嚴波云

（貴州勻城建設有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

在水庫大壩建設過程中，需要對壩體土方鉆探和壩體填筑工程各環(huán)節(jié)進行有效控制和實施，使工程質量達到設計要求，確保規(guī)范施工。為了給整個水庫大壩的施工質量打好基礎，就必須規(guī)范土石方開挖的施工工藝。

1 工程概況

羅甸縣抗村水庫位于羅甸縣南部的鳳亭鄉(xiāng)抗村，鳳亭鄉(xiāng)總面積131.5km2，距溝亭鄉(xiāng)31km，距班仁鄉(xiāng)26km，距茂井鎮(zhèn)28km。壩址距鳳亭鄉(xiāng)公路里程9km，鄉(xiāng)人民政府駐地距羅甸縣城公路里程66km?？勾逅畮旃こ倘蝿諡楣喔?、人和牲畜的飲用水源供給。

2 水庫大壩土方開挖施工技術

2.1 施工放樣

在進行土方開挖前，相應的監(jiān)理單位必須對測控點進行復測，確認精度無誤，保證精度符合復測要求。結合工程實際施工情況和5 級導線網精度，對控制帶進行加密，四級控制點必須每隔100m 放置一次[1]。建設勘察單位按照水利部頒布的《水資源工程測量規(guī)范》執(zhí)行。在放樣作業(yè)中，測量工作主要由專業(yè)人員完成，在大壩軸線的確定中，應當根據(jù)設計圖中定義的控制點和標高進行，確定開挖的邊線和拐點，每10m 打入位置樁，向原位噴白灰。壩址區(qū)巖體結構面統(tǒng)計如表1 所示。

表1 壩址區(qū)巖體結構面統(tǒng)計

2.2 場地清潔

在土方開挖前需要對施工現(xiàn)場進行清理，該項目使用機械輔助人工清潔鉆井區(qū)域的樹根、雜草、碎屑和表土。開挖邊線以外的區(qū)域也應打掃干凈，開挖地點為經監(jiān)理單位批準的廢渣場。

2.3 工程量計算

大壩開挖土方工程量通常與工程規(guī)模、施工的條件以及棄土運輸距離等條件有關，可以按照定額手冊，將其轉換為工作日。驗證工程量的基本方法有2 種，即平均截面法和平均高度法。所謂的平均高度法，通常用于地面平整土方工程的計算，所以，在大壩開挖的土方工程量的計算中，可以采用平均斷面法進行[2]。

2.4 開挖方法

人工開挖適用于工程量少、開挖精度高的大壩，開挖時要先深后寬，由中心向外分層，可以根據(jù)斜率比一步一步挖梯度，一旦深度達到設計要求，就應切坡。在機械開挖施工中，抓斗挖掘機、鏟運機以及正鏟和反鏟挖掘機等是比較常用的工程機械。機械的選擇應根據(jù)工程規(guī)模、工期和施工現(xiàn)場的地質條件要求而定。對于堅硬凍土和黏土壩基的開挖，通常是選擇推土機和爆破松土相結合的開挖方式，這樣能夠有效提高開挖效率[3]。

2.5 土方開挖的實施

在挖掘土方的過程中，可用挖掘機進行挖掘，并可人工輔助修復斜坡和底部。對于壩區(qū)和料場，還需要設置相應的裝載機，設置挖掘機進行裝載。單臺挖掘機每班生產能力應為800m3，生產高峰時，應達到1000m3，開挖試驗材料可作為回填土，剩余的廢棄處理物通過裝載卡車運至指定的廢棄渣場。對于開挖材料來說，在其堆放與應用時往往要由監(jiān)理工程師進行指導，實現(xiàn)環(huán)境保護和文明施工。在土方開挖的過程中，在設定的開挖線范圍內，需要滿足開挖和平整工作的設計要求，同時，需要有效控制開挖斷面的大小和底部的高程位置。在反鏟和開挖過程中，如果開挖面與設計基面距離較近，應預留0.2～0.3m 土層，人工開挖清理至設計標高。某些開挖過程需要相應的技術人員根據(jù)工作人員的作用定期檢查挖掘深度和坡度。同時，還要對邊坡和墻體的地基進行跟蹤測量，防止超挖。開挖后，斷面尺寸要足夠準確，地基位置要足夠平整，不得有塌陷、水坑和雜物[4]。

