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摘 要：研究大坝工程基础土石方开挖对于水利水电工程建设具有十分重要的意义，其关系到水利水电工程施工技术和项目建设管理水平的提升。三轮河水库位于我国广西壮族自治区隆林县，是广西2014～2016年抗旱规划实施方案小型水库建设项目，研究该小型水库的基础土石方开挖技术对同类项目建设具有一定的代表性，需要综合考虑到设计要求、工程地质、施工安全、环境保护、水土保持等问题，更加严格的控制施工各环节，在安全的前提下确基础土石方工程开挖质量，又要预防次生灾害的发生。
关键词：三轮河水库；工程建设；大坝工程；基础土石方；开挖技术；关键环节
中图分类号：TV541 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0148-03
引 言
经济社会的发展离不开水利的支撑，目前全国各地农业产业的高速发展，一定程度上推动了水利事业的发展，尤其对于地理位置较为偏远的地区，其可以极大的缓解地区水利基础设施薄弱的问题。三轮河水库位于广西西北部隆林县境内，是一座以供水为主，结合改善下游农村人饮及灌溉等综合利用的水源工程，水库正常蓄水位为1075m，水库设计洪水位为1076.93m，校核洪水位为1077.33m，有效库容227.95m3，总库容305.11m3，坝长213.5m，坝顶高程1079.4m，最大坝高46.4m。研究大坝工程基础土石方开挖利于优化施工工艺，控制规范施工工序，及时消除质量及安全问题，延长工程使用寿命具有十分重要的作用。
1 三轮河水库建设的重要意义
1.1 贯彻落实中央及地方政府关于确保城乡饮水安全指示精神的需要
2011年中央一号文件《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》提出“大力加强水利建设”，抓紧解决工程性缺水问题。
广西壮族自治区人民政府以桂政办发〔2012〕75号文下发了《开展全区设区市及重点城镇备用水源建设工作方案的通知》以加快备用水源工程建设，保证全区群众的饮水安全。三轮河水库可以从根本上解决县城水源单一和周边村屯人饮困难问题。
1.2 是改善当地灌溉条件，提高粮食产量的需要
水利是农业的命脉，为了提高当地粮食产量，解决粮食自给，完善的水利灌溉保证体系是必不可少的，通过修建三轮河水库，为下游沿河耕地提供可靠的灌溉水源，提高农田供水保证率，改善当地农业生产条件，对提高粮食产量，提高当地粮食自给能力有十分重要的意义。
1.3 促进当地社会经济发展，建设社会主义新农村的需要
隆林县目前仍处于传统水利向现代水利的转型阶段，抵御旱灾的能力严重不足，供需水矛盾十分突出，通过三轮河水库工程设施建设，解决了人民群众最关心、最直接、最现实的利益问题，为当地社会经济的发展和全面推进社会主义新农村建设提供有力保障。
1.4 提高水资源利用率，解决水资源供需矛盾的需要
新建隆林县城第二水源——三轮河小型水库工程，形成以冷水河卡达水库为主要水源、三轮河水库为第二水源的双水源供水格局。
综上所述，通过修建三轮河水库，可以提高区域水资源利用率，增加水资源的调控能力，为隆林县城用水安全提供保障，从根本上解决区域农村人饮和灌溉水量不足、供水保证率低等水资源供需矛盾，实现区域水资源合理配置，为当地经济社会可持续发展提供强有力的水利支撑。
2 坝址区工程地质条件
2.1 坝线主要工程地质条件及评价
坝基处河床宽13～17m，坝址区河流较平直，河床地面高程1.34m，左岸为一山梁，其两侧冲沟深切，梁底宽席150～300m，两坡度30～40°，坝址段山坡坡度一般为18～20°岸坡中下部为梯田，上部为杉树；右岸山坡陡峻，中下部植被发育差。河谷为宽底“V”型河谷。坝区岩性主要为砂岩夹粉砂质泥岩，无大的断层或构造经过，坝址岩层倾向上游偏左岸。
坝线存在有主要工程地质问题为左岸坝肩山体较为单薄，岩体较破碎，属中午秀水层，地下水位较低，存在绕坝渗漏的可能。右岸坝肩山坡陡峻，岩层倾角较陡，受节理及层面组合影响，坝基开挖时，可能存在开挖边坡稳定问题，施工时需要根据坝基开挖揭露情况，必要时加强支护。
2.2 大坝主要建筑物工程地质条件
