双沟水电站大坝基础开挖技术方案

双沟水电站工程项目经理部文件技施字【2004】（104）号签发：李岱

关于报送双沟水电站工程大坝基础石方开挖技术方案的函

致：中国水利水电建设工程咨询西北公司双沟水电站工程监理部

现将双沟水电站工程大坝基础石方开挖技术方案报送贵部，请审批。

附件：双沟水电站工程大坝基础石方开挖技术方案

中水一局双沟水电站工程项目经理部

二00四年十二月二十八日

主题词：关于报送双沟水电站大坝基础石方开挖技术方案函

抄报：

拟稿：郭喜定校核：刘伟艳

目录

第1章概述 (1)

1.1工程概况 (1)

1.2本工程主要包含如下工作内容 (1)

1.3 施工条件 (1)

第2章施工总体布置 (2)

第3章施工方案、施工方法 (2)

3.1 施工程序 (3)

3.2 施工方法 (3)

第4章资源配置 (7)

4.1机械设备计划 (7)

4.2主要劳动力计划 (8)

4.3火工材料计划 (8)

第5章质量保证措施 (8)

第6章机械开挖与爆破开挖的经济比较 (9)

第7章安全生产及文明施工保证措施 (9)

7.1 安全保证措施 (9)

7.2 文明施工 (10)

第1章概述

1.1工程概况

双沟水电站位于吉林省东南部山区抚松县境内，第二松花江上游松江河上。

双沟水电站坝址区出露的地层主要为中侏罗系中统安山岩类及侵入其中的脉岩，以及第三系末至第四系初玄武岩。

安山岩：灰绿色、紫褐色，主要矿物成分为长石、辉石。新鲜岩石坚硬、较完整、强度高、弱风化单块岩石饱和抗压强度达102MPa。其中紫褐色的安山岩抗风化能力较差。特别是在干湿交替和温差变化较大的情况下，易风化破碎，强度相对较低。

岩脉有花岗斑岩、闪长玢岩、闪长煌斑岩、煌斑岩、安山玢岩及玄武玢岩等，岩脉走向多为北东20°～45°和55°～75°。出露宽度一般为1～3m，个别宽达8～60m。脉岩质坚性脆，节理发育，完整性差，与围岩呈裂隙接触或混合接触。

玄武岩：主要出露于右岸及河间地块山顶，玄武岩可分六层，单层厚一般为5～10m，最大厚约20m，每层玄武岩均有明显的相变特征。顶部相呈蜂窝、气孔状，内部相呈微密状，底部相，气孔较发育。玄武岩柱状节理发育，岩石完整性较差。层间夹有碎石壤土，砂卵砾石，与下伏侏罗系地层呈不整合接触。接触处有厚达1～6m的砂砾石夹壤土层。

第四系松散层，主要有河床冲积层，层厚1～2m；坡残积层（碎石壤土），一般厚度为1～3m。

地质构造

坝址及隧洞断裂构造较发育。但断层规模较小，按走向大致可分为三组：

⑴走向北东10°～30°，倾向北西，倾角67°～80°属平移逆断层；

⑵走向北东50°～70°，倾向北西，倾角60°～80°；

⑶走向北西330°～350°，倾向南西，倾角80°～84°；

坝区河床两岸部分地段形成小陡崖，其中有崩塌堆积，在坝上游河床右侧见有崩落大孤石。

1.2本工程主要包含如下工作内容

（1）全风化岩层开挖；

（2）强风化岩层开挖；

（3）弱风化岩层开挖；

1.3 施工条件

1.3.1水文

松江河位于吉林省白山地区的东部山区，为头道松花江的主要支流，发源于长白山西北麓的白云峰，流域面积1900km2，河流全长140km，河道平均比降10.9‟。

本流域内降雨分布很不均匀，基本上是从上游向下游递减的趋势；从时间分布来看，降雨多集中在6-9月，占全年的60％～70％。多年平均蒸发量为1126.5mm，6月～9月的半年蒸发量约占年蒸发量的80％。

