河南明珠工程管理有限公司 河南 三门峡 472000
摘要：由于不同地区地质环境的差异，给水利工程施工带来了很多问题，其中高边坡开挖施工是最受重视的，本文结合黑河黄藏寺水利枢纽左坝肩高边坡开挖分析了水利工程中坝肩开挖工程施工方法、质量保证措施、安全文明施工等技术问题，以便同行参考。
关键词：高边坡、施工方法、质量保证、安全文明
1 工程概况
1.1工程简介
黄藏寺水利枢纽工程由碾压混凝土重力坝及坝后式电站等组成，坝体内布置了放水、泄洪及发电引水建筑物。坝顶高程为2631.00m，河床坝段最低建基面高程2508.00m，最大坝高123.00m，坝顶长度210.0m。
1.2工程地址
坝址位于黑河峡谷进口下游约1km处，黑河在坝址区附近整体流向N45°E。坝址区两岸山体雄厚，河谷狭窄，呈“V”型谷。坝轴线处右岸岸坡坡度一般为45°～60°，左岸2576m以上，岸坡陡峭，坡度一般为60°～80°，两坝肩地形略显不对称。
2 水文气象资料
工程区位于青藏高原东北侧的祁连山系中，主要受青藏高原气候的影响，基本为高寒半干旱气候。坝址地势高峻，气候严寒、湿润，海拔在2500m以上。工程区多年平均降水量400mm，其中6月～9月降水量占全年降水量的78％；多年平均气温0.7℃，12月平均气温为-12.2℃，极端最低气温-31.1℃，7月平均气温为10.7℃，极端最高气温30.5℃；年平均水面蒸发量为1500mm（E601蒸发皿，下同），年内5、6月份蒸发量最大，12、1月份最小；常年多为西北风，年平均风速2.0m/s，最大风速约20m/s。
3 高边坡开挖施工方法
3.1石方边坡开挖
根据设计图纸，大坝左岸石方边坡开挖分3个区域，每个施工区域根据地质条件所制定的支护方式也有所不同。由于地质条件复杂，边坡坡度陡峭开挖施工存在一定难度和风险。
3.1.1开挖范围
大坝左岸岩石边坡开挖分3个区，分别为：L0、L1、L2。
L1区第一层边坡开挖高程在EL2756.00以上最底部开挖高程在EL2526.00,共有13级马道，马道宽度为2m，设计坡比1：0.5；开挖后边坡喷混凝土厚0.1cm，挂钢筋网Ф8@20cm，砂浆锚杆Ф25，L=6m，间排距2.5m。
L0区开挖范围：开挖高程为EL2626~EL2526m，5级马道，马道宽度为3~6m，设计坡比1：0.3，1:0.4；开挖后的边坡喷M25F200砂浆5cm厚，待坝体混凝土浇筑前将喷砂浆清除。
L2区开挖范围：EL2696~EL2626m，5级马道，马道宽度为2m，设计坡比1：0.75，1:0.5；开挖后除喷锚支护外，局部采用随机锚索支护。
3.1.2开挖施工
石方边坡开挖施工自上而下分层进行，主爆孔采用阿特拉斯D7液压钻机钻孔，预裂爆破一般采用JK590半液压钻机或100B潜孔钻，浅孔爆破采用YT28手风钻。
开挖的爆破石渣采用1.6～1.2m3液压反铲挖装，20t自卸汽车出渣。YT220推土机配合进行施工道路修筑、渣料推集和清理工作面。
（1）测量放样
测量采用全站仪、GPS进行施工控制，控制放样精度不大于±1cm。每层石方开挖前，先采用反铲或推土机清理钻孔工作面，然后测量出岩石面高程，并结合基础开挖设计高程，确定出各部位的具体开挖深度，拆除爆破需要准确测量确定拆除建筑物受力点。
（2）钻孔
钻孔要求：钻孔严格按爆破设计方案进行，各钻孔需保持平直，钻孔深度需保证每层孔底高程一致，使爆破后的岩面平整，方便下一循环作业和满足建基面开挖要求。开挖边线采用预裂或光面爆破技术，预裂及光面爆破孔钻孔需做到“准、直、平、齐”，相邻炮孔之间的不平整度控制在15cm以内，最大超挖量不大于15cm。
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（3）装药
