马沙沟堆石坝趾板及基坑开挖

刘红英

（中国水利水电第八工程局 云南永善 657300）

1 工程概况

马沙沟水库位于贵州省习水县，是习水火电厂的配套工程，其主要建筑物有面板堆石坝，左岸泄洪洞，导流洞、取水塔，本工程大坝开挖总方量约30万m3，大坝高81m，坝底高程1030m，坝顶高程1111m，坝体总填筑量约80万m3，大坝开挖主要包括趾板及基坑开挖。

2 施工特点

本工程河谷段地形较陡，开挖场地陕窄，施工难度大，趾板的开挖爆破后，将石碴抛至河谷中，上下游各形成一条出碴道，上游运至石门坎河谷中，下游运至导流洞出口下游河谷中。

3 趾板开挖

3.1 风、水、电布置

3.1.1 施工供风

趾板开挖采用YQ100潜孔钻，保护层开挖采用7655手风钻造孔。左右岸各配备潜孔钻机5台，手风钻8台。右岸趾板用风由导流洞上游空压房供风，布置3台20m3／min电动空压机，左岸趾板用风由下游拌和处空压房供风，布置3台20m3／min电动空压机，左右岸各布置一趟DN150主管，再用DN75支管接到工作面上。

3.1.2 施工用电

左右岸各架设一趟主电线，再由各主供电线接至工作面。

3.1.3 施工供水

上游空压房处各砌一水池，将河谷水流拦住，利用两级离心泵抽到左岸山顶水池，左右岸各接一趟DN100主管，再用DN75支管接到各用水点上。

3.2 施工程序

3.2.1 主体开挖

趾板开挖之前，左右岸1111高程各开挖一条施工道路，右岸道路作为1＃料场的上坝道路，左岸道路为泄洪洞的施工道路。1111高程道路形成之后，进行趾板的开挖。趾板开挖采用自上而下分层的施工程序，趾板开挖高程由1110.0m至基坑1030.0m。每一级开挖梯段高度为10m，每10m设2m宽的马道，边坡开挖坡比为1∶0.3，趾板开挖坡比为1∶1.83～1∶1.97之间，主体开挖时，为保护建基面，除预裂孔一次钻孔到位外，主爆孔预留2m保护层。主体开挖完成后，再进行保护层的开挖。

工作面清理。主体开挖爆破后，用挖掘机将爆破料抛至河谷中，进行工作面的清理。由于工作面宽度在15m左右，推土机使用效率不高，抛碴过程没有使用推土机。开挖至1090m高程后，由于挖掘设备已无法下至工作面，所以左右岸各关一台挖掘机在工作面上，放炮时进行有效地保护。爆破工作面清碴工作完成后，现场施工人员及时通知测量人员检查超欠挖情况，检查合格后，再进行下一工作面的测量放样。

首先，测量放样。放样时测量人员严格按设计图放样，作好孔号牌，并按设计图编写孔号，再实测各钻孔孔口高程，计算实际孔深。预裂孔放样时，用人工沿预裂线将基岩面扒出，施工初期时预裂孔孔距为0.8m，在距预裂线3m处放出每孔的方向线。缓冲孔距预裂面1.5m，孔距为2.0m，主爆孔距为2.5m，排距为2.0m，呈梅花型布置。后期施工当中，现场技术人员根据实际情况进行了调整，调整后的孔网参数为：预裂孔孔距1m，缓冲孔不变，主爆孔孔距为3m，排距为2.5m。

然后，钻孔施工。

①预裂孔施工。初期施工时，预裂孔架钻时跟主爆孔架采用同一方式，三脚支撑法，钻架为一支撑点，钻架后用两根可调节长度的活动钢管支撑。预裂孔的角度及方向控制分别采用地质罗盘进行控制。施工过程中，提钻或吹孔时，易造成钻架移动，使钻孔角度产生偏差，爆破后预裂面平整度差。为解决这一问题，后来采用样架进行预裂孔的施工。预裂孔造孔之前，先用脚手架搭好样架，样架的倾角与预裂孔钻孔角度相同，距离预裂孔的位置为钻机前后宽度的一半。样架搭好以后每隔两米打一插筋将其固定，根据钻孔方向用红油漆每隔0.8m在样架上做好记号，将钻机固定在样架上，采用样架固定钻机进行预裂孔的施工后，产生的效果显著，钻机被牢牢固定在样架上，造孔的角度基本一致。爆破后预裂孔残孔平行，平整度好。

