抽水蓄能电站上水库明挖工程施工方案及主要施工措施

抽水蓄能电站上水库明挖工程施工方案及主要施工措施 1.1 明挖工程概述 本标段明挖工程包括堆石坝坝基开挖，库盆库岸开挖、5#垭口副坝开挖、库底排水廊道、引水闸门井平台工程中的明挖工程。 1.2 明挖工程主要工程量 土石方明挖工程量见表6.2-1。 表6.2-1 土石方明挖主要工程量表 项目名称 类型 单位 数量 库盆工程 土方明挖 m³ 722381.72 石方明挖 m³ 7185903.49 堆石坝 土方明挖 m³ 442197.14 石方明挖 m³ 62961 5#垭口副坝工程 土方明挖 m³ 223.56 石方明挖 m³ 117.80 库底排水工程 石方明挖 m³ 21263.42 引水闸门井平抬 土方明挖 m³ 8057 石方明挖 m³ 18800 上水库进/出水口工程 石方明挖 m³ 28666 渣场挡护、排水措施工程 土方明挖 m³ 19677 石方明挖 m³ 22950 1.3 施工重点、难点及对策 (1)进/出水口明挖必须抓紧工期是上水库土石方明挖的第一大特点 进/出水口工程虽不在本工程关键线路，但工期十分紧张，对整个工程下闸蓄水同样起到关键性控制作用，在施工过程要引起特别重视，必须按施工进度计划安排进行控制。根据进/出水口“明挖工作面多易提前进度、洞挖工作面少易制约进度，混凝土工程量大、交叉作业易限制进度”的特点，“成事在人”，我们认为提高明挖施工速度是解决进/出水口施工工期的重要手段，在施工中必须多组织设备和人员加快进/出水口的明挖施工速度，我们承诺“保证按计划工期完成，力争提前一个月完成”。 (2)库盆清理工程量大、支护工程量大，组织工作必须合理，突出重点，统筹安排，是上水库土石方明挖的第二大特点 库盆土石方开挖、清理工程量大、支护工程量大。在施工过程中，必须“突出重点，先难后易，统筹安排”，优先进行石料场、主坝、进/出水口、1#拦渣坝包围区域开挖和支护施工减少对主坝、进/出水口等关键部位施工的影响，后进行库区土方清理工作。 (3)石方开挖可利用料能否最大限度的利用是上水库土石方明挖施工的第三大特点 如何最大限度利用石方开挖可利用料，减少石料场的开挖量，以降低工程成本，必须在石方开挖过程中，区分好可利用料和弃料的界线，对爆破进行严格控制以获得合格的料源，做好料源在时间和空间的合理调配。 特别是进/出水口弱风化岩石开挖量大，可利用率高，施工时先剥离土方和全强风化岩石，后进行弱风化岩开挖，其弱风化岩石开挖阶段正好与坝体填筑时段吻合,可直接上坝利用，因此，施工过程中必须高度进/出水口弱风化岩石开挖与坝体填筑时间上的匹配问题。 1.4 施工现场布置 (1)施工道路布置 根据发包人提供的施工主干道和本标地形特点，结合本标的布置特性以及施工总平面和存弃渣场的布置，按照各施工时段各部位开挖施工的出渣需要，分别布置了以下开挖出渣运输道路。 2#公路：沿线经过2号渣场420m高程堆渣平台，上水库施工场地，为水泥混凝土路面结构。 4#公路：4#公路为临时性施工道路，为至上水库库盆沟底公路，主要连接上水库库盆施工区、挡水坝施工区及1号渣场，长2.3km，为泥结碎石路面。 5#公路：5#公路为临时性施工道路，为至上水库库盆560m高程处公路，主要连接上水库施工库区及2号渣场东北侧，长2.3km，为泥结碎石路面。 6#公路：5#公路为临时性施工道路，为至上水库右坝肩，连接库区4#、5#公路及1号渣场，长2.6km，为泥结碎石路面。 (2)施工风水电布置 ①施工期供风 上水库施工区主要用风点有库岸开挖。坝基坝肩开挖，集中布置3座固定式压缩空气站，布置于上水库左、右岸及上水库进/出水口，供风能力分别为80m³/min、80m³/min、20m³/min。 大量岩石开挖主要采用自带风CM351型液压钻机。 