根据水工建筑物布置，大坝主要建筑物由左岸非溢流坝段、河床溢流坝与消力池、右岸非溢流坝等组成。
（1）左岸非溢流坝段地质条件：左岸非溢流坝主要布置于左岸斜坡地带，山顶高程为1050～1130m，岸坡度为18～20°。覆盖层厚度为1～4m，主要为残坡积的含碎石粘土；下伏基岩三叠系中统新苑组第一段第二亚段第五层（T2x1b-5）的砂岩夹粉砂质泥岩、第六层的（T2x1b-6）的粉砂质泥岩及第七层（T2x1b-7）的砂岩夹粉砂质泥岩，岩层倾向上游偏左岸，倾角一般为55～80°，无大的构造及断层经过。
（2）河床溢流坝地质条件：河床溢流坝布置于坝轴线中部，地面高程为1034～1052m，该段河流较为顺直，河床基岩裸露，为三叠系中统新苑组第一段第二亚段第四层（T2x1b-5）的砂岩夹粉砂质泥岩，岩石软硬相间，岩体为强～弱风化，岩层倾向上游偏左岸，倾角一般为80°，无大的构造及断层经过；强风化岩体下限埋深为0～1.5m；岩体属中午透水层；其弱风化下限埋深为3～4m。
（3）右岸非溢流坝地质条件：右岸非溢流坝主要布置于右岸地带，山顶高程约为1126m，岸坡坡度为40～50°，覆蓋层厚度为1～5m，土质主要为残坡积的含碎石粘土。下伏基岩三叠系中统新苑组第一段第二亚段第四层（T2x1b-4）的砂岩夹粉砂质泥岩和第五层的（T2x1b-5）的粉砂质泥岩，岩石软硬相间，岩体为强～弱风化，岩层倾向上游偏左岸，倾角一般为55～80°，坝基无大的构造及断层经过，坝区的四组节理在本坝段均有发育，第①组节理与层面组合对右岸坝基开挖边坡的稳定有一定影响；根据钻孔揭露，右岸坝基强风化岩体下限埋深一般为4～30m。 2.3 坝基开挖边坡稳定问题评价
根据水工设计，河床两岸坝基开挖采取台阶式，相邻台阶高差8～14m，相邻台阶为弱～微风化岩体开挖坡比为1：0.5～1：0.75，相邻台阶为强～弱风化岩体开挖坡比为1：0.75～1：1。
根据坝基的地质条件及开挖形式，左岸坝基开挖边坡走向约为N27°W，倾向NE，受②组节理和②组节理影响，可能出现崩塌问题，施工时需要根据现场开挖情况及时加强支护；右岩坝基开挖边坡走向约为N27°W，倾向SW，受第①组节理及岩层层面组合影响，局部可能存在开挖边坡失稳问题，施工时需要根据现场开挖情况及时加强支护。
3 施工总体布置
3.1 施工布置规划
（1）布置原则：①根据工程特点及施工进度，结合施工场地条件并方便施工的原则进行施工布置，做到施工生产生活区布局合理、紧凑、尽量减少施工占地。②尽量利用台地进行布置，减少场地平整。③尽量利用冲沟、坳槽并相对集中布置弃渣场，减少占用耕地。④统筹规划场内施工道路，妥善解决场内交通问题。
（2）施工布置规划：根据水工建筑物布置、坝线及大坝主要建筑物地质条件，坝基开挖边坡稳定问题评价及本大坝工程特点，大坝基础开挖设3个施工区，分别为①左岸非溢流坝段施工区；②河床溢流坝与消力池施工区；③右岸非溢流坝施工区。大坝基础土石方开挖时按①→②→③顺序开挖。
3.2 土石方平衡及弃渣场布置
根据土石方平衡计算，坝区附近设置2个弃渣场。拦河坝开挖总量约21万m3，大坝下游右岸0.3km处设1号弃渣场，计划堆渣（松方）约25万m3；大坝下游左岸1.3km处设2号弃渣场，计划堆渣（松方）约3万m3。
4 大坝工程土石方开挖技术运用
三轮河水库大坝工程土石方开挖主要包括土方开挖和石方开挖两个部分。下面逐一阐述：
4.1 大坝工程基础土方开挖施工技术措施
按照设计坝轴线走向设置控制网点，在大坝中心线上每隔30～50m打一木桩，并在其转折点处地形变化较大的地方加桩，并在桩上标注开挖深度。建基面开挖边坡控制应根据设计要求开挖进行放坡，开挖深度应符合规范要求，如遇到岩石或者软弱土层应进行调整。将用于回填的粘性土方集中堆放在临时堆土区，便于回填，基础底面予留值宜为30～50cm。为便于雨积水排除，基槽两边挖出明排水沟，初步拟定每隔100m设置集水井，不同土质应以实际要求为准设定，同时配备2.2kW潜水电泵随时将积水抽出排至附近沟渠。具体施工方法如下：
