出渣。R6施工道路經適當修整后，從高程1221m處修筑R8道路至右岸擋水壩段1224m高程以及R9施工道路至廠房壩段1210m高程，R8道路主要用于右岸擋水壩段高程1234m1224m的

9、開挖出渣，R9道路主要用于廠房壩段及尾水渠高程1220m1210m的開挖出渣。（3）R5、R6道路經適當修整后，從R5道路末端修筑施工道路R10至廠房壩段1202m高程，用于廠房壩段（帶尾水渠）高程1210m1202m以及右岸擋水壩段高程1224m1214m的開挖出渣；從上游圍堰右堰肩1260m高程修筑施工道路R11至右岸擋水壩段1264m高程，用于右岸擋水壩段高程1303m1263.5m的二期開挖出渣。 （4）從R5施工道路高程1224.73m沿上游邊坡1224m馬道修筑施工道路R12至右岸擋水壩段二期開挖邊線，用于高程1244m1224m的開挖出渣；從R5施工道路末端修筑施工道路R13至右

10、岸擋水壩段1202m高程，用于右岸擋水壩段一期高程1214m1202m及二期高程1224m1202m的開挖出渣；R6施工道路經再次修整后，從高程1207.2m處分別修筑R14、R15施工道路至尾水渠1202m高程及進場公路1243m高程。R14道路用于廠房壩段1214m1202m高程的開挖出渣以及R10、R13施工道路的拆除，R15道路用于尾水渠壩下0+273.35m樁號以后高程1243m以上以及高程1243m1224.2m的開挖出渣。右岸擋水壩段二期高程1263.5m1244m的開挖利用進場公路出渣。（5）R16道路沿原R14道路路線降坡至高程1193.77m，主要用于廠房壩段高程1202m

11、1189.4m的開挖出渣，并承擔尾水渠壩下0+200m壩下0+273.35m樁號之間部分出渣任務；R15-1道路用于尾水渠壩下0+273.35m壩下0+341m樁號之間1224.2m1215m高程的開挖出渣；R17道路用于圍堰下游尾水渠的開挖出渣。（6）左岸纜機平臺開挖可通過左岸纜機平臺施工道路進行，通過右岸纜機平臺施工道路可進行右岸纜機固定端開挖。（7）左右岸壩頂灌漿洞開挖可通過左右岸上壩公路進行。該道路規劃為各梯段開挖工作面的主要施工道路，根據開挖強度和工作面分層布置情況，在場內再另設施工支路，通過以上各施工道路布置，滿足大壩土石方開挖趕工進度要求。2.2施工供風本標段用風主要為開挖爆破和

12、支護工程造孔用風。梯段爆破主要采用CM351鉆機造孔，邊坡預裂爆破、建基面預裂爆破、邊坡支護工程和灌漿洞開挖造孔采取CM351鉆機為主、YQ100B潛孔鉆及YT28手風鉆為輔的原則。CM351鉆機自帶空壓機供風，YQ100B潛孔鉆以及手風鉆采用固定空壓站供風，所需風量為240m3/min。2.3施工供電本工程施工用電由業主提供的壩區110KV變電站供給，但是目前尚不具備供電條件，因此前期開挖施工用電擬從右岸已經布置的Z1、Z2線10KV終端桿接電至工作面，主要為夜間施工照明用電和部分電動設備用電，后期由業主提供的壩區110KV變電站供給。2.4開挖渣料堆放規劃本工程開挖無用料主要堆存于右岸1#

13、、3#、7#渣場，有用料存于右岸5#渣場。目前5#渣場尚未堆滿至EL.1260m高程，本標部分棄渣可堆存于該渣場。渣場擋排工程由其他承包人負責建設，本標段只負責管理和維護。開挖料依次作為混凝土骨料料源、圍堰填筑料和棄料。圍堰填筑料：圍堰填筑用堆石料采用弱風化至強風化巖層開挖料，運往3#渣場分類堆存。有用料：大壩基坑開挖料弱風化巖石（可作為混凝土骨料的開挖料）運至右岸上游5#渣場堆存。棄料：除滿足上述兩項備料外的開挖料均作為棄料。3施工程序及施工方法為滿足趕工進度需要，使機械設備及人員達到最大利用，本標段開挖總的施工程序是：河床截流前，先進行廠房臨時圍堰圍護內的右岸擋水壩段、沖沙底孔壩段及廠房壩

