宋軍峰
(許昌水利建筑工程有限公司,河南 許昌 461000)
壩基開挖工程主要包括大壩左、右岸壩肩、壩基土石方開挖,以及右壩肩上游護坡土方明挖。主要的工作的內(nèi)容有:準備工作、場地清理、施工期排水、邊坡觀測、完工前的維護,以及將開挖可利用或廢棄的土方運到指定堆放區(qū)并加以保護、處理等工作。
壩基土石方明挖:大壩壩基開挖分兩個階段進行,截流前及截流后;截流前進行河道水面,截流后即全力進行剩余的土石開挖。截流前,計劃分左右兩岸進行施工,截流后,既全面投入壩基開挖;右岸壩肩為緩坡地形,全為土方開挖;左壩肩巖石裸露、坡度較陡。石方開挖基本在左壩肩。
左岸開挖區(qū)主要為石方開挖,根據(jù)設計圖紙要求其石方開挖僅為清理覆蓋層,挖除植被及灌木根系。利用岸坡的有利地形,上部灌木茂密,灌木的根系較為發(fā)達,在機械設備不能挖除時采用鉆爆、反鏟推土機配合清理推渣至坡下,裝運設備在下部出渣,鉆孔采用YT-28手風鉆造孔。供風采用1臺PDSJ750S移動式油動空壓機(21.2m3/min),空壓機就近安設,起爆時拖離至安全位置。上部出渣采用1臺1.2m3液壓反鏟。下部出渣考慮Z50裝載機配20t自卸汽車。
土方明挖在開始前首先采用HP160推土機自上而下進行覆蓋層的剝離,剝離深度為無樹木根系為止,清理樹木根系時采用1.2m3液壓反鏟挖除,清理后的腐殖土采用1.2m3液壓反鏟挖裝,推土機輔助推運,20T自卸汽車運輸至南溝指定棄渣位置。
土方明挖采用自上而下分層開挖的方法。土方邊坡對于機械能到達的部位采用1.2m3液壓反鏟挖裝,推土機輔助推運,20T自卸汽車運輸;對于可利用土料,棄至大壩下游堆料場堆存,無法利用土料棄至右岸下游南溝棄渣場。對于機械不能到達部位采用小型機具配合人工開挖。
土方開挖接近設計坡面時,按設計邊坡預留0.2m厚度的削坡余量,采用人工修整至設計要求的坡度和平整度。雨天施工時,施工臺階略向外傾斜,以利排水。在開挖施工過程中,根據(jù)施工需要,經(jīng)常檢測邊坡設計控制點、線和高程,以指導施工,并在邊坡地質條件較差部位設置變形觀測點,定時觀測邊坡變形情況。
3.1.1 開挖方法
測量放樣:利用全站儀,實地放樣開挖坡口線,打樁并用白灰線標識,將成果報監(jiān)理工程師批準后進行施工。
開挖排水溝:在距開挖開口線2m外按要求開挖截(排)水溝,以利排水。
削坡開挖:邊坡削坡,由人工配合1.6m3液壓反鏟隨同土方開挖同步進行。對邊坡區(qū),預留20cm保護層,由人工掛線鐵鍬削坡成型,邊坡坡比用坡尺控制。
土方開挖:從上至下分層進行。施工中開挖層面保持里高外低,以利排水。開挖前先作好截水溝、臨時排水溝,以防地表水沖刷坡面。
3.1.2 邊坡穩(wěn)定與安全應急措施
在整個施工期安排專人進行安全觀測、監(jiān)測,開挖過程中,如出現(xiàn)裂縫和滑動跡象,立即暫停施工并采取應急搶救措施,使危害減到最小程度,并及時通知監(jiān)理工程師。必要時,按照監(jiān)理工程師的指示設置觀測點,及時觀測邊坡變化情況并做好記錄。對于淺表性滑動面,采用液壓反鏟削除滑動體,降低滑動體高度。
石方明挖總體采用“自上而下、分區(qū)、分層梯段開挖”原則組織實施。自上而下逐層進行開挖,主爆孔采用YT28手風鉆造孔,鉆孔直徑為φ40mm,間排距為3×2.5m,供風采用1臺PDSJ750S移動式油動空壓機21.2m3/min,空壓機就近安設,起爆時拖離至安全位置。造孔間排距主要為左岸陡坡段開挖,采用爆破方式清除灌木根系時或較薄及邊角邊坡開挖部位,爆破時零星造孔,不存在間排距的問題。起爆方式采用非電延期毫秒雷管、微差起爆網(wǎng)絡,最大單響藥量按不大于200kg控制。
根據(jù)設計圖紙要求其石方開挖僅為清理覆蓋層,剝離強風化層,挖除植被及灌木根系。左岸壩肩灌木茂密,灌木的根系較為發(fā)達,根據(jù)左岸壩肩的實際地形,在機械設備能夠到達的部位采用反鏟、自卸汽車裝運的方式拉運至棄渣場;在機械設備不能挖除時采用鉆孔破爆、爆破后反鏟和推土機配合清理推渣至坡下,裝運設備(Z50裝載機在下部裝20t自卸汽車)在下部出渣(約在▽800位置)至大壩右岸下游南溝棄渣場。上部出渣采用1.2m3液壓反鏟配20t自卸汽車。下部出渣考慮Z50裝載機配20t自卸汽車。
右岸安排2臺1.2m3液壓反鏟挖裝,每臺反鏟配置4臺20T自卸汽車運輸,運距0.8公里;左岸安排1臺1.2m3液壓反鏟挖、1臺HP160推土機推石渣,下部1臺Z50裝載機裝、配6臺20t自卸車拉運,運距1.6公里;大壩基坑截流前安排2臺1.2m3液壓反鏟挖裝,每臺反鏟配置4臺20T自卸汽車運輸,運距1.4公里;三個工作面同時施工。左右壩肩開挖結束,所有設備全部投入壩基開挖。
可利用料堆在大壩下游堆料場內(nèi),棄渣棄至大壩右岸下游南溝棄渣場。