开挖采用自上而下的台阶式开挖方式，禁止从岸坡坡脚或岸坡中部开挖。同时采用机械削坡时，要求预留20cm以上厚度的保护层，根据对现场原始地形的测量及设计坡度，高度较大的边坡，分梯段开挖，梯段的高度根据施工机械性能及开挖区布置等因素确定。计算开挖层厚及开挖量，视开挖层厚及开挖量的大小，在适当的岸坡部位或坡脚建立工作台，并修通连接滩地的“Z”字形出渣道路。粗挖部分采用1.0～2.0m3反铲挖土配装8～25t自卸汽车运输出渣，渣料运至指定的弃渣场。弃渣场采用74kW的推土机平整，且弃渣料的堆高控制在1.0～2.0m之间。保护层开挖或机械挖不到的部位以及沟槽土方，因开挖断面较小，均采用人工开挖，集料后用挖掘机装料，配5～8t自卸汽车运至弃渣场。
4.2 大坝工程基础石方开挖施工技术措施
本工程石方开挖约15.5万m3，方量较大，根据以往经验，岩石开挖用撬棒撬挖、爆破、加打楔子松动岩块或挖掘机破碎锤破碎挖除相互结合，5～15t自卸车装运，卸弃渣场。
（1）爆破：在水利水电工程建设中，石方开挖普遍使用的方法是爆破开挖法，爆破法开挖石方的基本工序有钻孔、装药、起爆、挖装和运卸等。
①准备工作。了解场地情况，编制适合工程需要的具体爆破施工方案。凡不能使用机械或人工直接开挖的石方，采用爆破法开挖。需要采用爆破法的开挖段，如空中有电缆线，查明其平面位置和高度；还要调查地下有无管线，如果有管线，查明其平面位置和埋设深度；同时调查开挖边界线外的建筑结构类型、完好程度、距开挖距离等，然后制定爆破方案，本工程拟采用全断面梯段爆破法。检查爆破从业人员的资格，爆破作业要由经过专业培训并取得爆破证书的专业人员施爆，禁止非爆破专业人员进行爆破作业。根据设计要求放出开挖轮廓线和各炮孔孔位，并予以编号，插木牌逐孔写明孔深、孔径、倾斜角方向及大小进行炮位、炮孔深度和用药量设计，其设计图纸和资料应报送有关部门审批，经批准后才进行爆破施工。
②钻孔、装药。钻孔是爆破质量好环的重要一环，严格按爆破设计的位置、方向、角度进行钻孔，先慢后快。本工程采用液压钻钻孔，钻孔过程中，必须仔细操作，严防卡钻、欠钻、漏钻和错钻。装药前必须检查孔位、深度、倾角是否符合规范要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有石块以及孔内有无积水。如发现孔位和深度不符合规范要求时，进行补孔或透孔。严禁少打眼，多装药。清除孔口周围的碎石、杂物，对于孔口岩石破碎不稳固段，进行维护，避免孔口形成喇叭状。钻孔结束后封盖孔口或设立标志。供钻孔用的脚手架，要搭设牢固的栏杆。开钻部位的脚手板一定要铺满绑牢，架子本身结构要求符合规程的有关规定。钻孔质量符合规范要求，钻完孔后进行装药，装药和堵塞应使用木、竹制作的炮棍。严禁使用金属棍棒装填。本工程拟采用电力起爆，装炮前工作面一切电源应切除，照明至少设于距工作面30m以外，只有确认炮区无漏电、感应电后，才可装炮。
③连线、起爆。在同一爆破网路上必须使用同厂、同型号的电雷管，其电阻值应相同。康铜桥丝雷管的电阻极差不得超过0.25Ω，镍铬桥丝雷管的电阻极差不得超过0.5Ω。网路中的支线、区域线和母线彼此连接之前各自的兩端应短路、绝缘。爆破网路主线应绝缘良好，并设中间开关，与其它电源线路应分开敷设；爆破网路的联接必须在全部炮孔装填完毕，无关人员全部撤至安全地点后进行；联接应由工作面向起爆站依次进行，各接头应用绝缘胶布包好，两条线搭接扣禁止重叠，两线的接点至少错开10cm；用动力或照明电源起爆时，起爆开关必须放在上锁的专用起爆箱内，起爆开关箱和起爆器的钥匙在整个爆破作业时间里，必须由爆破工作的负责人严加保管，不得交给他人；装好炸药包后，必须撤除工作面的一切电源。 （2）撬挖或破碎锤挖除：进行撬挖工作时，严禁站在石块滑落的方向撬挖或上下层同时撬挖。在撬挖工作的下方严禁通行，并有专人监护。撬挖工作在悬浮层清除并撬成一个确无危险的坡度后才能收工。撬挖人员有适当间距，在陡坡上系好安全绳、配戴安全帽，禁止多人共用一根安全绳，一般应在白天作业。其次，较薄部分岩石采用人工风镐配合液压岩石破碎锤或挖掘机直接开挖的方式施工。液压岩石破碎锤施工时，由岩石断面的终点向起点进行施工，施工时将液压岩石破碎锤的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后才开动破碎锤，利用破碎锤的冲击力，将岩石破碎。
5 大坝基础土石方开挖安全管理