14、段開挖。河床截流后，待圍堰閉氣、基坑抽水完，進行溢流壩段開挖、廠房臨時圍堰拆除及廠房臨時圍堰占壓段開挖。3.1右岸擋水壩段及沖沙底孔壩段開挖施工程序受右岸抗滑樁施工的影響以及23#30#壩段地質條件的約束，將右岸擋水壩段分為二期開挖，先開挖一期，待設計單位勘測確定二期開挖輪廓線后，再進行二期開挖。廠房壩段根據開挖強度要求可與右岸擋水壩段一期開挖同時進行，但必須保證開挖臨時邊坡的穩定。土質邊坡坡度不大于1:1.5，石質邊坡坡度不大于1:0.5，當臨時開挖邊坡高度大于10m時，需按10m一層設置2m寬臨時馬道，以利邊坡的穩定。（1）一期開挖高程1224m以上主要為土方，開挖層高為5m左右，以下主要

15、為石方，開挖層高為10m，最大不超過12m。（2）二期開挖主要為石方，開挖層高按水平建基面控制。在永久坡面馬道及建基面位置預留2.5m保護層，等下一梯段坡面預裂工作面出來以后再進行預裂爆破。為保證造孔、出渣連續施工，須在分層的基礎上再分塊，合理布置工作面，在每層工作面出來以后進行地質鑒定，并根據監理人指示，每層施工時先開挖無用料，再開挖有用料。根據開挖工作面大小，可采取相鄰的上下兩層同時開挖的方式開挖。開挖施工分層詳見開挖分層圖（1/2）。施工方法土方開挖采用反鏟挖機直接挖裝，自卸汽車運輸出渣。巖石無用料和有用料開挖采用梯段爆破，永久邊坡、壩基斜面采用預裂爆破，斜面預裂孔造孔采用CM351為主

16、，YQ100B潛孔鉆為輔。水平建基面和馬道預留 3.0m厚保護層， YQ-100B潛孔鉆造水平預裂孔，上部采用CM351或手風鉆造垂直主爆孔實施水平預裂爆破，為保證水平建基面質量，一次推進長度不超過15m，爆破參數詳見爆破設計圖（3/3）。為保證各爆破分區間的臨時邊坡穩定，對臨時邊坡實施緩沖爆破，即減小孔距和藥量。爆破后采用正、反鏟挖機和裝載機裝渣，自卸汽車運輸出渣。3.2廠房壩段（帶尾水渠）開挖根據合同文件要求，工作面移交給我局時，廠房壩段已開挖至高程1220m，本標廠房壩段基礎從高程1220m往下開挖。目前除縱向圍堰右側預留有施工道路在1224m高程以外，其余部位已開挖至1220m大面。因

17、此進場先開挖1518#壩段基礎以及廠房14#機組的基礎，14#壩段基礎和廠房5#機組的基礎待臨時圍堰拆除后再開挖。考慮到尾水渠開挖工程量大，達到205萬m3，因此將尾水渠分部位分期開挖。尾水渠樁號壩下0+150.1壩下0+200.00m與廠房壩段基礎同時開挖到設計建基面，尾水渠樁號壩下0+200.00m以后的開挖可視開挖強度要求分期分部位開挖廠房壩段基礎開挖前需先抽槽形成下基坑道路，然后按不大于10m一層逐層往下開挖，開挖至建基面時，采用梯段爆破與水平預裂爆破相結合的方法挖除。尾水渠土方開挖采用挖掘機直接挖裝，推土機集渣，自卸汽車運輸出渣，坡面預留0.30.5m厚人工配合修整。對于土方中出露的

18、孤石采用手風鉆造孔爆破解碎，順邊坡出露的孤石采用手風鉆貼坡造孔，光面爆破開挖。石方采用液壓鉆和CM351造孔，梯段爆破開挖。尾水渠1：5邊坡預留2.5m保護層開挖，爆破后采用挖掘機挖裝，自卸汽車運輸出渣。開挖分層詳見開挖分層圖（2/2）。3.3灌漿洞開挖灌漿洞凈空斷面尺寸3×4m（寬×高），采用手風鉆造孔，周邊光面爆破，中部直孔掏槽，全斷面開挖，一次循環進尺12m。出渣采用1m3裝載機裝渣后卸渣至洞口附近，在洞口裝20t自卸汽車運走。灌漿洞開挖前須事先施工洞口鎖口錨桿后方可進洞開挖。3.4特殊部位開挖水平建基面開挖大壩水平建基面23#30#壩段預留保護層開挖，保護層厚度不小