1.3.2气象

二松流域属寒温带气候，冬季受西伯利亚高气压影响，西北风带来寒冷的气流，春季干燥而多风，夏季炎热而多雨，秋季短，天气晴朗凉爽，冬季漫长而严寒。最大积雪深度52cm，最大冻土深度1.26m，河流封冻期长达5个月之久。抚松气象站统计，多年平均气温为4.3°C，极端最高气温为34.9°C，极端最低气温为－37.7°C。流域内冬季多偏西风和东南风，3－4月份风速较大，抚松气象站统计最大风速为18m/s，相应风向为西南。

第2章施工总体布置

2.1施工供风

大坝施工用风主要采用移动式空压机供风。分别设置2台21.5m3电动空压机和2台11.5m3柴油空压机，供风能力为66m3/min。

2.2施工排水

在上游围堰最底点位置，设置排水泵站，顺围堰设截水沟至泵站集水坑内。其水泵设置排水流量4800 m3/h，满足渗水和天然降雨的最大排水强度。

2.3施工供水

施工供水主要利用设置在大汛围堰上游的供水泵站来满足开挖用水。

2.4施工用电

施工供电电源主要取自布置在上游围堰左端堰顶的500KW变压器。

2.2 施工道路

结合本工程实际施工特点布置以下几条施工道路：

（1）由上游围堰经上游跨江桥至右岸坝头临时公路和上游跨江桥至上游右岸弃渣场临时公路构成大坝上游右岸的场内交通干线公路；由青年村经引水洞进口至导流洞进口桥再至上游围堰临时公路和青沟子沟口桥至上游左岸弃渣场临时公路构成了大坝上游左岸的场内交通干线公路。

（2）为连接两岸交通，于清沟子沟口上游200m左右修筑临时跨江桥一座，并于清沟子沟口处修筑临时桥一座。

（3）由左岸上坝公路及左岸坝头至引水洞启闭机平台公路构成大坝左岸永久交通干线。

第3章施工方案、施工方法

根据设计图纸和地质勘探资料，大坝基础石方开挖总量16万m³，用破碎锤、反铲等机械开挖量10万m³，弱风化岩层用爆破开挖6万m³，炸药单耗0.466kg/m³。

3.1 施工程序

坝基石方开挖按照自上而下的施工程序，先进行两侧岸坡开挖，然后进行河床段趾板基础和堆石体基础开挖。

根据现场实际地质情况，为保证石方开挖施工中最大限度的减少爆破作业对建基面的扰动及对周围建筑物的影响，同时考虑到爆破作业存在的诸多安全风险，本着尽量减少爆破作业的原则，对于表层相对风化的软岩或次坚石，采用重型机械设备直接挖装或冲击破碎后挖装。

对于坚硬岩石的爆破开挖亦全部采用了控制爆破作业，尽量减少炸药单耗用量，对开挖岩体进行爆破松动即可，然后采用大功率的开挖机械设备进行开挖。

3.2 施工方法

3.2.1破碎锤开挖方法

对于坝基全风化及强风化岩层采用机械破碎锤开挖，根据测量精确放样出的坝基开挖轮廓线，采用挖掘机进行清除表土，将所要风化岩露出，由于开挖破碎的方式为自上而下分层开挖，因此首先根据实际地形修出第一级施工平台，以方便破碎锤及挖机摆放。

液压岩石破碎锤破碎施工时，将液压岩石破碎锤的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后开动破碎锤，利用破碎锤的冲击力，将岩石破碎。

破碎锤破碎岩体时必须严格按照设计开挖边线进行破碎，第一级施工平台上的岩层破到位并采用挖机将坡面修整平整后，然后进行下一施工平台岩体的破碎施工。

破碎锤破碎时挖机配合，清除破碎岩体，并将已破碎的岩体装车，运输车辆采用自卸车，运至指定地点，直至开挖至弱风化岩层。

3.2.2爆破开挖方法

石方爆破开挖采用手风钻开挖，开挖梯段高度小于4m。

石方开挖沿设计建基面的轮廓线采用预裂爆破，不具备预裂爆破钻孔条件时，在贴近建基面处预留保护层，最后用手风钻钻孔，采用密集、浅孔、小药量爆破方法分层开挖保护层。

坝基石方开挖全部采用非电起爆网络。爆破后的石渣用 1.6m3反铲装20t自卸车运至E渣场。

3.2.3爆破设计