5.1 安全监督管理机制
严格落实安全监督机制可以较好的避免土石方施工过程中的安全事故，所以必须制定健全完善的安全监督管理制度机制。①建立安全机制必须以国家标准为基础；②要充分考虑到施工实际，针对可能出现的具体问题作出清晰的规定，确保安全制度的真正落地，保证后续工作的有效落实；③制定安全制度机制，还需要进一步区分目标任务，进一步压实安全责任，避免大坝工程基础土石方施工出现质量、安全问题而相互推诿；④建立安全制度机制的主要目的是保证安全施工，对职工形成安全约束力，构建健全的安全监督体系，不仅如此，在施工后，还要建立安全评估体系，更好的提升施工安全性和完整性。
5.2 安全措施
（1）边坡安全监测：在大坝基础开挖前，在大坝左右岸开挖线外约10m山体上布置观测点，左岸布置6个，右岸布置3个共计9个观测位移工作基点，施工时段每小时观测1次，天气异常的加大观测频次，同时安排2名安全員通过肉眼实时观察，争取第一时间发现险情；通过设备观测与人工观测结合的方式严密监测，确保没有因山体滑坡、塌方、落石等造成的安全事故发生。
（2）设置截水沟：在大坝基础开挖前，大坝左右岸开挖线外约3m山体上沿开挖线修建400×400断面截水沟，防止雨水冲刷开挖坡面，造成山体滑坡、塌方等安全事故。
（3）围挡：在大坝基础开挖前，大坝左右岸开挖线外约3m山体上沿开挖线设置1.5m高围档。基础开挖完成后在建基面周围设置刚性围档，防止落石等造成安全事故。
（4）喷锚支护：为保证大坝工程在基础土石方开挖过程和大坝主体工程施工以及工程运行安全，对坝肩边坡进行喷锚支护。
6 环境保护
三轮河水库大坝基础土石方开挖对环境的不利影响主要包括施工期产生的扬尘、噪声、弃渣等。
6.1 大气环境保护
（1）土石方开挖降尘：工程开挖采用湿法作业，减少开挖产生的粉尘，对开挖产生粉尘量较大的，应采取围挡措施，并及时洒水。
（2）土石方运输防尘：运输车辆经过临时道路或土路时，提前减速行驶，同时运输物料和弃渣过程中应采取防风遮挡措施，保持良好的密封状态，运输弃渣的车辆不能装载过满，防止扬尘及散落。
（3）施工区及施工道路降尘：施工区及施工道路应配备洒水车及相应的除尘设备，雇人定期清扫，洒水以减少粉尘及扬尘。
6.2 声环境保护
（1）选用符合国家有关标准的施工机械，尽量选用低噪音的设备和工艺；不得不使用高噪音设备的石方开挖工程，尽量安排在白天施工。
（2）尽量避免在午间和夜间施工，以减少噪声对施工区和附近居民点环境的影响。
（3）在紧邻居民点的施工道路或运输道路沿线设立提示牌，提示过往车辆减速慢行，禁鸣喇叭。
（4）做好接触高噪声工作工人的劳动保护。
6.3 固体废弃物控制
（1）大坝基础开挖产生的土石方弃渣及时运往规划弃渣场，不得随意堆放或就地顺坡倾倒。
（2）土石方弃渣在运输过程中散落的在当天及时清除，运至规划的弃渣场。
7 水土保持
三轮河水库大坝工程土石方开挖水土流失范围主要有大坝工程建设区和弃渣场区。
7.1 大坝工程建设区
（1）在开挖边线外设置截水沟，防止边坡水土流失。
（2）坝肩边坡采取网格梁护坡，满足水保要求。
7.2 弃渣场区
（1）施工管理：在堆渣前，要遵循“先挡后弃”的原则，要事先修建拦挡工程以防止弃渣流失，严禁先弃后挡；同时要在弃渣场顶部依山坡地形修建截水沟，将坡汇水引入渣场下游沟道。
（2）工程措施：为了防止弃渣滑塌或散落，弃渣堆放前在弃渣场边缘坡脚修建挡渣墙，以保护坡脚，避免引发牵引性滑塌。
（3）植物措施：大坝土石方开挖施工结束后，对覆土整治后的弃渣场进行恢复植被。
8 结束语
水利水电工程是我国的民生工程，也是一个“功在当代、利在千秋”的工作，为了满足社会需要，其施工建设要求也在不断提升，本文重点研究的大坝基础土石方开挖是其中的关键环节，在具体施工中，必须根据水利项目具体情况，加强水利水电工程建设管理，优化各种施工工艺，严格施工各个环节的把握，同时要注重新科技新技术的运用，保障水利水电工程土石方施工质量，推动水利水电工程的可持续发展。
参考文献
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[2]龙雪芹.水利水电工程土石方施工技术及前景展望[J].山西农经，2015，09.