19、于2.5m，保護層采用水平預裂爆破開挖，其余壩段采用梯段爆破與水平預裂爆破相結合的方法一次開挖成型。水平預裂孔采用YQ-100B潛孔鉆造孔，垂直爆破孔采用CM351。為保證潛孔鉆造孔精度，水平建基面每循環開挖推進進尺控制在15m以內。地質缺陷部位開挖建基面地質缺陷部位采用風鎬人工開挖或利用液壓反鏟直接挖裝。如需鉆孔爆破時，采用手風鉆造孔，按照“小梯段、小藥卷、微藥量、弱震動”原則進行爆破施工，爆破方向與斷層走向一致。4 施工技術根據我局在其他大中型工程爆破開挖的實踐經驗，結合龍開口開挖區的地質條件，進行設計計算，類比選用。確定爆破參數，再在施工之前進行爆破試驗加以驗證，不斷調整、優化爆破參數。

20、4.1預裂爆破（1）孔距：a=（712）D其中a炮孔孔距（mm） D鉆頭直徑（mm）YQ-100B型潛孔鉆或CM351鉆機，鉆頭直徑為90105mm，故a=（6301260）mm，強風化巖石取小值800mm，微、新巖石取大值1000mm。馬道水平預裂采用氣腿手風鉆造孔，鉆頭直徑為42mm，炮孔孔距為400mm。（2）線裝藥密度本標開挖巖石主要為玄武巖，平均飽和濕抗壓強度較大，根據經驗潛孔鉆造孔預裂線裝藥密度為300400g/m，氣腿手風鉆造孔水平預裂線裝藥密度為150200g/m。線裝藥密度根據試驗情況作調整。4.2梯段爆破（1）梯段高度H=10m左右（2）爆破孔孔距a=3.54.0m（3）爆

21、破孔排距b=3.0 m（4）超鉆深度 c=1.0m（5）爆破孔孔徑d=140mm（6）最后一排爆破孔距預裂面之間的距離為1.21.5m。（7）裝藥量QQ=qabH (kg)，式中q巖石爆破單位耗藥量0.630.72kg/m3。4.3孔間微差接力起爆網絡深孔梯段爆破網絡采用孔間微差順序爆破，這種塑料導爆管接力起爆網絡，能有效地將多孔齊爆變為單孔接力起爆，且前爆孔為后爆孔提供新的臨空面，能充分利用爆破能量，爆破時增加巖石相互之間碰撞次數，爆破巖塊的塊度小，且具有單段起爆藥量少，極大減小爆破振動對邊坡影響。4.4控制爆破開挖邊坡和建基面均采用預裂爆破或經監理人審查批準后采用聚能預裂爆破減少爆轟波對開

22、挖邊坡的影響，梯段爆破控制單響藥量等控制爆破措施，還需對新澆混凝土、新噴混凝土、錨索灌漿施工鄰近開挖進行控制爆破，根據質點安全振動速度嚴格控制單響藥量。根據水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范（SL47-94）附錄B、附錄C，質點振動速度傳播規律的經驗公式如下：Q=R3（V/K）3/a式中：V質點振動速度，根據標書要求混凝土齡期728天，V為35cm/s，取V=4cm/s。 Q爆破時最大一段允許裝藥量，kg R爆破區藥量分布的幾何中心至控制點的距離，m K.a與場地地質條件、巖體特性有關的系數，施工時由爆破試驗確定，對于硬巖暫定為K=100，a=1.4。根據以上條件，可計算出新（噴）澆混凝土

23、達齡期7天后，鄰近爆破作用點與新澆（噴）混凝土安全距離允許的最大單響藥量見表4-1。表4-1 安全距離與最大單響藥量關系表安全距離R（m）10152030允許裝藥量Q(kg)1.013.418.0827.27從上表可知，安全距離為15m時，單響藥量小于3.41kg，可采用手風鉆造孔小梯段爆破；安全距離為20m時，單響藥量小于8.081kg，采用50藥卷裝藥，5m高梯段，孔間微差順序爆破可滿足這一施工要求；安全距離為30m時，單響藥量可達27.27kg，采用60藥卷裝藥，10m高梯段，孔間微差順序爆破可滿足這一施工要求。對于廠房臨時圍堰拆除以及臨時圍堰占壓段的開挖，須特別嚴格按照控制爆破的要求，

