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公伯峡水电站砼面板堆石坝趾板基础开挖施工

关键词：砼面板堆石坝；趾板槽；水平预裂；钢管排架；垂直排架；斜夹角排架；公伯峡水电站

摘要：
一、面板堆石坝概述

公伯峡水电站工程位于青海省循化撒拉族自治县和化隆回族自治县交界处，是一座以发电为

主，兼顾灌溉、供水的一等大（I）型工程。枢纽大坝为钢筋砼面板堆石坝，大坝布置在主河床

上，坝轴线方位NW316°35′13.2″，坝顶高程2010.00m，主河床处趾板最低建基高程1871.00m，

（后经调线调整为1877.80m）。最大坝高139.00m（132.20m）坝顶长429.0m，宽10.0m，坝顶

设有高度为5.80m的“L”墙与面板相接，钢筋砼面板与左右高趾墙及趾板相连接，并在趾板及

高趾墙全线布置帷幕灌浆，形成了整个面板坝的防渗系统。

二、趾板基础开挖施工特点及难点

（一）趾板设计

趾板是整个砼面板坝防渗系统的重要组成部分，可保证面板与坝基间的不透水连接，趾板宽度

按垂直于趾板控制线（X线）由地基允许渗流比降（J＜15＝确定，设计沿趾板控制线（X线）分为

15个控制点，其中点与点深入左右岸高趾墙，除去这两点，将趾板共分为12个趾板单元，
X15X1
各趾板单元宽度、长度、坡降、控制线方位等均不相同。具体见表（一）。

各段趾板控制参数（调线后）表（一）
控制点长度（m）宽度（m）坡比轴线方位

X2~X382.457.51:1.499NW247°52′24″
X3~X4′38.429.01:2.234NW268°20′56.7″
X4′~X5′36.09.00NW316°52′24.1″
X5′~X623.099.01:4.440NW353°51′13.4″
X6~X730.128.981:2.317NW353°45′42″
X7~X845.698.541:2.688NW347°58′51″
X8~X939.107.501:19.55NW320°41′37″
X9~X1043.477.67~5.631:5.433NW331°31′07″
X10~X1136.826.01:2.832NW346°12′54″
X11~X1245.406.85~5.641:1.974NW358°14′5″
X12~X1343.425.01:2.894NW345°30′41″
X13~X1456.345.00NW316°52′24.1″
（二）趾板基础开挖施工特点及难点

趾板建基于弱风化岩石上，在开挖施工过程中应采取措施避免基础岩面上出现爆破裂

隙，或使原有构造裂隙和岩体的自然状况产生不应有的恶化。同时，由于趾板砼厚度较薄，

最厚处0.7m，薄处0.5m，故设计要求开挖施工时，保证趾板基础及其后15m过渡平段无欠

挖，即欠挖为0cm，超挖平均不超过20cm。趾板基础与其后15m过渡平段在体型上有一交

棱，此交棱为面板与趾板相接处。交棱随各段趾板的走向即趾板轴线不同而变化。趾板轴线

与坝轴线偏角越大，交棱越明显。趾板轴线与坝轴线偏角为0°（即平行）时，交棱消失，

而两条轴线的偏角亦与趾板的坡度有关，坡度越大，两轴线偏角越大，坡度为0（即水平）

时，两轴线平行。趾板基础与15m过渡段为同一水平面，交棱消失（如X4′~X5′、X13~X14

两段）。由于趾板基础具有以上所述的复杂多变性及严格的超欠挖要求，给开挖工作带来了

一定的难度。

三、趾板基础开挖施工

趾板基础开挖总体为采用梯段爆破进行大面下卧，后预留保护层，利用制作各种造孔

排架，手风钻造斜平面预裂，挖除保护层，形成趾板基础开挖的施工方法。

（一）大面下卧

大面下卧采用非电毫秒梯段爆破、边坡深孔预裂的方法进行施工。边坡预裂采用

CM-351型风动钻机及100B型潜孔钻机，大面爆破亦采用CM-351型风动钻机及100B潜孔

钻。在局部大型钻机无法到位及右坝肩开挖厚度很薄的部位，采用100B潜孔钻或手风钻造

孔，爆破材料主要为岩石销铵炸药，药卷直径从φ25mm~φ80mm不等，局部爆破孔采用散

装炸药。装渣设备采用装载机、正铲、反铲等。出渣设备为15~20t自卸汽车，右岸出渣利

用修建临时出渣道路，左岸根据地形特点，设置一集渣平台，从集渣平台集中出渣。

（二）保护层开挖

保护层开挖首先采用常规保护层开挖方法，即利用手风钻造爆破孔，火花松动爆破挖除

保护层。因为此种方法不能很好满足趾板基础各种技术要求，后采用手风钻造斜平面预裂，

分梯段爆破开挖的方法进行施工。保护层开挖主要造孔设备为手风钻，孔径φ42mm，爆破

材料为2#销铵乳化炸药。每梯段爆破完后，人工配合反铲扒渣，清理出掌子面，下一茬上

钻造孔，平均每12小时一个循环，每循环进尺3m，条件允许时，在多个趾板单元同时开