研究大坝基础高边坡开挖施工布置与开挖技术

2021-03-30唐连华

建材与装饰 2021年5期

唐连华

（广西增福建筑劳务有限公司，广西南宁 530000）

由于水利工程建设施工涉及的施工难点相对较多，工程施工规模较大，尤其在大坝基础开挖工作过程中，受施工条件以及周围环境条件等多方面因素的影响，造成大坝基础高边坡开挖工作过程中存在诸多施工难点问题，需要引起相关工程施工单位和人员的高度重视。在进行水库大坝基础高边坡开挖工作之前，必须要有效做好相关施工布置工作，同时对高边坡开挖施工技术进行合理应用，全面提高高边坡开挖施工质量和安全性，避免高边坡开挖工作存在问题，造成边坡稳定性因素的产生。

1 工程案例

要求结合我国某地区一处大型水库大坝工程施工展开分析和研究，本次水库大坝工程位于长江一级支流附近区域水库大坝，地质距离最近县城距离大约为60km，水库大坝工程上方集雨面积达到35km2，水库工程的正常蓄水位高度为386.0m，标准设计洪水位383.25m，水库校核洪水被高度为384.02m，水库工程总库容量大小为1035 万m3。本次水库大坝工程为沥青混凝土心墙石渣坝结构，水库大坝最大高度为65.0m。在本次水库大坝工程基础开挖施工过程中，主要针对的是左右坝肩土石方开挖，大坝基础松散层开挖以及左右坝间喷锚支护等相关工作内容。

2 大坝基础高边坡开挖施工布置要求

2.1 布置工作原则

在该地区的征地红线区域范围内，根据地形地貌条件特点布置出相应的配套设施，并且根据工程施工条件，对道路布置和材料的堆放地点进行确认。根据本次工程施工总量以及相关施工要求设置风、水、电，方便后续的工程施工衔接以及施工作业安排，需要有效避免出现交叉作业情况同时尽可能避免在施工过程中出现相互影响问题。通过使用已有的道路工程建筑物等，最大限度减少工程施工成本的投入量，避免和主干道路形成冲突，同时还需要有效做好大坝施工周围的道路布置工作。本次工程道路布置工作中形成路面宽度不小于7m 的双向车道路面回砂填料不能小于1m，以此保证交通通行的安全性[1]。

2.2 供电、供水布置工作要点

在大坝基础高边坡开挖工作当中施工，用水主要设置在水库大坝左右靠近冲沟附近设置出高位水池，每一座水池当中的水体容量大小大约为100m3，供坝区施工场地供水和使用。施工场地的供电主要承担的是大坝的右肩以及材料拌合厂的施工供电工作任务，同时还需要对管理房、溢洪道以及其他部位的施工进行供电。

2.3 施工区域弃渣场和炸药仓库以及油料储存库布置

本次水库大坝工程弃渣场设置在水库大坝下游区域大约1km 距离范围内，主要用来堆放水库大坝高边坡开挖工作过程中所产生的废气料渣，弃渣场设置在对面冲沟范围之内，距离水库大坝距离大约为1km，主要堆放大坝开挖所产生的弃渣料计划堆渣总量为3.76m3。在炸药仓库的布置过程中，必须要保证仓库所处位置的安全性和稳定性。本次工程施工过程中，炸药仓库设置在距离开挖施工区域大约300m 区域范围内，并且周围没有居民和高压线路的影响，同时距离，爆破开挖区域位置需要间隔300m以上，以此有效满足炸要储存要求。油料储存仓库需要根据高边坡开挖工作的推进而进行改变，通过使用随用随移的设置工作方法，对油罐的安装位置进行设定[2]。

3 大坝基础高边坡开挖施工技术应用要点

3.1 施工前的准备工作

在大坝基础高边坡正式开始开挖之前，相关工作人员必须要对事故现场的地形地貌条件情况展开全面分析和勘察，需要对工程项目开挖施工的重点和难点问题加以充分明确，并且制定出更加科学有效的工程施工方案，有效保证大坝基础高边坡开挖施工的整体质量。同时还需要有效做好前期的测量工作，准确设定基础高边坡开挖施工的中轴线控制点以及开口线等位置，了解整个高边坡开挖施工计划以及作业安排内容。根据工程施工现场的实际情况，做好前期的施工机械设备以及相关施工材料的准备工作，需要根据所设定的标准施工周期计划，合理调配机械设备和施工材料进场，有效保证机械设备的使用性能以及材料的质量，保证后续高边坡开挖施工的顺利进行。