為保護開挖邊坡免受雨水沖刷,邊坡開挖前,按施工圖紙要求開挖并完成邊坡上部永久性截水溝的施工。對其上部未設置永久性截水溝的邊坡坡面,我方自行加設臨時性山坡截水溝,報監(jiān)理人批準后,在邊坡開挖前予以實施。
大壩基坑開挖,每次分層開挖前,在壩基設計線以外上游及下游開挖集水坑,將集水用污水泵抽排至圍堰外,開挖區(qū)局部積水用液壓反鏟挖明渠引排至集水坑。始終保持集水坑低于開挖面2~3米。確保大壩基坑開挖在旱地施工。因壩基軸線方向較長,考慮在上游和下游各開挖2~3個集水坑,抽排圍堰滲水及雨水。
根據(jù)招標文件要求,大壩土方開挖要用于大壩填筑,在開挖前,清除表層腐植土,并運至棄渣場,對可利用料的開挖,嚴禁與其它污染料混裝,專人指揮運至下游臨時堆料場堆存。堆料場地應平整、清潔,堆料時保持邊坡穩(wěn)定,并有良好的自由排水措施堆存結束,應用塑料薄膜覆蓋,防止垃圾污染料源及料源水分損失。
利用料主要用于大壩填筑,根據(jù)招標文件介紹,大壩開挖利用土料含水量低,需配水才可利用,顧在堆置利用料時,按試驗確定的加水量用灑水車對堆置土料分層加水,以確保全部利用。
開挖棄渣應嚴格按照招標文件要求棄至下游南溝內(nèi),棄渣場專人管理,按棄渣場規(guī)劃有組織棄置;出現(xiàn)不聽指揮,隨意棄渣將嚴肅處理,確保棄渣場施工井然有序。棄渣采用HP160推土機平整,分層用18T自行式震動蹍進行碾壓。
使用機械開挖土方時,為了減小邊坡開挖線的偏差,滿足業(yè)主高標準的要求,預留厚度為0.2m的保護層,由人工精心削坡。首先用全站儀精確放出開口線,人工打樁放線布方格網(wǎng),用坡尺掛線人工修整,每1m高度用儀器檢查一次,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,以滿足土方明挖質量要求的坡度和平整度。在馬道及建基面底部亦預留0.2m的保護層,人工開挖。為防止開挖成型的坡面土料受雨水沖刷破壞,在雨季施工時,邊坡預留0.2m的保護層,隨壩體填筑強度提前5~6天人工開挖,保證開挖建基面的土質新鮮干凈,無污物。為防止開挖成型的坡面土料在冬季凍融破壞,根據(jù)本工程凍土層在70cm左右的現(xiàn)狀,我部在開挖時根據(jù)工期及進度要求在適當高程控制預留開挖建基面保護層70cm,隨壩體填筑。
開挖過程中采取適當措施避免基礎巖石面出現(xiàn)爆破裂隙,或使原有構造裂隙和巖體的自然狀態(tài)不產(chǎn)生惡化。基礎開挖后表面因爆破震松(裂)的巖石,表面呈薄片狀和尖角狀突出的巖石,以及裂隙發(fā)育或具有水平裂隙的巖石均采用人工清理,如單塊過大,采用單孔小炮爆破?;A開挖后,如基巖表面發(fā)現(xiàn)原設計未勘查到的地質缺陷,按監(jiān)理工程師的指示進行處理。加強坡面保護,預裂爆破完畢后,對設計邊坡進行清理時,設專人指揮機械進行清理作業(yè),避免機械將設計邊坡挖超,必要時配人工清撬處理。
施工過程檢查中發(fā)現(xiàn)若有個別鉆孔偏離設計線超出設計允許范圍時,對該孔造設的鉆工和技術員進行再培訓,若經(jīng)培訓的鉆工和技術員再次出現(xiàn)類似情況,則將其調(diào)離該崗位。鉆孔施工時,逐孔登記編號記錄在案,爆破完成清理出巖面后,逐孔驗收,對達到優(yōu)良標準的相關人員進行獎勵,對未達到優(yōu)良標準的相關人員進行罰款,執(zhí)行項目部工程質量考核的具體內(nèi)容。
土石方開挖施工前,安全文明辦組織全員進行安全文明施工教育,并編印安全防護手冊發(fā)給全體員工,使全體參加施工的人員都有安全文明施工的意識,使大家從自我做起、從每一件小事做起,使我局在本標段的安全文明施工更上一個臺階。安全文明辦在施工區(qū)醒目位置設置施工標志牌、旗幟、防墜落危險源標識牌、安全警示牌、警告牌等。施工場地內(nèi)安設管式鏑燈照明,在危險地段應設置反光標志。為保證開挖在干地中施工,做好降低地下水位的排水布置。分層開挖時,用挖掘機開挖臨時排水溝,將水流疏導至集水坑用泵抽排至基坑外。
綜上所述,在壩基開挖施工的過程中,施工人員在施工的過程,一定要對工程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題采取有效的措施,盡量減少不良狀況的出現(xiàn)。同時施工的過程中加強質量的控制。
[1]洪云.大壩安全管理關鍵技術研究[D].河海大學2005.
[2]吳曉銘.水布埡大壩填筑碾壓施工質量監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].湖北水力發(fā)電.2002(01).
[3]周廷江.紫坪鋪混凝土面板堆石壩填筑施工 [A].土石壩技術-2008年論文集[C].2008.