文维

（盘州市水利投资有限责任公司，贵州 盘州 553537）

1 工程概况

出水洞水库工程高边坡主要包括：①两岸坝肩边坡开挖和支护；②溢洪道边坡开挖和支护；③引水洞进口边坡开挖和支护；④坝后一级泵站、35 KV变电站边坡开挖和支护；⑤场内道路：1#道路K2+272-K2+500路段，2#道路K0+000-K0+100路段等4条路段；⑥3#主料场。

2 施工程序

2.1 土石坡开挖程序要求

水库工程高边坡开挖施工主要分为土方开挖和石方开挖。高边坡的开挖必须严格按设计图纸要求的坡比自上而下进行，台阶分级高度按设计要求进行。当设计无要求时，台阶高度控制在10～15 m。按设计要求对开挖出露的软弱岩层、构造破碎带及探洞配合排水措施进行喷锚支护等处理。整体边坡支护逐层进行。开挖坡面无陡坡、反坡，对岩石断层、裂隙、软弱夹层、局部反坡及凹坑按设计标准要求处理。

2.2 开挖程序

①土方剥离随梯段分层提前进行，随后石方处理。土方剥离由挖机直接完成，石方梯段采用CM351 高风压露天钻机造孔完成，采用毫秒微差、预裂或光面爆破方式。②开挖原则，自上而下、先挖后支（挖一层支一层）。③土石坡开挖处理步骤：首先进行边坡覆盖层剥离、主体开挖及边坡处理。其次边坡与开挖同步进行边开挖边处理；支护措施滞后高差不应大于1个梯段高度。第三分梯段开挖。结合开挖区布置、机械性能并考虑爆破方式等诸多因素后确定大高度边坡梯段高度，垂直边坡梯段≤10 m。各层开挖前首先做好永久及临时排截水措施，坡顶周边设截水沟，各层开挖向外设1%～3%的放坡，避免工作面积水。开挖具体施工程序见图1。

图1 石边坡开挖流程图

3 边坡开挖主要施工方法

3.1 土方边坡开挖

①土方采用挖掘机逐层开挖，由自卸车短距离倒运至指定弃渣场。自上而下分层分段施工，随时作成一定的坡势。出现裂缝和滑动迹象暂停施工并采取应急措施，通知监理人,设置观测点，并做好观测记录。②按设计图纸中的层高、坡比、马道位置、路线走向和断面要求施工，不得乱挖、超挖。弃土按照渣场堆放规定执行。

3.2 石边坡开挖施工技术

3.2.1 开挖技术特点

①石边坡“自上而下，分层分块”开挖，主要采用液压钻机钻孔，手风钻辅助。各层台阶按设计高度自上而下，分梯段钻爆开挖均采用预裂爆破或光面爆破成型。石方采用挖掘机配合自卸车倒运。②根据总进度安排及开挖强度在各边坡作业区布置1 台Atlascopco ROCD7 履带钻机，2～4 台YQ-100B 型潜孔钻，4～6 台YTP-28 型手风钻；临近边坡时，增设缓冲孔，保护边坡面。③边坡石方开挖每层按设计图纸要求设置马道，采用梯段爆破作业。梯段主爆孔采用潜孔钻机钻垂直孔，按爆破试验最佳爆破效果布置孔排、间距。以预裂爆破成型方式进行边坡开挖，梯段采用毫秒微差挤压爆破方式。石渣料装运至指定渣场，并严格按照渣场规定进行堆放。④相邻两炮孔间岩面平整度≤15 cm，孔壁表层不出现明显爆破裂隙；炮孔痕迹保存率：完整岩石≥80%，较完整和完整性差的岩石≥50%，较破碎和破碎岩石≥20%。⑤控制爆破参数，避免与预裂面相邻的松动爆破孔破坏要保留的岩体或留下不应有的岩体。⑥当暴露出的挖方是适用材料和非适用材料相混杂的挖方部分时，应分别开挖、移运。适用材料供填方使用，且不应被非适用材料污染，已污染的材料应按弃方处理。⑦按施工图纸和监理人指示处理软弱岩层和构造破碎带区域，并配合排水或堵水等措施。⑧边坡支护逐层进行，上层支护必须保证下一层开挖安全。⑨施工开始至工程验收期间应定期检查边坡的稳定性，若遇不稳定迹象应及时通知监理人，并立即采取有效措施。