3.2 高边坡坝基和断层槽开挖施工

在水库大坝的高边坡坝基以及断层槽开挖施工当中，需要有效遵循自上而下的开挖生产法，需要实现高层分层开挖施工，不能使用逆坡开挖的施工方法。在同一个区段施工过程中开挖施工需要采取平行下降的开挖施工方法，土质边坡分级开挖中高度不能超过10m，土质边坡分级开挖施工高度不能超过15m。水库大坝基础开挖施工当中，通过使用钻孔梯段爆破施工方法来加以开展，爆破梯段开挖施工高度需要根据爆破试验工作结果，以及工程施工机械设备等，对开挖施工区域的相关影响因素进行确认同时钻孔，爆破梯段高度不能超过5m，同一个区段的开挖施工需要保持平行下降，有效提高高边坡基础开挖工作的稳定性[3]。

3.3 基础高边坡开挖施工方法分析

在正式开始开挖工作之前，需要做好边坡的截水和排水工作，同时需要设定出安全监测桩结构，并且通过测量工作有效获取其中的原始数据信息，将其作为开挖边坡位移监测的基础资料。高边坡开挖工作采取的是自相而下分成开挖使用方法，不能产生逆向开挖情况，在边坡开挖工作中，要保证喷锚支护和开挖施工的同步进行，避免造成高边坡开挖断面稳定程度不足。在上一级台阶施工完成之后进行下一台阶钻爆工作中，需要对上一级边坡结构进行钻孔支护处理。

3.4 土方开挖施工

在土方开挖施工过程中需要有效做好边坡清理工作，通过使用1.4~1.6m3挖掘机设备，对边坡周围的植被以及松动的碎石进行彻底清理，边坡清理范围需要超过开口线以外5m，，坡体表面不能存在影响测量视野的植被，同时边坡结构不能存在危险石块的悬挂，以此提高整个高边坡结构的安全性和稳定性。边坡清理工作完成之后需要修建截水沟，协同业主、监理工作单位以及审计工作单位等，对原始的地形图条件进行全面测量和分析，通过地勘资料有效得出反推覆盖土层的开挖厚度情况，根据覆盖层的厚度大小对轮廓线2m 的距离进行标注处理，充分明确标识开口线的具体位置，同时对工程施工现场的相关管理工作人员进行全面技术交底工作。

3.5 石方开挖施工

在进行石方开挖时预裂爆破工作在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝。以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓。预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面，以及水平建基面等也采用预裂爆破。预裂爆破适用于稳定性差而又要求控制开挖轮廓的软弱岩层，根据大坝高边坡开挖设计工作要求，水库大坝的十方开挖量需要采取台阶式放坡结构来进行施工，在设计工作要求方面需要通过使用石料渣直接进行坝体填筑。在预裂爆破工作当中，需要先做好测量放样工作，确定开口线的具体位置，同时每一级边铺结构需要设置出一个预裂面，一次性完成整个爆破成型工作任务。在主体爆破工作当中预裂爆破需要沿着岩石结构方向进行起爆，通过自上而下分梯段进行操作，在起报工作过程中需要充分满足高边坡开挖设计工作原则。

3.6 坝基生产表层土开挖施工

在基坑排水工作过程中，由于水库大坝基础松散层表面开挖施工并没有完全挖出覆盖层和基岩层结构，根据工程施工图纸设计工作要求和标准，仅清除表面1m 厚度的土方即可完成。充分考虑到本次工程施工土石方开挖工作，需要保证高边坡结构的稳定性，坝基松散表层开挖工作需要提前与水库大坝左右肩石方爆破施工。在坝基松散表层开挖工作当中，河床基础结构图层相对较厚，需要根据工程施工设计工作要求设备进行土壤平铺。

3.7 喷锚支护施工

在喷锚支护施工过程中，需要设定钻杆和排水孔位置，在左右坝竖直爆破施工完成之后，同时需要使用挖掘机设备，在附近区域范围内搭建上一级边坡锚杆孔结构，以及对应的钻孔施工作业平台，要保证作业平台的尺寸大小符合高边坡后续支护工作的标准要求。在排架搭设过程中需要对爆破施工完成之后的残渣进行彻底清理，同时进行上一级边坡锚喷支护搭设排架结构使用的是双排架支撑形式，接头部位使用的是相互搭接方法，内侧立杆结构使用插杆柱将所进行连接。在锚杆和排水管安装过程中，锚杆孔钻孔工作完成之后，需要使用压力风或者高压水将孔洞内部多余到尘灰与浮渣进行彻底清理，经过工作人员检验合格之后方可进行后续锚杆插入作业。锚杆施工结束之后需要根据设计工作要求进行挂网，挂网工作完成之后需要展开混凝土喷射施工，混凝土喷射施工需要使用干喷法进行操作，需要保证一次喷射施工完成，通过采取自上而下的喷射施工方法进行操作。在混凝土面喷射施工当中，通过使用干喷法来进行施工，通过分层喷射方法保证混凝土材料和边坡结构之间的充分衔接，有效提高高边坡结构的整体支护工作效果[4]。