预裂孔开孔时，用低压慢速行进或用钢钎、撬棍等物抵制钻头往前漂移，待钻进一定深度稳定后，再加风压，正常施工；在钻进1～3m深度过程中，随时检查校正钻孔角度，要求预裂孔钻孔角度误差控制在±1°范围内，主爆孔钻孔角度误差控制在±3°范围内。

②缓冲孔及主爆孔施工。缓冲孔及主爆孔造孔时根据设计要求预留2m保护层，缓冲孔的钻孔角度在施工过程中也应严格控制，其误差控制控制在±1°范围内，主爆孔钻孔角度误差控制在±3°范围内，缓冲孔及主爆孔孔深控制在±3cm内，以保证爆破后的工作面平整。

③孔口的堵塞，孔深检查合格后，用水泥袋将孔封堵密实，防止石渣碎块掉入孔内，导致堵孔或致使孔深不够。

钻好后要进行孔的验收。

施工过程中严格实行三检制，即班组自检，作业队复检，质检员终检，验收合格后方可装药爆破。

钻孔人员施工过程中，每一孔钻孔完毕，测量孔深，深度不够时重新进行洗孔，施工员对钻孔情况进行复检，质检人员进行终检，对不合格孔进行重新洗孔或重打。

验收后进行装药爆破。

孔深验收完毕以后，技术办根据实测孔深，计算每孔装药量，作出爆破设计图，将每孔孔深与装药量写在纸上，装药时根据其数据进行装药。

①预裂孔装药。预裂孔装药线装药密度设计值为0.4kg／m，分三段装药，底部一米连续装药，中部上部分别为设计药量的120%，80%，堵塞长度为1m。

②主爆孔及缓冲孔装药缓冲孔装药量为主爆孔的70%，采用φ65的乳化炸药连续装药，主爆孔采用φ75乳化炸药连续装药。

③网络连接施工初期网络设计为排间微差法，采用导爆索入孔，导爆索联网，排内用25ms非电雷管分段，排间用110ms非电雷进行分段。排间微差由于单响药量大，对边坡及底板的振动破坏作用大。而且用导爆索联网爆破经常出现瞎炮情况。为解决这一问题，现场技术人员与技术办联系，决定采用孔间微差爆破法，用非电雷管直接下孔，孔间用25ms非电雷管联接，排间用50ms非电雷管联接，预裂孔在主爆孔起爆之前75ms起爆。这样的网络联接既控制了单响药量，又解决了瞎炮的问题。

在爆破施工中要注重爆破安全。

爆破网络验收后，现场总调人员通知各作业队作好机械撤离和保护工作并通知安全科，安全办安排警戒人员进行人员疏散，警戒信号为电动警报器，分三次报警，第一次为三长声为预报，进行人员疏散及设备撒离，第二次点火警报为二短声，第三次为解除警报为一长声，爆响后，施工人员检查确定无瞎爆后通知安全办解除警报。

同时要注意施工质量。

由于在施工过程中，严把质量关，爆破后预裂孔残孔率大于80%，两孔间不平整度小于15cm。

3.2.2 保护层开挖

在下一层主体开挖的同时，进行上一层保护层开挖，，保护层开挖采用手风钻造孔，孔径φ42，孔排距均为1m。

首先，测量放样。主爆孔开挖爆破清碴后，通知测量放样，进行保护层开挖，由于保护层开挖孔排距小，工作面大，对每个孔放样不现实，加上保护层开挖要求严格，绝不允许欠挖，因趾板混凝土厚度仅为0.6m结构要求极高。初期放样时，测量人员在工作面上放几个高程点及孔深，钻孔人员参照高程及孔深进行钻孔，因无孔深资料，又怕超深，造成过多的超挖，如果钻孔深度不够，开挖一次很难到位，有时几次都难到位。为解决此难题，现场技术人员与测量人员商定在每一变坡段的四个角各打一根插筋，根据坡段的坡度，在每一插筋上用红油漆打上一点，这四个点离建基面的距离均相等，将四点用线连接起来，这样便形成了一个与建成基面平行的平面，通过这一办法解决了施工中放样难的问题，有效地控制了开挖质量，提高了保护层的开挖进度。