[3]韩立祥.土石方工程在建筑工程中施工技术探析[J].黑龙江科技信息，2015，10.
[4]邹洪坤.水利工程土石方施工技术[J].科技创新与应用，2015，03.
[5]《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）.
收稿日期：2018-8-11
作者简介：田维坤（1980-），男，汉族，广西田林人，工程师，本科，主要
从事水利工程建设管理、水利水电工程技术工作。
关键词：三轮河水库；工程建设；大坝工程；基础土石方；开挖技术；关键环节
中图分类号：TV541 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0148-03
引 言
经济社会的发展离不开水利的支撑，目前全国各地农业产业的高速发展，一定程度上推动了水利事业的发展，尤其对于地理位置较为偏远的地区，其可以极大的缓解地区水利基础设施薄弱的问题。三轮河水库位于广西西北部隆林县境内，是一座以供水为主，结合改善下游农村人饮及灌溉等综合利用的水源工程，水库正常蓄水位为1075m，水库设计洪水位为1076.93m，校核洪水位为1077.33m，有效库容227.95m3，总库容305.11m3，坝长213.5m，坝顶高程1079.4m，最大坝高46.4m。研究大坝工程基础土石方开挖利于优化施工工艺，控制规范施工工序，及时消除质量及安全问题，延长工程使用寿命具有十分重要的作用。
1 三轮河水库建设的重要意义
1.1 贯彻落实中央及地方政府关于确保城乡饮水安全指示精神的需要
2011年中央一号文件《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》提出“大力加强水利建设”，抓紧解决工程性缺水问题。
广西壮族自治区人民政府以桂政办发〔2012〕75号文下发了《开展全区设区市及重点城镇备用水源建设工作方案的通知》以加快备用水源工程建设，保证全区群众的饮水安全。三轮河水库可以从根本上解决县城水源单一和周边村屯人饮困难问题。
1.2 是改善当地灌溉条件，提高粮食产量的需要
水利是农业的命脉，为了提高当地粮食产量，解决粮食自给，完善的水利灌溉保证体系是必不可少的，通过修建三轮河水库，为下游沿河耕地提供可靠的灌溉水源，提高农田供水保证率，改善当地农业生产条件，对提高粮食产量，提高当地粮食自给能力有十分重要的意义。
1.3 促进当地社会经济发展，建设社会主义新农村的需要
隆林县目前仍处于传统水利向现代水利的转型阶段，抵御旱灾的能力严重不足，供需水矛盾十分突出，通过三轮河水库工程设施建设，解决了人民群众最关心、最直接、最现实的利益问题，为当地社会经济的发展和全面推进社会主义新农村建设提供有力保障。
1.4 提高水资源利用率，解决水资源供需矛盾的需要
新建隆林县城第二水源——三轮河小型水库工程，形成以冷水河卡达水库为主要水源、三轮河水库为第二水源的双水源供水格局。
综上所述，通过修建三轮河水库，可以提高区域水资源利用率，增加水资源的调控能力，为隆林县城用水安全提供保障，从根本上解决区域农村人饮和灌溉水量不足、供水保证率低等水资源供需矛盾，实现区域水资源合理配置，为当地经济社会可持续发展提供强有力的水利支撑。
2 坝址区工程地质条件
2.1 坝线主要工程地质条件及评价
坝基处河床宽13～17m，坝址区河流较平直，河床地面高程1.34m，左岸为一山梁，其两侧冲沟深切，梁底宽席150～300m，两坡度30～40°，坝址段山坡坡度一般为18～20°岸坡中下部为梯田，上部为杉树；右岸山坡陡峻，中下部植被发育差。河谷为宽底“V”型河谷。坝区岩性主要为砂岩夹粉砂质泥岩，无大的断层或构造经过，坝址岩层倾向上游偏左岸。
坝线存在有主要工程地质问题为左岸坝肩山体较为单薄，岩体较破碎，属中午秀水层，地下水位较低，存在绕坝渗漏的可能。右岸坝肩山坡陡峻，岩层倾角较陡，受节理及层面组合影响，坝基开挖时，可能存在开挖边坡稳定问题，施工时需要根据坝基开挖揭露情况，必要时加强支护。
2.2 大坝主要建筑物工程地质条件
根据水工建筑物布置，大坝主要建筑物由左岸非溢流坝段、河床溢流坝与消力池、右岸非溢流坝等组成。
