木浪河水库大坝加高施工方案设计

陈万敏

（贵州省水利水电勘测设计研究院 贵阳市 550002）

1 工程概况

木浪河水库加高扩建工程坝址位于贵州省黔西南州兴义市清水河境内的木浪河上，大坝距兴义市约38km，坝址以上集水面积309km2。原木浪河水库工程大坝为细石混凝土砌块石双曲拱坝，坝顶高程1226.5m，最大坝高69.4m，坝顶弧长124.5m，顶厚3m，底厚7.8m。水库总库容为4710万m3。加高扩建工程是在原坝基础上进行加高（加高21.3m）加厚成重力坝，坝顶高程为1244.2m，最大坝高87.1m，坝顶宽度为5.0m，坝底宽度为52m，总库容9910 万 m3。

因大坝工程属于在原坝上加高加厚，原有建筑物已经运行多年，为尽量减小施工对原有建筑物的影响，同时业主要求在施工期要尽量保证原有用水户用水，经过比较采用原电站压力引水管道作为导流期间的泄水建筑物，利用原大坝挡水。且需要将坝前水位维持在1206.00m高程。

2 施工方案设计

2.1 施工程序

根据大坝工程在加高期间需要挡水并结合施工导流程序等条件，土石方开挖和坝体砌筑分三期进行，其中土石方挖一期施工1197.741m高程以下两坝肩土及河床部位，二期土石方施工原坝肩1226.50 m以上两坝肩部位，三期土石方开挖1226.5m～1197.741 m之间的两坝肩部位；坝体砌筑一期施工1184.50 m高程以下部位，二期施工1197.741m～1184.50m之间的部位，三期施工1197.741m以上的坝体部位。

2.2 土石方开挖

常规坝肩开挖采取先岸坡后河床。由于本工程的特殊性，工程施工采用先河床后岸坡的方式进行。一期计划施工时间为第一年的10月～12月，开挖土石方量9054m3，月平均强度3018m3；二期计划施工时间为第二年8月～9月，开挖土石方量4492m3，月平均强度1797m3；三期计划施工时间为第二年10月～11月，开挖土石方量1685m3，月平均强度842m3。

一期开挖自上而下进行。由于是在原有坝体下游侧进行开挖，为减小石方开挖爆破震动对原坝体及坝基的影响，需采用严格的控制爆破措施。在顺河床方向上分6个区域进行控制，其中距离大坝坝脚（0～2）m为Ⅰ区，其控制爆破标准需要根据现场试验确定；距离大坝坝脚（2～10）m为Ⅱ区，其控制爆破标准需要根据现场试验确定；距离大坝坝脚（10～20）m为Ⅲ区，控制单响药量1.0kg；距离大坝坝脚（20～30）m为Ⅳ区，控制单响药量2.0kg；距离大坝坝脚（30～40）m 为Ⅴ区，控制单响药量 3.5kg；距离大坝坝脚40m以外为Ⅵ区，控制单响药量5.0kg。各区爆破控制标准见附表。爆破之前，先在靠近大坝轮廓线处钻垂直防震孔，间距为50cm左右，坝肩及河床开挖部分石方采用手风钻凿孔，人工装药微差延时起爆，由于岸坡较陡，渣料采用机械翻至河底，再用履带式1m3挖掘机挖装，8t自卸汽车运至弃渣场堆放。

附表 爆破分区控制标准

二期开挖同样按照自上而下进行，由于是在原有坝顶以上进行开挖，为减小石方开挖爆破震动对原坝体及坝基的影响，同样需采用严格的控制爆破措施。先在靠近原大坝坝顶轮廓线附近钻水平防震孔，间距为50cm左右，再用手风钻凿孔，人工装药，微差延时起爆。爆破自上而下分3个区域进行控制，距离大坝坝顶（0～2）m为Ⅰ区，其控制爆破标准需要根据现场试验确定；距离大坝坝顶（2～10）m为Ⅱ区，其控制爆破标准需要根据现场试验确定；距离大坝坝顶（10～20）m为Ⅲ区，控制单响药量1.0kg。石渣采用履带式1m3挖掘机挖装，8t自卸汽车运至弃渣场堆放。

