1 工程概况
1.1基本情况
隘口水库位于重庆市秀山土家族苗族自治县隘口镇,水库大坝位于岑龙河与凉桥河汇合口下游500米处的平江河上,距下游隘口镇1.5Km,距秀山县城中和镇30km,国道326线从左坝肩附近通过。隘口水库工程主要由高80.2m的沥青砼心墙堆石坝、宽16米开敞式溢洪道、高55.10m岸边斜卧式取水塔及引水隧洞、灌溉干支渠114.92km,(其中支渠27.43km)、2座电站及一座水厂等组成。
左岸右岸大坝坝基土石方开挖主要包括四部分工程内容:两侧岸坡基础开挖、基坑砂卵石层开挖、灌浆廊道及防渗墙基槽开挖、溶蚀裂隙及溶洞追踪扩挖等。两侧岸坡开挖主要为清除表层植被及覆盖层,左岸尚有溢洪道的石方明挖;河床冲积层开挖需清除大坝河床砂卵石层,挖除表层腐植土及强风化、裂隙密集的岩石,开挖至弱风化层基岩,开挖高程自河床地面至基岩顶面,约EL488m~EL460m;灌浆廊道及防渗墙基槽开挖主要为坝轴线上两岸自坝顶至基坑底部的开挖岩石明槽,槽底宽为 3.0m~5.8m,槽两侧坡比为1:0.5,坝基底部基槽底高程为EL469.0m,开挖深度约为8~11m;对开挖过程中揭露的溶蚀裂隙及溶洞须进行追踪扩挖,并按设计要求确定的开挖范围及深度追踪清理。
1.2主要工程量
表1土石方开挖工程量表
注:表中未计入溢洪道开挖工程量,该部分开挖措施将另行上报。
1.3大坝工程地质条件
河床宽110m,坝顶河谷宽246m,河床覆盖层上游厚5.8m~38m,轴线厚6.5~
12.8m,下游厚7~18m。基岩左岸为O
1t 3、O
1t
2、O
1t
1、∈
3m
3层,右岸上游坝脚为∈
3h ,其余均为∈
3m
1地层,深部为∈
3h
层。
主要断裂有∈
3m
与∈
3h
分界附近的f
4
断层。
灰岩、白云岩饱和抗压强度45~55MPa,碎裂状白云岩为25MPa;基岩
f`=0.8~0.9,c`=0.8~1.0MPa,碎裂状白云岩f`=0.7,c`=0.6MPa,砼/基岩f`=0.7~0.75,c`=0.55~0.6MPa。砂砾卵石承载力标准值约0.5 MPa。泥夹砂砾石承载力约0.2 MPa,由于坝基河床普遍夹有土层,不宜作为持力层。
坝基岩体岩溶强烈发育,左岸平均溶洞直线率为5.57%,河床12.78%,右岸10.84%,坝址总平均溶洞
直线率为10.24%。
坝基岩体透水性左岸钻孔压水试验q>50Lu试段占左岸总试验段的18.8%,q<5Lu占78.1%;河床钻孔压水试验q>50Lu试段占河床总试验段的33.8%,q<5Lu 占54.3%;右岸钻孔压水试验q>50Lu试段占右岸总试验段的53.9%,q<5Lu占29.3%。
坝基岩体质量
左岸H
3、H
47
孔33m以下,公路以西不在岩溶管道上的岩体为Ⅱ—Ⅲ类,H
12
、
H
10
孔一线上部为Ⅲ类岩体,其余基岩以下30m溶洞直线率>10%的范围均为Ⅳ类岩体,溶洞集中有充填物地段为Ⅴ类岩体。
2 施工总体规划
根据大坝坝基开挖的设计图纸,坝基开挖大致可分为岸坡开挖与基坑开挖。坝基岸坡开挖可分为左右岸两部分,左岸因受导流明渠的影响,目前暂不能开挖,拟将在导流明渠拆除后溢洪道开挖时一并完成(溢洪道的开挖措施则专项另行上报);右岸岸坡开挖则在工程开工后立即开始,与基坑开挖同时进行,上下相互错开工作面。大坝基坑根据设计开挖情况拟沿坝轴线分为上下游两部分进行开挖,同时轴线附近可以先行开挖出来,以便于进行廊道基槽开挖,基槽开挖采取两侧预裂爆破,以保证开挖面的平整。开挖过程中揭示出溶洞后,将根据业主、设计、监理等各方确定的具体处理方案,进行追踪处理。