24、控制單響藥量。5開挖施工進度計劃與強度分析本標段開挖工程2008年年底前需完成各類土石方總量約為432.7萬m3。右岸擋水壩段及沖沙底孔壩段在進場后立即開挖一期，到2008年8月1日開始開挖二期，于2008年10月31日前開挖完；廠房1518#壩段基礎及1-4#機組基礎開挖計劃于2008年7月1日開工，到2008年10月31日前完工；尾水渠樁號0+200.00m以前在2008年10月31日前開挖完，樁號0+200.00m以后至下游圍堰間的部分在2008年11月30日前完工。開挖施工進度計劃詳見開挖施工進度橫道圖。6主要設備配置6.1開挖強度分析根據開挖施工趕工強度，土石方開挖最大強度91.9萬

25、m3/月，發生在2008年7月，主要為右岸擋水壩段及產房壩段的開挖，其中土方開挖約69.9萬m3，石方開挖約22萬m3；石方開挖強度最大發生在2008年8月，約45.8萬m3，土方約41.1萬m3；水平建基面預裂鉆孔強度最大發生在2008年10月，約21205m。6.2主要施工設備配置根據施工趕工進度安排，以及各主要節點工期要求，結合我工程局施工機械設備的現有狀況來進行設備的選用與配置。土石方施工設備配置見表6-1。表6-1 土石方開挖施工設備表序號設備名稱型號規格特性生產地單位數量一、鉆孔機械1高風壓鉆機CM-351孔徑105宣化采掘臺102潛孔鉆機YQ100B孔徑90湖北黃石臺253手 風

26、 鉆YT-28孔徑42天水風動臺30二、挖裝機械1液壓反鏟挖機964斗容4.3m3臺1合計69.7m3斗容。2液壓反鏟挖機CAT385斗容4.3m3美國卡特臺13液壓正鏟挖機PC750斗容4.3m3日本小松臺14液壓反鏟挖機CAT330斗容1.6m3 美國卡特臺65液壓反鏟挖機CAT320斗容1.2m3 美國卡特臺26液壓反鏟挖機EX330/EC290斗容1.6m3 臺46液壓反鏟挖機沃爾沃290斗容1.6m3 臺37液壓反鏟挖機PC360斗容2.0m3 日本小松臺57液壓反鏟挖機神岡260斗容1.4m3 日本臺48輪式裝載機ZL50C斗容3.0m3廣西柳工臺49輪式裝載機ZLV115斗容5.

27、0m3美國卡特臺110輪式裝載機ZL20C斗容1.0m3廣西柳工臺1三、推土機械1推 土 機TY220162KW山東推土機廠臺22推 土 機PDY320235KW上海彭浦機器廠臺23推 土 機CAT D8R228KW美國卡特臺14推 土 機D85163KW美國卡特臺1四、運輸設備1自卸汽車330532t北方重汽輛52自卸汽車斯太爾20t濟南重汽輛120五、供風設備1移動空壓機LGCY-21/721m3/min柳州壓縮機廠臺102移動空壓機LGCY-12/712m3/min柳州壓縮機廠臺23固定空壓機5L-40/840m3/min柳州壓縮機廠臺6六、撬挖設備1風鎬G10天水風動臺20七、通風設備

28、1軸流風機YBT52-211KW樂豐機電臺17施工質量與安全7.1質量控制措施本工程土石方開挖工程中的質量問題主要指預裂爆破邊坡成型的質量和建基面的質量。抓好預裂鉆孔施工環節，嚴格監控鉆孔質量，必要時設專職質檢員旁站檢查指導施工。對于預裂爆破的邊坡，相鄰兩殘留炮孔間的不平整度不大于20cm，對于不允許欠挖的結構部位應滿足結構尺寸的要求，殘留炮孔壁面不應有明顯爆破裂隙，除明顯地質缺陷處外，不得產生裂隙張開、錯動及層面抬動現象。在開挖輪廓面上，殘留炮孔痕跡應均勻分布，殘留炮孔痕跡保存率，對微風化巖體達到70以上；對弱風化中、下限巖體不小于50；對弱風化上限巖體不少于10。為保證趕工進度按時完成，炮孔造孔時嚴格控制孔向和孔深，嚴格按爆破設計和規范控制孔排距，避免廢孔的產生，造成返工，影響施工進度。7.2安全保證措施安全生產是邊坡開挖施