3.2.2 石边坡爆破参数初选值

①梯段爆破参数。YQ—100B 潜孔钻、孔径75～100 mm、梯段高10～15 m、钻孔角度75°～90°、炮孔间距3～3.50 m、炮孔排距2.50～3 m、单耗0.30～0.35 kg/m3、炮孔堵塞长2.50～3.00 m、超深0.50～0.80 m。②预裂爆破参数。YQ—100B潜孔钻、孔径75 mm、孔距80～100 cm、药卷直径32 mm、不偶合系数2.30、线装药密度250～300 g/m。爆破前验证参数初选值,施工中确定最佳爆破参数。③高边坡预裂爆破布孔形式。见图2。

图2 边坡预裂爆破布孔形式图

3.2.3 开挖主要施工方法

①按设计要求挖好坡顶截水沟、坡脚排水沟。②自上而下用反铲挖掘机剥离表土覆盖层、开挖强风化岩层。③边坡分层高度按设计要求执行、采用梯段爆破作业，梯段采用Atlascopco ROCD7 履带钻机（或YQ-100 潜孔钻机）钻垂直孔，孔排、间距布置按爆破震动要求由爆破试验拟定，边坡开挖拟预裂爆破成型（地质条件较差的部位，采用保护层方法进行开挖）；梯段采用毫秒、孔内外微差爆破方式进行。钻孔开挖出渣设备有：Atlascopco ROCD7履带钻机、潜孔钻、手风钻、卡特挖掘机、DL505 装载机、20 t 自卸车等。④开挖有结构要求建基面要预留基础保护层，其厚度≥2.50 m 且大于等于上一层梯段药卷直径的35 倍。开挖保护层采用手风钻浅孔、分层爆破。上部炮孔不得穿入保护层，钻孔均不得钻入建基面岩体。⑤控制爆破技术开挖边坡轮廓面，对特别重要部位的开挖，需采用孔间微差爆破、孔内微差爆破、钻防震孔、减震孔、表面覆盖等一切必要措施，避免爆破震动的危害。⑥邻近两炮孔间不平整度≤15 cm，孔壁没有爆破裂隙。炮孔痕迹保存率：完整岩石≥80%，次之的≥50%，较破碎和破碎的≥10%。⑦邻近预裂面的爆破孔要控制其爆破参数达到爆破要求。⑧诸如马道样的台阶状部位控制预裂爆破上部装药结构，不得破坏台阶上部岩石基础；预裂范围超出梯段爆破区以外7～15 m，预裂缝宽≥5 mm，具体数据以爆破试验最佳结果拟定。⑨预裂爆破和相邻梯段在同一爆破网络中起爆时，预裂炮孔先于起爆≥75～100 ms。⑩邻近设计建基面和设计边坡的单段起爆药量≤300 kg，其它最大起爆药量≤500 kg；紧接保护层的上一层，单段起爆药量≤100 kg；临近设计边坡坡面的炮孔，应采用缓冲爆破，最大一段的起爆药量≤100 kg；边坡预裂爆破的最大段起爆药量≤50 kg。⑪保护层先期预裂、光面爆破开挖要求光爆孔前爆破孔≤2排，药卷直径应减小为主爆孔药卷直径的2/3～1/2。⑫按施工图纸和监理人指示处理软弱岩层和构造破碎带区域，并采取排水等措施。⑬边坡支护要开挖一层及时支护一层。⑭施工期定期监测边坡稳定，若有不稳定迹象及时通知监理人立即采取有效措施。⑮爆破有特殊要求部位诸如新浇筑混凝土、新灌浆区、新喷锚支护区和已建建筑物，按照专门设计的爆破方案进行现场试验，试验报告报监理人审批。

3.2.4 不良地质边坡开挖

①对边坡岩体变动强化观测，及时采取安全技术措施。②采取梯段内多次分层开挖措施以确保边坡稳定。③对梯段内完成的分层及时支护，强化支护手段以确保安全施工。

4 结语

综上所述，出水洞水库高边坡开挖施工技术结合工程概况，重点针对开挖施工程序及主要施工方法分析研究，形成指导水库工程高边坡开挖施工的有效施工方案。