据此,坝基开挖大致可分为七个分区分别进行:右岸岸坡下游为第一开挖分区,右岸岸坡上游为第二开挖分区,下游基坑开挖为第三分区,上游基坑开挖为第四分区,坝基槽为第五分区,下游左岸岸坡及溢洪道边坡为第六分区,上游左
岸岸坡及溢洪道边坡为第七分区。前五个分区首先开始进行开挖,其中大坝基坑部分第一期也仅能进行导流明渠右侧以外的部分,导流明渠占压部分则需在第六、七区开挖时完成。
基坑开挖分层进行,主要采用反铲直接装15T自卸汽车进行渣料弃运,分层开挖高度按照机械的开挖能力设定,初步拟定为3.5m一层,开挖时注意与上下游围堰的防渗处理相协调施工。
3、施工总体布置
3.1施工道路
大坝坝基开挖的施工道路将充分利用场内已有道路,目前场内已有道路主要有:①右侧临导流明渠至上游围堰的道路,②自下游临时桥至下游围堰处新修的道路,开挖施工时将以这两条道路为出渣的主要干道。开挖过程中,将根据基坑开挖的需要,在开挖过程中在坝基上下游各形成一条下基坑的道路。上游下基坑的道路自临导流明渠的道路中段开始向上游修筑,随开挖分层逐渐下延,最终在左侧开挖时逐步挖除;下游下基坑的道路则布置在基坑右侧,逐渐向上游向左侧盘旋至基坑底部。另外,基坑开挖时,也将在原隘口中学教学楼后修筑道路,连接下游临时桥至基坑之间的交通。
3.2施工用电
考虑基坑排水用电及其它设备用电、后期施工用电等,拟在基坑上下游各设一台1000KVA的变压器,上游利用前期施工时在左岸高位设置的变压器,下游在原隘口中学三层楼的上游右岸靠山体附近,增设一台变压器,以供下游及右岸供电。自变压器下线分别接设电缆至各用电点。
为保证施工照明,在左右岸坝肩的便道上各布置2~3个可自由调整照射范围的投光灯,并在工作面设置一定数量的碘钨灯辅助照明。投光灯的位置可根据开挖的进度及实际需要调整,如左岸基坑开挖时可布置在导流明渠的边墙上,在拆除导流明渠进行溢洪道开挖时则移至左岸坝肩上部合适的位置;随道基坑开挖深度的加大,投光灯也可移至基坑周边向下照射。
3.3施工用风
由于坝基石方开挖量相对较小,根据开挖分期,一期开挖期间拟采用在开挖区设移动式空压机的方式解决施工供风。计划在右岸边坡基槽开挖过程中,在边
坡顶部设移动供风站,配置两台17m3/min和一台20m3/min的电动空压机供开挖钻爆用风,计划供6台手钻两台100B潜孔钻造孔。河床基槽开挖拟在左侧临近导流明渠处设两台20m3/min和两台17m3/min的电动空压机,供12台手钻和四台潜孔钻造孔用风,开挖过程中,空压机位置根据需要可调整。
二期开挖将主要为右岸边坡基槽及溢洪道的石方开挖,考虑在上下游边坡开口线附近合适的位置设置固定式空压机站。上下游两个空压机站供风规模均考虑至少需达到70m3/min,计划各配两台20m3/min和两台17m3/min的电动空压机,分别供上下游开挖区各4台潜孔钻和10台手风钻用风。如果开挖时间一期开挖能够及早完成河床基槽开挖,则计划将原导流明渠处配置的空压机转移至二期空压机站使用。各开挖区用风采用Φ108钢管接设至施工作业面附近,通过风叉软胶管接至各钻孔设备。
3.4施工供水
基坑开挖期间用水较少,如有需要,可采用潜水泵自基坑抽水泵坑处临时抽取。但考虑到后续工程施工的需要,拟在左岸开挖区上游及右岸开挖区下游高位各设一水池,采用Φ108钢管接至各施工作业面附近,通过水叉接水管供水。