（1）左岸非溢流坝段地质条件：左岸非溢流坝主要布置于左岸斜坡地带，山顶高程为1050～1130m，岸坡度为18～20°。覆盖层厚度为1～4m，主要为残坡积的含碎石粘土；下伏基岩三叠系中统新苑组第一段第二亚段第五层（T2x1b-5）的砂岩夹粉砂质泥岩、第六层的（T2x1b-6）的粉砂质泥岩及第七层（T2x1b-7）的砂岩夹粉砂质泥岩，岩层倾向上游偏左岸，倾角一般为55～80°，无大的构造及断层经过。
（2）河床溢流坝地质条件：河床溢流坝布置于坝轴线中部，地面高程为1034～1052m，该段河流较为顺直，河床基岩裸露，为三叠系中统新苑组第一段第二亚段第四层（T2x1b-5）的砂岩夹粉砂质泥岩，岩石软硬相间，岩体为强～弱风化，岩层倾向上游偏左岸，倾角一般为80°，无大的构造及断层经过；强风化岩体下限埋深为0～1.5m；岩体属中午透水层；其弱风化下限埋深为3～4m。
（3）右岸非溢流坝地质条件：右岸非溢流坝主要布置于右岸地带，山顶高程约为1126m，岸坡坡度为40～50°，覆蓋层厚度为1～5m，土质主要为残坡积的含碎石粘土。下伏基岩三叠系中统新苑组第一段第二亚段第四层（T2x1b-4）的砂岩夹粉砂质泥岩和第五层的（T2x1b-5）的粉砂质泥岩，岩石软硬相间，岩体为强～弱风化，岩层倾向上游偏左岸，倾角一般为55～80°，坝基无大的构造及断层经过，坝区的四组节理在本坝段均有发育，第①组节理与层面组合对右岸坝基开挖边坡的稳定有一定影响；根据钻孔揭露，右岸坝基强风化岩体下限埋深一般为4～30m。 2.3 坝基开挖边坡稳定问题评价
根据水工设计，河床两岸坝基开挖采取台阶式，相邻台阶高差8～14m，相邻台阶为弱～微风化岩体开挖坡比为1：0.5～1：0.75，相邻台阶为强～弱风化岩体开挖坡比为1：0.75～1：1。
根据坝基的地质条件及开挖形式，左岸坝基开挖边坡走向约为N27°W，倾向NE，受②组节理和②组节理影响，可能出现崩塌问题，施工时需要根据现场开挖情况及时加强支护；右岩坝基开挖边坡走向约为N27°W，倾向SW，受第①组节理及岩层层面组合影响，局部可能存在开挖边坡失稳问题，施工时需要根据现场开挖情况及时加强支护。
3 施工总体布置
3.1 施工布置规划
（1）布置原则：①根据工程特点及施工进度，结合施工场地条件并方便施工的原则进行施工布置，做到施工生产生活区布局合理、紧凑、尽量减少施工占地。②尽量利用台地进行布置，减少场地平整。③尽量利用冲沟、坳槽并相对集中布置弃渣场，减少占用耕地。④统筹规划场内施工道路，妥善解决场内交通问题。
（2）施工布置规划：根据水工建筑物布置、坝线及大坝主要建筑物地质条件，坝基开挖边坡稳定问题评价及本大坝工程特点，大坝基础开挖设3个施工区，分别为①左岸非溢流坝段施工区；②河床溢流坝与消力池施工区；③右岸非溢流坝施工区。大坝基础土石方开挖时按①→②→③顺序开挖。
3.2 土石方平衡及弃渣场布置
根据土石方平衡计算，坝区附近设置2个弃渣场。拦河坝开挖总量约21万m3，大坝下游右岸0.3km处设1号弃渣场，计划堆渣（松方）约25万m3；大坝下游左岸1.3km处设2号弃渣场，计划堆渣（松方）约3万m3。
4 大坝工程土石方开挖技术运用
三轮河水库大坝工程土石方开挖主要包括土方开挖和石方开挖两个部分。下面逐一阐述：
4.1 大坝工程基础土方开挖施工技术措施
按照设计坝轴线走向设置控制网点，在大坝中心线上每隔30～50m打一木桩，并在其转折点处地形变化较大的地方加桩，并在桩上标注开挖深度。建基面开挖边坡控制应根据设计要求开挖进行放坡，开挖深度应符合规范要求，如遇到岩石或者软弱土层应进行调整。将用于回填的粘性土方集中堆放在临时堆土区，便于回填，基础底面予留值宜为30～50cm。为便于雨积水排除，基槽两边挖出明排水沟，初步拟定每隔100m设置集水井，不同土质应以实际要求为准设定，同时配备2.2kW潜水电泵随时将积水抽出排至附近沟渠。具体施工方法如下：