其次，装药爆破。保护层造孔完毕后，为减弱爆破对建基面的破坏作用，，先往每个孔内装锯木灰作为柔性垫层，其深度为10cm～20cm，然后再装入炸药，保护层的装药采用导爆索传爆，起爆网络采用排间微差。

然后，进行撬挖层施工。保护层爆破清碴后，局部位置仍存在欠挖，为处理这些部位，现场施工人员将7655手风钻改装成冲击钻进行处理，冲击钻处理不了的地方，用手风钻顺着趾板设计坡度造孔，然后将φ32的炸药剖成4份，进行间隔装药，间隔装药爆破效果良好，半孔率高，建基面开挖完全满足设计要求。

4 基坑开挖

4.1 道路开挖

左右岸趾板开挖完后，进行基坑开挖。基坑河床高程1045m，而基坑顺河流长度只有28m，基坑底部高程为1030m，基坑深15m，如不修路基坑1037m以下无法出碴。为此，在基坑开挖之前，先在基坑下游开挖一条长70m宽8m的道路。道路开挖造孔采用742露天液压钻造孔，先进行左右边坡预裂，边坡预裂爆破完成后，进行主爆孔造孔，主爆孔造孔采用孔间微差 “V”型起爆法，爆破效果良好，下基坑道路一次便成型。

4.2 基坑掏槽

基坑掏槽爆破的好坏，直接影响至开挖主体爆破的好坏，现场技术人员根据以往的施工经验，严格按技术办的设计进行施工。由于基坑深15米，除预裂孔一次到位外，主爆孔分二层爆破，进行两次掏槽。为保证掏槽效果，布孔时，每孔必须测量放样，准确计算出孔的深度及角度，钻孔时严格按放样的孔角及孔深进行作业，爆破作业时严格按技术要求进行装药爆破，起爆部位采用螺旋法起爆，即中间孔最先起爆，周边孔再呈螺旋状一个接一个起爆。后半部份采用 “V”型起爆网络与螺旋网络连接，爆破后效果明显，掏槽深度达到设计深度的80%。

4.3 基坑排水

基坑排水在基坑开挖过程中起至关重要的作用，水排不了，工作面就不能出来，严重影响施工进度。因此，集水井的开挖就显得至关重要，在本开挖过程中，每开挖一层，挖出工作面以后，在上游面先布置螺旋孔，炸出集水井，并以最快的速度将水排干，以利下一工作台面的开挖工作。

5 工程质量

（1）质量计划 （作业指导书、施工组织设计等）发放及时、到位。

（2）施工组织设计、施工措施按照合同要求报审，施工程序、施工工艺均严格按照审批文件进行。

（3）严格按照合同要求接受监理的监督、认真贯彻执行监理及相关监督单位的指令，不断改进质量管理工作。

（4）严格执行质量"三检"制度，质量事故建立相应的报告且对事故 “三不放过”原则的执行情况，且记录到位。

（5）健立健全完整的现场值班记录制度，真实记录现场情况。

（6）在开挖施工过程中，杜绝了欠挖和破坏边坡母岩。（7）预裂面的半孔率达80%。

（8）趾板开挖完全满足设计要求，边坡开挖坡面稳定，无松动岩块，无倒悬，边坡坡度小于设计坡度。

6 结束语

在马沙沟趾板及基坑开挖过程中，现场的技术人员及施工人员精心组织、精心施工，从施工放样、钻孔、装药、联网等全过程进行质量监控，并不断地优化施工，趾板及基坑中欠挖、平整度、残孔率均达到设计及规范要求，保质保量地完成质量要求高的趾板及基坑的开挖。