下浒山水库工程中桃树包料场规划及开挖施工技术探讨

何万社

（中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西 西安 710065）

1 工程概述

下浒山水库是大沙河干流上的骨干控制性工程，工程开发任务以防洪、灌溉、供水为主，兼顾发电。水库总库容1.96 亿m3，防洪库容0.44 亿m3，正常蓄水位115m，死水位90m。河岸地面式厂房安装3 台发电机组，总装机容量15MW。电站尾水池兼作灌溉及供水渠首。防洪保护耕地13.59 万亩，灌溉农田35.08 万亩，工程属Ⅱ等大（2）型水库工程。

桃树包料场位于坝址上游6km 除大沙河右岸山坡上，料场处河床高程75m，公路路面高程85～93m，岸坡走向近南北，向西凹进。工程料场开挖在业主指定的红线内开挖，开挖高程EL300m 高程～EL180m，开挖面南北长291.27m，东西宽216.54m，总开挖面积约6.0 万m3。

2 桃树包料场施工规划思路

桃树包料场规模比较大，科学的规划有助于更好的满足水利工程主体建设的要求，而且还能降低对周围生态环境造成的破坏和影响，为获得良好的效益，在具体施工中，选择了如下规划方案，取得了良好效果，值得类似工程参考借鉴。

2.1 开挖区规划

在桃树包料场开挖区规划中采取了分区、分层的方法结合。结合地质勘察的结果，加大对有利地形的利用率，最大限度上减少施工布置的工程量。并按照水利工程施工的进度计划，制定料场土石方的开挖工期计划。在满足当地环境保护要求的基础上，尽量采取新技术、新工艺、新设备、新方法进行开挖，从上到下，分层梯段开挖。按照此种规划原则，结合桃树包料场现场的地形地貌，将整个开挖工程细分成覆盖层剥离、石料开采两个部分。

2.2 运输区规划

结合桃树包料场场地地形条件，现有的道路难以满足土料、石料运输的要求，需要对现有的乡村道路进行拓宽重修处理，对乡村公路进行增修，回路对向行驶运输车辆安全行驶的需求。规划修建的盘山路起点接8# 道路，终点为桃树包料场，总长度为930m，宽度为7.5m，路面为碎石路面。

2.3 毛料开采规划

桃树包料场开挖在整个开挖区域内，预留出临时出料道路，在满足安全和效率的基础上，尽量直接外运毛料，尽量减少翻倒的次数。在那些不具备直接外运条件时，可翻倒到下部集料平台上，覆盖层剥离可满足道路填方的需求。

3 桃树包料场土方开挖施工要点

3.1 测量放线和清坡

按照规划设计方案提供的数据和要求，在测量放线中采取莱卡全站仪联合GPS 仪器以及其他测量工具相互结合的方法，对桃树包料场进行全面测量放线，并做好标记。按照测量放线的范围和标准，组织人力和机械按照测量放线的标准，向外延伸出5m，进行清坡处理，去除表面的杂物、草根，如果存在松动的浮石，必须全部清除，以免埋下安全隐患，为后期开展提供良好的条件。

3.2 布设排水沟

为降低雨水、渗水对桃树包料场开挖安全性及稳定性造成的不良影响，在进行土方开挖前，需要沿着测量放线确定的开口线外2m 范围，布设开挖排水沟，本工程排水沟采取了M7.5 浆砌石排水沟，总长度为715m，为梯形断面结构，上口宽度为1.6m，下口宽度为1.0m，深度为0.6m。并且每隔5m 布设一道伸缩缝。

3.3 剥离表层土

在桃树包料场土方正式开挖之前，还需要对料场开挖范围内的表层土进行有效剥离，本工程初定的剥离厚度为20cm，但具体厚度需要结合现场情况进行适当调整。选择1.2m3的挖掘机来剥离表层土，剥离后的表层土星要集中堆放到一起，再用自卸式汽车运输到指定位置。堆放的表层土四周用编织袋装土防护，在降雨季节，集中堆放的表土顶部可采取防尘网进行覆盖，以免发生扬程，污染空气质量。同时还能起到控制水土流失的目的[1]。

3.4 开挖和运输

在进行土方开挖中采取了从上到下分层、分段开挖方法。尤其是在相同层面开挖中，要先开挖土方，再开挖石方，促使开挖面能够同步下降。为加快土方开挖速度，在地形良好，机械设备能够达到位置，采取1.6m3的挖掘机解决清挖，再用220HP 推土机辅助推运，1.6m3挖掘机装车，再用20t 自卸汽车运输到制定位置集中堆放处理。而对于那些机械设备无法达到的需求，可采取小型机械设备配合人工开挖的方式进行开挖后再装车运输。

