高边坡特坚岩体快速安全综合开挖技术应用.pdf
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1、科技视界Science&Technology Vision61新技术应用NEW TECHNOLOGY APPLICATION 1工程概况巴基斯坦迪阿莫-巴沙水电站(DBDP)位于首都伊斯兰堡的北偏东方向印度河(Indus River)干流上,位于开伯尔-普赫图赫瓦省(Khyber Pakhtunkhwa,KPK)和吉尔吉特-巴尔蒂斯坦特区(Gilgit-Baltistan,GB)的交界。大坝与伊斯兰堡公路距离 440 km,下游距离已建的塔贝拉水电站约 315 km、距离葛洲坝正在施工的达苏(Dasu)水电站 85 km。大坝总装机 450 kW,为最大高度 272 m、轴线长度1 030 m
2、 的碾压混凝土重力坝。建成后将成为世界上最高的 RCC 重力坝,世界第二高的混凝土重力坝。中国水利水电第十一工程有限公司负责右岸坝肩与导流明渠、右岸引水洞与导流洞进口的明挖开挖与边坡支护,负责 25 36 坝段的碾压混凝土及大坝附属建筑物施工。右坝肩开挖高程为 1 190 950 m,高差达到 240 m,开挖方量共 679.4 万 m3,其中石方开挖量 661.2 万 m3;进水口开挖高程为 1 155 951 m,高差达到 204 m,开挖方量共 198.8 万 m3,其中石方开挖量 169.5 万 m3。开挖量占整个巴沙项目大坝标项目开挖总量的 1/3。永久边坡垂直高度多为 15 m,坡
3、比为10.2,马道宽度为 5 m;进口 1 085 1 015 m、坝肩1 170 1 135 m/1 130 m、坝肩 1 130 m/1 135 1 110 m为坡比相同的高陡边坡。2工程施工特点与难点(1)受复杂工程地质条件的影响,巴沙大坝工程边坡稳定性将直接影响着工程的建设和安全。坝基基础面开挖高度比较大,如何在满足施工进度的前提下,控制爆破振动对坝基边坡的影响和对保留岩体的损伤,同时满足爆破质点振动速度和岩石松弛深度程度的要求,确保工程施工安全,缩短工程施工周期。(2)坝基岩质坚硬,裂隙交错发育,易出现超、欠挖等情况,工程规范中对于超欠挖要求严格,而出现超挖则意味着需要多填筑混凝土,
4、欠挖则要求进行补充爆高边坡特坚岩体快速安全综合开挖技术应用 周远海(中国水利水电第十一工程局有限公司,河南郑州450000)摘要:水利工程的边坡高陡,很可能出现泥石滑落、滑坡、开裂等问题,为确保水利工程得到顺利建设且完工后能够保持长期安全运行,就必须做好施工作业、安全控制等工作。基于此,本文结合高边坡特坚岩体快速安全综合开挖技术应用进行了分析。关键词:高边坡特坚岩;综合开挖;技术新技术应用CIENCE&TECHNOLOGY VISION62科技视界科技视界SScience&Technology Vision破或者机械撬挖处理。不论哪种方案均需浪费大量人力、物力,施工工期也将延后,增大了工程的成
5、本投入,不利于项目的整体控制。(3)施工道路修筑难度大,工程开挖高差大,坡体陡,原地面覆盖层少,施工通道的建设则关系整个工程开挖进度,根据现场实际情况来看,所有施工通道均需进行爆破,道路修筑难度大,爆破工程量大,要求工期长,而依据项目的总进度计划,开挖区的施工道路仅 1个月的时间,这对于如此庞大的工程而言是不可能实现的,因此,如何快速、有效、合理地完成施工道路的规划与施工是决定主体工程开挖进度快慢的主要因素。(4)施工管理难度大:一是项目人员和设备数量需求大,作业密集,现场生产安全控制难度大;二是各部位施工强度高,为保证施工进度,须做好作业布置和轮换,施工组织难度大;三是高峰期日均炸药消耗量超
6、过14 t,现场炸药存储、运输等的安全风险和控制难度大;四是鉴于高强度的开挖作业,钻爆、挖运、支护等工序衔接紧凑,势必造成一定程度的交叉作业,施工进度控制难度大;五是单日爆破作业规模大,爆破次数多,爆破作业组织和安全警戒难度大。3主要施工方案3.1 施工道路施工本项目大坝右岸开挖高差大,地表基本无覆盖层,施工道路修筑的爆破工程量大,但工期短,路线长,为尽快完成施工道路的规划与现场施工,项目通过引入无人机三维测绘技术,即:无人机搭载 GPS 定位系统,与地面 GPS 基站连接,并在建立若干地标点后,无人机航拍取像,经过软件分析处理后形成 3D 实体影像成果,该实体影像呈现出的图像与开挖现场一致,
7、让人身临其境,在此基础上进行开挖区的位置投入,再进行施工道路的规划,道路路线、坡度、拐弯半径等数据均能体现在三维图形中,将规范的道路测放到现场,再进行局部的调整即可,工作效率高,更切合现场实际需求。施工道路在修筑中,分开挖重点与顺序,多组设备分工作面联合施工,相向而行,快速完成了施工道路的贯通,最终主体开挖时间的开始时间相比较总进度计划提前了一周。3.2 进水口明挖施工进水口部位包括引水洞进口和 1#、2#导流洞进口的明挖。最大高程 1 155 m,最小高程 951 m,开挖高度约 204 m,自上而下以 1 0.2 边坡梯级布置,边坡梯级高度 15 m,每级设 5 m 宽马道。其中引水洞进口
8、在高程1 085 m 处设计有 45 m 宽施工平台,平台以下为 70 m 连续边坡,坡比约为 1 0.2。根据施工进度计划,2#导流洞进口和引水隧洞进口开挖施工先期开始,1#导流洞进口位于引水隧洞进口正下方,待具备一定开挖条件再行开始。开挖自上而下分层、分序进行,开口线以下第一层台阶采用手风钻或者YQ-100B 钻机钻孔,浅孔台阶光面爆破,辅以液压锤边角处理成形。分层按照边坡梯级高度每 15 m 为一层,大体积开挖采用深孔梯段爆破,边坡结构面开挖采用预裂爆破,马道和底板等部位预留 1.5 2.0 m 保护层,孔底设置 0.2 m 碎石作为缓冲垫层进行控制性开挖,保证马道成型。15 m 边坡预
9、裂采用杰亚 B6 一体机一次预裂到底,钻孔孔径 91 mm,邻结构面主爆破区考虑到减少对高边坡的振动、拉裂等影响,分两台阶开挖,每台阶高7.5 m,钻孔角度同开挖结构面,钻孔孔深 8.4 m,采用阿特拉斯 T35 或古河 HR1 200 液压钻机钻孔,钻孔孔径91 mm,另在主爆孔和预裂孔间布置一排缓冲孔,缓冲孔钻孔孔径 89 mm。难点在于引水隧洞进口 70 m 连续边坡的开挖:一是70 m 高的连续边坡,高风压液压钻机很难一次完成钻孔任务;二是一次性钻孔深度太大,很难保证钻孔精度,容易造成严重的超欠挖现象;三是容易造成大规模施工浪费,影响施工进度。为确保引水隧洞进口 70 m 连续边坡科技
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