4 进度安排及施工强度
为满足施工总进度的要求,大坝基础开挖工期要压缩在2.6个月,约80天左右完成。其中右侧岸坡基础开挖2008年8月10日至9月10日完成,左侧因受导流明渠的制约,以及溢洪道开挖的影响,拟在开挖溢洪道的同时开挖成型。河床砂卵石层开挖与岸坡开挖同步进行,计划至10月20日完成。
根据合同工程量清单,砂卵石覆盖层的开挖达48.07万m3,将成为控制施工工期的主要施工线路,计算下来,平均月开挖强度需达到18.5万m3。计划施工现场配备1台CAT365液压反铲、4台CAT330液压反铲,40部15T自卸汽车直接挖装土方出渣,经粗略计算5台液压反铲挖掘装车的施工能力约20万m3/月,考虑挖掘装车的施工储备,计划另配置一台CAT330反铲及PC220反铲作为备用,相应的进行一些其他场地的辅助开挖,但遇基坑开挖需要时,将无条件投入基坑施工。15T自卸汽车平均每车单班运输20次(6m3/车.次),日强度单班单车可以达到120m3,双班单车日强度240m3,40部汽车双班日强度9600m3,考虑各方面影响因素,每月平均按25天计算,月高峰期强度可以达到24.0万m3,考虑施工
不均衡系数取1.3,恰可以满足土方施工进度需要。
5 土石方开挖主要施工方法
5.1 岸坡土石方开挖
(1)右岸坝肩岸坡
右岸边坡地势陡峭、覆盖层局部出露较薄,根据设计图纸要求,仅进行覆盖层和全风化上部岩石的开挖,施工过程中较难形成施工道路,特别是坝轴线上游的部分边坡局部呈现陡崖,无法采用机械自上而下开挖。因而,对右岸坝肩的开挖拟分为两期完成,一期先进行坝轴线下游岸坡及防渗墙、廊道基槽的开挖,二期进行坝轴线下游全风化岩石的补充开挖。
一期坝肩下游边坡及基槽开挖时,主要利用前期施工时在下游坡修筑形成的之字形道路。边坡开挖采用CAT330或PC220反铲进行,由于坡面较陡,车辆无法至岸坡上直接进行装渣,土石方开挖弃渣需自坡面甩下,在坡底另安排一台反铲装车运输弃至渣场。基槽开挖则采用潜孔钻三面预裂爆破开挖,人工清渣,在坡底装车出渣。由于开挖覆盖层较薄,反铲在开挖过程中应事先探明工作面的稳定情况,再行施工,特别是注意遇不良地质时,应先进行试探性开挖,清除软弱部分后,具备反铲通过或站位的条件时,再进一步开挖,尽可能避免反铲一半在坚硬地面上一半在软弱面上的现象而出现侧倾。一期开挖过
程中,还需对坝轴线下游的表层植被进行砍伐清除,并人工清除表面腐土、覆土等,覆土清除时根据现场实际情况可采用高压水冲法自上而下进行,拟采用6~8kg/g的水冲压力,用两台IS65-40-250型水泵提供高压水,每台泵出水后接两个支管配高压水嘴,由人工在坡面上的移动冲水点进行作业,自上而下覆盖坡面。冲水人员要穿雨衣雨裤,佩戴安全带经绳子与坡顶可靠物或人相连。
二期进行全风化岩石的补充开挖需待坝体填筑时,随着坝体的升高,每上升3~5m由反铲对边坡进行补充开挖,对局部区域采用手风钻爆破开挖的方式。(2)左岸坝肩岸坡(溢洪道边坡)
导流明渠拆除后,利用左岸形成的高线施工便道进行开挖。
开挖前,先沿开口线外2m左右布置排水沟,将地表水引出开挖区。
施工方法主要采用液压钻机进行钻爆,根据设计边坡反铲自上而下翻渣至出渣便道,反铲装15~20t自卸汽车运至弃渣场。在覆盖层较薄的地方,采用人工
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