开挖采用自上而下的台阶式开挖方式，禁止从岸坡坡脚或岸坡中部开挖。同时采用机械削坡时，要求预留20cm以上厚度的保护层，根据对现场原始地形的测量及设计坡度，高度较大的边坡，分梯段开挖，梯段的高度根据施工机械性能及开挖区布置等因素确定。计算开挖层厚及开挖量，视开挖层厚及开挖量的大小，在适当的岸坡部位或坡脚建立工作台，并修通连接滩地的“Z”字形出渣道路。粗挖部分采用1.0～2.0m3反铲挖土配装8～25t自卸汽车运输出渣，渣料运至指定的弃渣场。弃渣场采用74kW的推土机平整，且弃渣料的堆高控制在1.0～2.0m之间。保护层开挖或机械挖不到的部位以及沟槽土方，因开挖断面较小，均采用人工开挖，集料后用挖掘机装料，配5～8t自卸汽车运至弃渣场。
4.2 大坝工程基础石方开挖施工技术措施
本工程石方开挖约15.5万m3，方量较大，根据以往经验，岩石开挖用撬棒撬挖、爆破、加打楔子松动岩块或挖掘机破碎锤破碎挖除相互结合，5～15t自卸车装运，卸弃渣场。
（1）爆破：在水利水电工程建设中，石方开挖普遍使用的方法是爆破开挖法，爆破法开挖石方的基本工序有钻孔、装药、起爆、挖装和运卸等。
①准备工作。了解场地情况，编制适合工程需要的具体爆破施工方案。凡不能使用机械或人工直接开挖的石方，采用爆破法开挖。需要采用爆破法的开挖段，如空中有电缆线，查明其平面位置和高度；还要调查地下有无管线，如果有管线，查明其平面位置和埋设深度；同时调查开挖边界线外的建筑结构类型、完好程度、距开挖距离等，然后制定爆破方案，本工程拟采用全断面梯段爆破法。检查爆破从业人员的资格，爆破作业要由经过专业培训并取得爆破证书的专业人员施爆，禁止非爆破专业人员进行爆破作业。根据设计要求放出开挖轮廓线和各炮孔孔位，并予以编号，插木牌逐孔写明孔深、孔径、倾斜角方向及大小进行炮位、炮孔深度和用药量设计，其设计图纸和资料应报送有关部门审批，经批准后才进行爆破施工。
②钻孔、装药。钻孔是爆破质量好环的重要一环，严格按爆破设计的位置、方向、角度进行钻孔，先慢后快。本工程采用液压钻钻孔，钻孔过程中，必须仔细操作，严防卡钻、欠钻、漏钻和错钻。装药前必须检查孔位、深度、倾角是否符合规范要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有石块以及孔内有无积水。如发现孔位和深度不符合规范要求时，进行补孔或透孔。严禁少打眼，多装药。清除孔口周围的碎石、杂物，对于孔口岩石破碎不稳固段，进行维护，避免孔口形成喇叭状。钻孔结束后封盖孔口或设立标志。供钻孔用的脚手架，要搭设牢固的栏杆。开钻部位的脚手板一定要铺满绑牢，架子本身结构要求符合规程的有关规定。钻孔质量符合规范要求，钻完孔后进行装药，装药和堵塞应使用木、竹制作的炮棍。严禁使用金属棍棒装填。本工程拟采用电力起爆，装炮前工作面一切电源应切除，照明至少设于距工作面30m以外，只有确认炮区无漏电、感应电后，才可装炮。
③连线、起爆。在同一爆破网路上必须使用同厂、同型号的电雷管，其电阻值应相同。康铜桥丝雷管的电阻极差不得超过0.25Ω，镍铬桥丝雷管的电阻极差不得超过0.5Ω。网路中的支线、区域线和母线彼此连接之前各自的兩端应短路、绝缘。爆破网路主线应绝缘良好，并设中间开关，与其它电源线路应分开敷设；爆破网路的联接必须在全部炮孔装填完毕，无关人员全部撤至安全地点后进行；联接应由工作面向起爆站依次进行，各接头应用绝缘胶布包好，两条线搭接扣禁止重叠，两线的接点至少错开10cm；用动力或照明电源起爆时，起爆开关必须放在上锁的专用起爆箱内，起爆开关箱和起爆器的钥匙在整个爆破作业时间里，必须由爆破工作的负责人严加保管，不得交给他人；装好炸药包后，必须撤除工作面的一切电源。 （2）撬挖或破碎锤挖除：进行撬挖工作时，严禁站在石块滑落的方向撬挖或上下层同时撬挖。在撬挖工作的下方严禁通行，并有专人监护。撬挖工作在悬浮层清除并撬成一个确无危险的坡度后才能收工。撬挖人员有适当间距，在陡坡上系好安全绳、配戴安全帽，禁止多人共用一根安全绳，一般应在白天作业。其次，较薄部分岩石采用人工风镐配合液压岩石破碎锤或挖掘机直接开挖的方式施工。液压岩石破碎锤施工时，由岩石断面的终点向起点进行施工，施工时将液压岩石破碎锤的钎杆压在岩石上，并保持一定压力后才开动破碎锤，利用破碎锤的冲击力，将岩石破碎。
5 大坝基础土石方开挖安全管理
5.1 安全监督管理机制