为便于药量控制，边坡保护层石方开挖爆破采用φ70mm和φ32mm药卷，边坡保护层缓冲爆破装药采用φ32mm药卷，预裂或光面爆破炸药一般采用φ32mm药卷，装药作业时，除爆破工之外，施工设备及其它施工人员均需撤出撤离到附近安全地带，并安排3～4人进行爆破警戒。
（4）联网起爆
装药结束，按爆破警报约定，进行准备――预警――起爆－－警报解除等程序，起爆网络根据现场地形及最小抵抗线的设计，可选用“V”形、斜行、“一字形”等起爆形式，由前排依次向后排起爆，为保证爆破作业安全，采用毫秒微差非电顺序起爆网络，保护层采用光面或保护层一次爆破（结合预裂爆破）技术。
（5）安全检查
爆破后，首先由爆破工及安全人员进入开挖区进行安全检查，对发现的问题如盲炮、险石等进行处理。
（6）安全处理
出渣之前，采用人工、液压反铲清理边坡松动石块，及时对开挖岩面进行检查，并根据情况确定是否需要临时支护，以保证岩石边坡稳定安全。
（7）掌子面清理
出渣并经安全处理之后，采用山推ST220推土机配合人工清理工作面附近的石渣等杂物，以方便下一循环作业。
（8）安全观测
爆破期间进行爆破振动测试，为台阶爆破单段最大起爆药量控制提供试验依据。
4 施工质量保证措施
4.1主要技术措施
（1）提前进行爆破试验，优化钻爆参数，控制爆破渣料粒径，使开挖料粒径满足有用料及出渣设备要求。爆破试验对孔网参数、保护层厚度、起爆网络、单耗药量、预裂线装药密度等钻爆参数进行优化，以选择最佳钻爆参数，提高爆破效果，确保开挖质量。
（2）对紧邻建基面上的梯段爆破、缓冲爆破以及受夹制的掏槽爆破开挖采用孔间微差爆破网络，以控制最大段单响药量，减弱爆破震动影响。
（3）岩石边坡采用预裂爆破技术开挖成型，边坡马道和水平建基面采用预留保护层方案施工。
4.2出渣
爆破的石方，采用装载机、液压反铲等配合自卸汽车运输到存弃渣场堆放。临时施工道路需要修好，防止交通事故发生。临时道路需要满足车辆通行的需要，对车流量进行测算，以满足出渣强度。道路需要有警示标志，有限速指示；渣场应有专人指挥，道路平整，防止车辆侧翻。
5 安全文明施工保证措施
（1）开挖施工自上而下分层进行，严禁使用自下而上或使岩体倒悬的施工方法。边坡开挖前，先完成开挖线外的危石清理等工作。
（2）在边坡开挖边线以外、通道外侧等部位必须设置安全可靠的防护栏杆和被动防护网等，防止落石伤人和坠落事故发生。
（3）开挖后的边坡及时清理掉表面浮渣和松动岩块，同时及时进行边坡喷锚支护。
（4）在施工过程中，随时对开挖边坡出露的渗水、软弱夹层、剪切破碎带等地质缺陷部位进行稳定性监测，一旦出现裂缝或滑动迹象，立即暂停施工，会同地质及监理工程师等进行检查研究处理。
（5）设置专职安全检查人员，随时检查安全隐患，发现问题及时解决。
（6）尽量少破土，少破坏森林植被，少占用土地资源，不污染水资源和土壤环境，以免引起水土流失、土地退化和河道污染，浪费土地资源。
（7）工程施工过程中外漏土石覆盖密目网，防止土石外漏对环境的影响。
（8）高边坡作业之前应组织进行作业风险识别及评价，制定风险消减措施。
结束语：
在水利工程中高边坡开挖是非常重要的环节，高边坡开挖工程的施工质量控制意义和作用重大，将直接决定整个水利工程施工的质量。采取科学合理的施工技术，精心组织，可提高施工质量和边坡开挖效果，为水利工程的最后完工提供有利的条件。
参考文献：
（1）《水利水电工程施工手册》（第2卷土石方工程）2002年出版。
论文作者:张陆鑫
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/28
标签：高程论文; 钻孔论文; 马道论文; 保护层论文; 作业论文; 坝址论文; 药量论文; 《防护工程》2017年第22期论文;