小沟槽开挖、保护层开挖、较陡的山坡部位开挖采用手风钻机和YQ-100型钻机，配备3台YW-9/7型移动式空压机。 ②施工期供水 在上水库库盆北侧630m高程处设置高位水池，施工用水均由高位水池引出。 ③施工期供电 土石方明挖工程供电主要包括：夜间施工照明用电、抽水机用电、机械修理用电、空压机用电。 库区施工用电线路布置： ①上水库堆石坝右坝肩：主要为右坝肩土石方开挖、堆石坝填筑，抽排水、污水处理及施工期间照明等。高峰用电量400kw/h。设置1#变电所，配置一台S11-500/10/10±2×2.5%/0.4kV变压器。 ②上水库右岸库盆：主要为上水库右岸库盆土石方开挖、抽排水、污水处理、施工照明等，高峰用电量300 kw/h。设置2#变电所，配置一台S11-400/10/10±2×2.5%/0.4kV变压器。 ③上水库右岸库盆：主要为上水库右岸库盆、进出水口土石方开挖、抽排水、污水处理、施工照明等，高峰用电量300 kw/h。设置3#变电所，配置一台S11-400/10/10±2×2.5%/0.4kV变压器。 ④上水库堆石坝左坝肩：主要为右坝肩土石方开挖、堆石坝填筑，抽排水、污水处理及施工期间照明等。高峰用电量250kw/h。设置4#变电所，配置一台S11-315/10 10±2×2.5%/0.4kV变压器。 施工现场照明： 上库夜间施工采用太阳灯投照方法。主要考虑在上库主坝和进/出水口两个重点施工部位的夜间施工照明，分别在主坝左右坝肩和进/出水口上平台布置4～6处太阳灯塔。每个灯塔根据现场照明情况安装1～2盏太阳灯，每盏太阳灯为10kW，局部部位辅以1kW碘钨灯照明。 1.5 施工排水布置 (1)截（排）水沟的布置 ①开口线上部截（排）水沟 未进入施工前，各施工部位上开口线外的截（排）水沟，按施工图的要求，首先建成，对于施工图没有布设永久截（排）水沟的部位，项目部按实际需要作出布置和排水沟结构设计，报监理人审批后实施。 ②施工道路旁的排水沟 上库临时施工道路均为沿山坡布设，道路靠山侧设置排水沟，暂考虑沟深0.2m～0.4m，底宽0.3m～0.5m，项目部按现场实际来水量确定。 (2)边坡面的排水 永久坡面的坡脚以及施工场地周边的坡脚，按施工图的要求建设排水沟，对于施工图没有布设永久排水沟的部位，项目部按实际需要作出布置和排水沟结构设计，报监理人审批后实施，以保护边坡的稳定。 (3)坑槽的排水 坝基坑挖，断层处理坑槽挖出现来水时，设集水井用抽水机抽排，考虑开挖的坑槽规模不大，采用65WQ30型和50WQ25型潜水排污泵抽排，设备性能为： ① 65WQ30型潜水排污泵，流量30m³/h，扬程30m，功率5.5kW。 ② 50WQ25型潜水排污泵，流量20m³/h，扬程28m，功率4kW。 (4)作业场地的排水 ① 开挖场地排水 上库的开挖场地多为山坡开挖，自上而下各开挖层依次顺序开挖，每层的开挖按从外向里的顺序进行，开挖场地的布置做到外比里稍低，形成自流排水状况。 ② 弃渣场弃渣层面的排水 渣场底部的排水：按施工图要求，先搞好渣场底部排水，渣场底部排（滤）水设施按施工图要求施工，并通过监理人验收后，进入自下而上分层弃渣。 弃渣层面排水：弃渣场每层弃渣，用进占法，从里向外进占卸渣，堆土机及时平整，形成里稍高于外的自流排水层面。 1.6主坝土石方明挖施工 1.6.1 概述 根据技术文件，设计对主坝趾板开挖和趾板建基面开挖要求如下： ⑴ 主坝趾板部位的基础开挖 剥离表层覆盖物、全风化岩土后，对地形、地质测量，并将资料提交，进行趾板二次定线。 ⑵ 趾板保护层开挖 ① 用中小直径药卷爆破下的保护层厚度不得小于1.5m。 ②紧靠建基面1.5m以上的一层可采用手风钻钻进，浅孔爆破。 ③建基面上1.5m以内的基础面保护层，采用手风钻逐层钻孔装药，浅孔密布方式爆破，每层孔深不超过50cm，火花起爆，药卷直径不得大于32mm（散装炸药加工直径不得大于36mm），最后一层炮孔孔底高程可钻至建基面终孔。 1.6.2 施工特点 ⑴ 施工道路布置是制约主坝开挖的关键因素，须根据主坝明挖施工各阶段的特点，保证关键道路的按期完工，合理布置支线和施工岔道，保证均衡生产。 ⑵ 主坝坝基及趾板开挖处于本工程的关键线路上，必须全力保证完成。 ⑶趾板基础岩体的保护层开挖必须控制严格，在施工中要采取严格措施。 1.6.3 施工布置 ⑴ 施工道路布置 左坝基础开挖: 由5号施工道路进入。 右坝基础开挖: 由6号施工道路进入。 ⑵ 施工供风 坝后下游侧石方开挖爆破造孔和预裂造孔主要采用液压钻完成。根据施工图要求，在坝左（水库右岸）及坝右（进/出水口）位置布置2座固定式空气压缩站，供奉能力分别为80m³/min、20 m³/min；主坝趾板岩石开挖和边角局部部位采用YQ-100型潜孔钻造孔，布置2台YW-9/7移动式油动空压机供风辅助。 ⑶ 施工供电 自主坝右岸2#变电所400V出线端立杆架设至用电施工部位。 1.6.4 开挖分区、施工顺序及分期 施工分区: 左、右岸两个开挖区同时施工。 施工顺序: 先土方后石方、自上而下开挖施工。根据上水库施工导流要求分二期施工： 第一期 施工导流完成前，进行坝肩及趾板开挖。 第二期 施工导流完成后，进行坝基及趾板开挖。 1.6.5 施工流程 主坝土石方开挖主要施工流程：测量放样→植被清理→截排水沟开挖→土方明挖→土渣清运→边坡支护→马道修整→单元验收→地形测量、放样→施工道路的修建及场地准备→爆破设计并审批→石方钻爆→爆渣清运→地质缺陷处理→石方开挖验收。 1.6.6 主要施工方法 (1)主坝基础土方开挖 采用3m³挖掘机装20t自卸车运输至上库1#弃渣场弃渣。开挖范围延伸至施工图所示最大开挖边线外侧5m（若开挖边线距征地线之间的水平距离小于5m，以征地线作为清理范围外边线）。 (2)左岸坝轴线下游侧边坡石方开挖 开挖坡比根据边坡地质条件不同分为1:1和1:0.75两种。 石方开挖自上而下分梯段进行，梯段高度不大于10m，具体根据边坡结构体型特征而定。边坡采用预裂爆破，预裂孔间距80cm，采用英格索兰ECM580型液压钻机造孔，孔径D=90～105mm，梯段爆破也采用液压钻机造孔，孔径D=105mm，施工时先预裂后梯段。 爆渣采用3m³挖掘机装20t自卸汽车运输。 边坡施工方法示意见图YM/C1-06-01。 （3）趾板石方开挖 石方开挖自上而下进行，趾板上游侧边坡分为1:0.75和1:1.5两种，下游侧边坡1:2，开挖断面较小，采用手风钻分层爆破。 边坡采用手风钻预裂爆破，预裂孔间距50cm，梯段高度不大于3m。梯段爆破采用毫秒微差挤压爆破，手风钻造孔，孔间排距0.8×1.2m，孔深不大于3m，施工时先预裂后梯段进行。手风钻预裂爆破参数，见表1.6-1。 表1.6-1 手风钻预裂爆破参数 名 称 符号 单位 取　值　范　围 梯段高度 H m ≤3 钻孔直径 D mm 40～42 爆破孔装药直径 d mm 32 预裂孔装药直径 d mm 22.6～25 爆破孔孔距 a m 0.8～1.2 预裂孔孔距 a m 0.45～0.5 排 距 b m b=w=（20～25）d=0.6～0.8m 光爆层厚度 h m 预裂法 h=0.3～0.5m 炸药单耗 q g/m³、g/m 爆破孔q=0.55～0.65kg/m³，预裂孔QX＝130～150g/m 趾板保护层开挖：底部预留2m的保护层，采用手风钻垂直分层爆破，分层爆破方法见表1.6-2。 表1.6-2 保护层手风钻分层爆破参数 开挖分层 钻 孔 深 度 装药直径 起爆方式 第一层 钻至保护层厚度的1/2 d=32mm 毫秒微差挤压爆破 第二层 钻至距建基面0.5m d=32mm 单