三期开挖仍然采用自上而下开挖。其控制爆破措施同一期开挖，同时需对一期砌筑坝体表面进行保护，保护措施为编制袋装粘土覆盖新砌筑坝面，厚度为60cm。各区爆破控制标准见附表。

2.2.1 控制爆破及爆破震动安全指标

控制爆破主要是通过采取优化爆破参数，创造良好的前沿临空条件。通过小抵抗线、小梯段、小药量等控制爆破措施，以减小爆破对原大坝的影响。

大坝坝肩石方开挖爆破时，其防护目标为大坝坝身、大坝原有坝基以及大坝的附属建筑物。爆区与各保护对象之间的最近距离为：原大坝坝身、大坝原有坝基、压力钢管0m，水库管理所办公楼20m。爆破产生的危害主要是飞石、爆破振动波对建筑物的破坏影响，根据不同防护对象的具体情况，其安全防护主要要求如下：

（1）爆破振动及飞石对原坝体和原大坝基础、压力钢管及镇墩不得产生损坏性变形，爆破震动安全质点允许振动速度4cm/s，不允许飞石击伤大坝、压力钢管及镇墩。

（2）爆破振动及飞石对水库管理所办公楼不得产生破坏性影响，爆破震动安全质点允许振动速度2cm/s，不允许飞石击伤房屋墙体及窗户。

2.2.2 爆破时相邻建筑物的防护措施

为了保护临近建筑物不受爆破飞石的破坏，需对临近建筑采取如下防护措施：

（1）压力钢管及镇墩防护：在镇墩外围覆盖装土的编织袋，厚度为1m，再在上面覆盖两层废旧砂石料运输皮带，最外面再用建筑行业的安全尼龙网覆盖；压力钢管采用Φ25钢筋焊接成防护网，钢筋间排距20cm，钢筋网距离压力钢管20cm，在钢筋网上面覆盖装土的编织袋，厚度为1m，再在上面覆盖两层废旧砂石料运输皮带，最外面再用建筑行业的安全尼龙网覆盖。

（2）大坝坝身防护：坝顶覆盖装土的编织袋，厚度为0.5m；进行二期开挖时，在靠近水库一侧设置拦渣坎或阻拦网，防止开挖渣料落入水库，堵塞冲沙底孔进口。

（3）水库管理所办公楼：在管理所大楼院坝外侧安装防护钢丝网，拦截飞石。

2.2.3 爆破振动安全监测

为了避免或控制爆破负面因素特别是爆破地震波的影响，确保原有大坝及坝基、压力钢管和水管所办公楼的安全稳定，保持原电站、防渗系统及有关设施的正常运行，为了确保原大坝及有关设施万无一失，实现施工工期和工程造价的有效控制，须进行现场爆破试验和施工期间全面的爆破震动安全监测。

振动监测主要针对两个区域进行：

（1）大坝防护区：主要包括大坝坝身、坝基及压力钢管和镇墩等主要建筑物的监测，该区域为重点监测区。

（2）水管所防护区：主要包括办公楼的监测。

分别在各建筑物设置监测点，采集每次爆破振动数据，对数据分析进行，了解爆破震动的强度,获得科学评定振动监控部位安全的有效数据，并及时向施工单位反馈爆破震动的过程和振动量，供其在实施过程中不断调整和完善施工方案，制定更合理的钻爆参数与施工工艺，实现爆破震动的有效控制，并有利于施工生产的顺利进行。

2.3 大坝砌筑施工

大坝砌筑方量为109000m3。大坝计划砌筑时间为第二年2月1日至第三年12月31日。月填筑强度为6000m3。大坝砌筑采用常规施工方案即可完成。

3 结 语

木浪河水库加高扩建工程是在原有大坝基础上加高加厚而成，由于业主要求在施工期不中断对下游供水，因此不能放空水库。所以大坝土石方开挖及砌筑施工根据大坝挡水和导流程序等条件采用了与常规大坝开挖和砌筑不同的施工程序进行分期施工。同时考虑到开挖对原有建筑物的影响而提出了控制爆破标准和防护措施，并明确了振动监测的要求。通过本工程的施工方案设计和施工实践，希望能为同类加高扩建工程提供必要的借鉴和帮助。