2.6 土方開挖施工質量控制

土石方開挖質量控制應從以下幾點進行，首先，應當確保測量放樣的準確性，開挖施工需要按放樣虛線和標高標準進行。同時，要由監(jiān)理工程師進行復核，接下來需要嚴格控制開挖斷面的大小，開挖工作應當嚴格按照圖紙設計的開挖線進行。平面開挖線的誤差控制在0.2m 以內，定向鉆進線誤差控制在0.3m 以內，在結構設計斷面內，不能出現(xiàn)欠挖問題。在基礎開挖結束之后，需要對基礎表面的雜物進行清理，并標明樁號、坐標和標高。在開挖過程中，如地質條件不符合設計要求，及時報告有關單位，變更開挖斷面，確保開挖斷面符合設計標準。分段工作完成后，可按照監(jiān)理工程師的要求，對開挖分段進行驗收，防止地基長期外露，影響工程質量[5]。壩址基坑開挖后地形地貌如圖1 所示。

圖1 壩址基坑開挖后地形地貌

3 石方開挖施工技術

在大壩開挖工程中，石方開挖是一個需要依托先進施工技術的環(huán)節(jié)。在進行某些石方工程開挖時，應根據(jù)分區(qū)和自上而下開挖的原則進行，這樣可以保證施工質量。在開挖大壩基石時，需要了解和掌握施工技術，有效處理各種地質大壩的地基。壩墩上灌滿灌木的壩基，應借助自卸車或挖掘機進行施工。根據(jù)規(guī)范性文件，大壩的基石需要進行處理，廢碎石需要運到專門的地方，如果需要，可以移除灌木，避免影響結構。如果石方開挖現(xiàn)場機械無法到達，則需要將堅硬的石方爆破，將石頭破碎后再機械運走。大壩基石的開挖主要處理堅固的石塊，人工開挖不適合石材開挖，在開挖過程中一般要采取機械加工或爆破處理。在施工過程中，需要嚴格注意施工人員的安全，確保整個施工過程安全、有效、規(guī)范地完成[6]。

3.1 工程量計算

大壩基石開挖工程量的計算主要使用平均斷面法，按截斷截面形式可分為剖面法和等高線法。對于剖面法來說，指的就是垂直平行切割一組斷面，先對每個剖面的面積分別進行計算，然后計算兩個平均值，將平均面積乘以兩剖面之間的距離，得到兩個斷面之間挖出的石塊量部分。以此類推，相鄰斷面之間的石工量是一一計算的，最后加起來就是開挖的石工量。剖面法的計算精度取決于兩個剖面之間的設定距離，距離越小，計算結果越準確。等高線法的計算原理與剖面法相同[4]。沿著等高線水平截取截面，分別計算每個截面的面積，然后對兩個截面的平均面積進行計算。對于挖出的石方體積，一般是根據(jù)相鄰斷面之間的石方體積進行類比計算，最后相加得出總和。由于壩基基石開挖時常采用自上而下的方法，采用等高線法計算開挖石料量與工程實際施工情況較為接近[7]。

3.2 開挖方法

大壩基石開挖方式的選擇與地質條件、工程規(guī)模、機械設備和經濟指標等有關，開挖壩基石的常用方法有機械開挖和爆破開挖。用機械開挖大壩石方時，常使用重型推土機壓碎石塊。對于機械開挖來說，一般適用于建筑工地面積大和開挖石塊多的工程，該方法的優(yōu)點是不需要水電等輔助設備，對場地布置的要求也比較簡單。爆破開挖是通過開挖、裝藥和爆破來進行鉆探[8]。一般應綜合考慮鉆探量、施工工藝和開挖技術參數(shù)等條件進行選擇。鉆爆法的關鍵技術包括三個方面，即爆破裝置的性能、使用條件與檢驗方法，重點是如何設計爆破裝置和爆破參數(shù)，減少爆破對周圍環(huán)境的影響[5]。為了減少爆破振動對巖石的破壞，需要根據(jù)具體的施工方法條件，選擇微差爆破、預裂爆破或光面爆破等方法[9]。

4 結語

總體而言，在水庫大壩建設過程中，必須嚴格控制水庫大壩土石方開挖施工質量，為水庫大壩施工質量奠定基礎。對于水庫大壩的土石方開挖，要保證施工程序的合理性，采取有效的開挖管理措施，確保整個土石方開挖質量，提高水庫大壩的施工質量。