在水利水电建设中,地基处理的方法很多,开挖处理是一种最通用可靠的处理方法。所谓开挖处理,就是将不符合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉。地基范围内开挖土石方,即地基开挖,与一般土石方开挖比较,必须从施工技术,组织措施上解决好以下问题。
(1)及时排除基坑积水、渗水和地表水,确保开挖工作在不受水的干扰之下进行引走。河槽部位开挖时,要布置好集水排水系统,配备移动方便的抽水机,及时将积水、渗水排除。
(2)合理安排开挖程序,保证施工安全
基坑开挖,要遵循"自上而下、先岸坡后河槽、分层开挖、逐渐下降"的原则。在邻近设计开挖线处,应预留一定厚度的保护层,采取浅孔弱震爆破,以确保建基面以下的地层不受破坏或应力恶化。
如果基坑范围比较开阔,在不影响施工安全的条件下,也可以先开挖较低的部位,如河槽部位,但仍应分层下挖;至于岸坡部位,除有必要且经专门论证外,都应自上而下分层开挖。
(3)合理选定基坑的开挖范围与形态
基坑的开挖范围取决于水工建筑物的平面轮廓,同时应考虑实际施工情况。基坑开挖要避免形成高边坡、深槽壁,要求基岩面比较平整,高差不宜太大,并尽可以略向上游倾斜,同时考虑不同坝型的要求。
还要注意坝基开挖形态的控制。对于重力坝,为了维持坝体稳定,避免应力集中,要求开挖以后的基岩面比较平整,高差不宜太大,无棱角,无反坡,并尽可能略向上游倾斜;对于拱坝,除了和重力坝相同的要求以外,还要注意拱座面的开挖应与拱的推力方向相垂直。
(4)统筹规划运输线路,组织好出碴运输工作
出碴运输线路的布置要与开挖分层相协调。开挖分层的高度,与地形、地质、施工设备、施工高度、爆破方式等因素有关,一般在5-30m之间。故运输道路也应分层布置,将各层的开挖工作面和堆碴场或者和通向堆碴场的运输干线连接起来。基坑的废碴最好加以利用,直接运至使用地点或指定的地点暂时堆放。
出碴运输道路的规划,在施工总体布置中,应该尽可能结合场内交通的要求一并考虑,以利于开挖和后续工序的施工,节省临时道路的投资。出碴运输工作的组织,对于开挖进度的费用的影响极大,宜按统筹规划的原理,将开挖、运输和堆存作为一个系统,依照运输距离或运输费用最小的原则进行组织。
(5)正确选择开挖方法及开挖参数,以保证质量和安全为重点
岩基开挖的主要方法是钻孔爆破,分层开挖。
(6)做好开挖和利用石碴的综合平衡
大中型工程土石方的开挖量往往很大,需要大片堆碴场地。如果能够充分利用开挖的弃碴,不仅可以减少弃碴占地,而且可以节约建设资金。不少工程利用基坑开挖的弃碴来修筑土石副坝功围堰,填塘补坑、开辟施工场地,将合格的砂石料加工成混凝土骨料或修筑其他堆砌石工程等。为此,必须对整个工程进行土石方平衡。所谓土石方平衡,就是对整个工程的土石方开挖量和土石方堆筑量进行全面规划,做到开挖和利用相结合,就近利用有效开挖方量。通过平衡合理确定弃碴的数量,规划弃碴的堆场和使用顺序。
在规划弃碴堆场时,要考虑施工和运行方面的要求,避免二次倒运,不能影响围堰防渗闭气,抬高尾水和堰前水位,阻滞河道水流,影响水电站、泄水建筑物和导流建筑物的正常运行,影响度汛安全等。含有害物质的废碴不准堆在河床中,以免污染河水。
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