4 合理规划布置桃树包料场

4.1 测量布孔

在土方开挖测量布孔中，采取莱卡全站仪进行测量，按照爆破设计布孔参数将各孔逐一实地放样，并用红色油漆标记在岩面上。

4.2 钻孔

在马道上预留出1.5m 的保护层开挖，小梯段预裂孔采取YT-28 手风钻进行钻孔操作。而在进行坡面预裂区钻孔和马道水平预裂孔钻孔中次啊去YQL-120液压钻和CM351 潜孔钻进行钻孔。梯段爆破区钻孔采取履带式露天钻机CM351 进行钻孔。

4.3 布设好安全警戒线

桃树包料场从地形上来看，呈现出西高东低，东侧为大沙河和8#道路，8#道路为乡镇公路，社会来往车辆频繁，石料开挖过程中，部分石块会沿坡面经8#路进入大沙河。为确保周边群众安全，需对8#道路实行交通管制。

4.4 爆破试验

结合现场设计资料和周围的环境，选择高程为EL300.0m～EL290.0m 作为爆破试验区域，采取深孔梯段爆破法进行爆破[2]。主爆试验参数如表1 所示，预裂孔试验参数如表2 所示。

表2 预裂孔试验参数

在主爆孔和缓冲孔施工中，可采取耦合装药的方式，而预裂孔则采取不耦合装药的方式，上部的厚度不能低于1.5m，封堵必须严实，以免在爆破施工中发生冲孔问题。为保证爆破的安全性和稳定性，控制爆破效果，本工程在爆破施工中，采取了非电毫秒导爆管连接方式，通过电雷管来进行起爆，爆破形成是碎渣，通过反铲挖掘机进行直接采挖装车，再通过自卸式汽车拉倒下游木山湾专用的弃渣场进行堆砌[3]。

4.5 爆破施工

本工程在爆破施工中，炸药选择了2#岩石硝铵炸药，药卷的直径为￠32mm，在预裂孔装药中，采取了不耦合装药结构，其不耦合系数为3.5，孔内和孔外都采取采取非电毫秒导爆管达到延时起爆的效果。在缓冲孔和主爆孔爆破施工中，同样采取了2#岩石硝铵炸药，但装药采取了耦合装药的方式，孔内和孔外都采取采取非电毫秒导爆管达到延时起爆的效果。具体的装药结构如图1 所示。

在整个装药过程中，都采取了人工装药的方式，土管全部封堵，起爆中采取孔内延时爆破，孔外接非电毫秒微差起爆网络进行起爆。在爆破瞬间会释放出大量的能力，振动波速、飞溅的碎石等对现场人员和机械设备造成较大破坏和威胁。为保证爆破的安全性。在正式起爆前30min 内，需要将人员、设备全部撤离到安全地带，并进行全面撤离后才能起爆。

爆破完成之后不能全部涌入现场进行土方开挖，装车运输。而是需要专业的爆破人员，带着专业的工具，先进入爆破施工区域进行全方位的安全检查，保证施工现场没有哑炮、瞎跑、拒爆之后，才能解除警戒，组织安排施工人员和机械设备逐步进入施工现场进行施工。如果发现上述问题，则不能解除警戒，而是需要及时通知安全文明办、监理工程师等，制定科学有效的处理措施，待危险全部排除后才能再次进入施工现场[4]。

5 料场开挖施工质量保证措施

（1）在桃树包料场开挖中，由于规模比较大，影响因素多，为保证施工质量，必须结合工程进度和现场实际情况，切实做好规划规划工作，为土方和石方开挖提供良好的基础条件，以保证各项工作都能按照既定的标准和规范进行施工。

（2）在土方开挖过程中，需要做好测量放线和边坡清理工作，清理危石，并采取人工和机械相互结合的方法，提升土方开挖的效率和安全性。

（3）在进行石方开挖时，岩石质地坚硬，机械设备和人工开挖具有很大的局限性，需要采取爆破的方法进行施工。一般开挖可采取梯段式爆破开挖的方法，边坡可采取预裂爆破的方法，在水平面施工中采取预留保护层的爆破施工方法，浅密孔要少药量，弱爆破[5]。

（4）为保证爆破施工的安全性，提升爆破的效果，各区域在正式开挖前，都需要进行有针对性的爆破试验，确定最佳的爆破参数和方案。

（5）开挖过程中设临时排水沟对坡面雨水进行及时、妥善的引排，低槽部位修砌挡土墙拦挡泥石流进入工作面。边坡开挖中，边坡支护紧随开挖施工过程穿插实施。开挖过程中经常测量校核开挖平面边界、水平标高、控制桩号和边坡坡度等。若遇雨季施工时，做好保证工程质量和安全施工的临时排水措施，有效防止雨水冲刷边坡[6]。

6 结语

综上所述，料场规划和开挖施工是否科学、是否合理，直接关系到整个水利工程主体项目施工的进度和质量。因此，必须结合料场的特点，采取有针对性的规划思路，合理划定施工区域和施工方法。土方和石方的物理特性存在较大差异，在具体开挖施工中，需要区别对待，选择符合土方和石方特点的开挖方法来保证最终的开挖效果。