严格落实安全监督机制可以较好的避免土石方施工过程中的安全事故，所以必须制定健全完善的安全监督管理制度机制。①建立安全机制必须以国家标准为基础；②要充分考虑到施工实际，针对可能出现的具体问题作出清晰的规定，确保安全制度的真正落地，保证后续工作的有效落实；③制定安全制度机制，还需要进一步区分目标任务，进一步压实安全责任，避免大坝工程基础土石方施工出现质量、安全问题而相互推诿；④建立安全制度机制的主要目的是保证安全施工，对职工形成安全约束力，构建健全的安全监督体系，不仅如此，在施工后，还要建立安全评估体系，更好的提升施工安全性和完整性。
5.2 安全措施
（1）边坡安全监测：在大坝基础开挖前，在大坝左右岸开挖线外约10m山体上布置观测点，左岸布置6个，右岸布置3个共计9个观测位移工作基点，施工时段每小时观测1次，天气异常的加大观测频次，同时安排2名安全員通过肉眼实时观察，争取第一时间发现险情；通过设备观测与人工观测结合的方式严密监测，确保没有因山体滑坡、塌方、落石等造成的安全事故发生。
（2）设置截水沟：在大坝基础开挖前，大坝左右岸开挖线外约3m山体上沿开挖线修建400×400断面截水沟，防止雨水冲刷开挖坡面，造成山体滑坡、塌方等安全事故。
（3）围挡：在大坝基础开挖前，大坝左右岸开挖线外约3m山体上沿开挖线设置1.5m高围档。基础开挖完成后在建基面周围设置刚性围档，防止落石等造成安全事故。
（4）喷锚支护：为保证大坝工程在基础土石方开挖过程和大坝主体工程施工以及工程运行安全，对坝肩边坡进行喷锚支护。
6 环境保护
三轮河水库大坝基础土石方开挖对环境的不利影响主要包括施工期产生的扬尘、噪声、弃渣等。
6.1 大气环境保护
（1）土石方开挖降尘：工程开挖采用湿法作业，减少开挖产生的粉尘，对开挖产生粉尘量较大的，应采取围挡措施，并及时洒水。
（2）土石方运输防尘：运输车辆经过临时道路或土路时，提前减速行驶，同时运输物料和弃渣过程中应采取防风遮挡措施，保持良好的密封状态，运输弃渣的车辆不能装载过满，防止扬尘及散落。
（3）施工区及施工道路降尘：施工区及施工道路应配备洒水车及相应的除尘设备，雇人定期清扫，洒水以减少粉尘及扬尘。
6.2 声环境保护
（1）选用符合国家有关标准的施工机械，尽量选用低噪音的设备和工艺；不得不使用高噪音设备的石方开挖工程，尽量安排在白天施工。
（2）尽量避免在午间和夜间施工，以减少噪声对施工区和附近居民点环境的影响。
（3）在紧邻居民点的施工道路或运输道路沿线设立提示牌，提示过往车辆减速慢行，禁鸣喇叭。
（4）做好接触高噪声工作工人的劳动保护。
6.3 固体废弃物控制
（1）大坝基础开挖产生的土石方弃渣及时运往规划弃渣场，不得随意堆放或就地顺坡倾倒。
（2）土石方弃渣在运输过程中散落的在当天及时清除，运至规划的弃渣场。
7 水土保持
三轮河水库大坝工程土石方开挖水土流失范围主要有大坝工程建设区和弃渣场区。
7.1 大坝工程建设区
（1）在开挖边线外设置截水沟，防止边坡水土流失。
（2）坝肩边坡采取网格梁护坡，满足水保要求。
7.2 弃渣场区
（1）施工管理：在堆渣前，要遵循“先挡后弃”的原则，要事先修建拦挡工程以防止弃渣流失，严禁先弃后挡；同时要在弃渣场顶部依山坡地形修建截水沟，将坡汇水引入渣场下游沟道。
（2）工程措施：为了防止弃渣滑塌或散落，弃渣堆放前在弃渣场边缘坡脚修建挡渣墙，以保护坡脚，避免引发牵引性滑塌。
（3）植物措施：大坝土石方开挖施工结束后，对覆土整治后的弃渣场进行恢复植被。
8 结束语
水利水电工程是我国的民生工程，也是一个“功在当代、利在千秋”的工作，为了满足社会需要，其施工建设要求也在不断提升，本文重点研究的大坝基础土石方开挖是其中的关键环节，在具体施工中，必须根据水利项目具体情况，加强水利水电工程建设管理，优化各种施工工艺，严格施工各个环节的把握，同时要注重新科技新技术的运用，保障水利水电工程土石方施工质量，推动水利水电工程的可持续发展。
参考文献
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[4]邹洪坤.水利工程土石方施工技术[J].科技创新与应用，2015，03.
[5]《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）.
收稿日期：2018-8-11
作者简介：田维坤（1980-），男，汉族，广西田林人，工程师，本科，主要
从事水利工程建设管理、水利水电工程技术工作。