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特高拱坝水垫塘反拱型底板开挖施工技术

白鹤滩水电站水垫塘全长约360.00m，采用圆弧反拱底板接复式梯形断面。

水垫塘反拱底板圆弧半径111.02m，圆弧底板弧底开挖高程556.00m，拱端开挖

高程559.00m，反拱底板预留保护层，保护层厚度为2～5m。水垫塘基础为柱状

节理玄武岩、角砾熔岩及隐晶质玄武岩，根据水垫塘施工条件及开挖体型特点，

水垫塘高程603.00～559.00m之间边坡采用自上而下分层梯段预裂爆破开挖，高

程559.00m以下水垫塘反拱底板基础采用水平预裂爆破和复合消能爆破相结合

的方式开挖，既保证了建基面开挖质量，也极大的缩短了反拱底板开挖的施工工

期，为实现了水垫塘混凝土如期开浇提供了保障。

标签：圆弧反拱底板；预留保护层；柱状节理玄武岩；水平预裂爆破；复

合消能爆破

1工程概况

1.1枢纽介绍

白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县境内，是金沙江下游干流河

段梯级开发的第二个梯级电站。电站的开发任务以发电为主，兼顾防洪，并有拦

沙、发展库区航运和改善下游通航条件等综合效益，是西电东送骨干电源点之一。

水库总库容206.27亿m3，正常蓄水位825.00m，电站装机容量16000MW，多

年平均发电量625.21亿kW？h。本工程为Ⅰ等大（1）型工程，枢纽工程由拦河

坝、泄洪消能建筑物和引水发电系统等主要建筑物组成。拦河坝为混凝土双曲拱

坝，坝顶高程834.00m，最大坝高289.00m，坝下设水垫塘和二道坝。地下厂房

对称布置在左、右两岸，厂房内各安装8台单机容量为1000MW水轮发电机组。

电站建成后，将仅次于三峡水电站成为世界第二大水电站。

1.2水垫塘体型及地质条件

白鹤滩水电站大坝下游水垫塘采用圆弧反拱底板接复式梯形断面。水垫塘反

拱底板圆弧半径111.02m，圆心角26.73°，弦长51.27m，圆弧底板弧底开挖高程

556.00m，拱端开挖高程559.00m，矢高3m，反拱底板预留保护层，保护层顶面

高程561.00m，保护层厚度为2～5m。

水垫塘边坡主要分布P2β31～P2β32层隐晶质玄武岩、第二类柱状节理玄武

岩、角砾熔岩等，

基础主要由P2β32层柱状节理玄武岩、角砾熔岩部位和P2β31层隐晶质玄

武岩构成。P2β32層柱状节理玄武岩岩体内层内错动带发育，岩体呈弱风化下段，

弱卸荷，开挖爆破制标准较高（要求10m高处振速不大于10cm/s，1m处声波衰

减率不大于10%）。

2水垫塘反拱底板开挖总体方案

水垫塘左岸边坡高程603m以下开挖厚度大，约35～60m，按照设计要求，

应采取前缘分块爆破，基础面预留保护层厚约3～6m；高程559m以下为圆弧反

拱底板断面，弧底板弧底开挖高程556.00m，拱端开挖高程559.00m，矢高3m，

反拱底板预留保护层，保护层顶面高程561.00m，保护层厚度为2～5m。

根据水垫塘的地形条件、体型特点及工期要求，水垫塘高程603.00～559.00m

之间边坡在前沿块爆破完成后，同步进行自上而下分层梯段的预裂爆破开挖；高

程559.00m以下水垫塘反拱底板基础采用水平预裂爆破和复合消能爆破相结合

的方式开挖。

水垫塘反拱段位于水垫塘边坡的底部，为保证水垫塘反拱底板开挖时坝基及

水垫塘施工道路的畅通，以水垫塘中心线为界，对水垫塘反拱分左右岸两部分进

行开挖。当一侧施工时，可在另一侧布置施工道路，施工道路采用左右岸交替布

置的方式以保证整个大坝基坑施工材料、设备及渣料的正常运输。

3水垫塘反拱底板开挖施工程序

水垫塘边坡高程603.00～559.00m，在前沿块爆破完成后，预留保护层主要

采用预裂爆破施工，建基面边坡预裂主要根据保护层顶面开挖岩石出露情况及振

动监测结果进行布孔及装药，在岩层出露相同部位，根据上一炮的监测结果，对

爆破参数进行优化调整。

水垫塘反拱底板高程559.00m以下（保护层顶面高程561.00m）基柱状节理

玄武岩开挖质量要求高、工序复杂、施工工期紧张（整个水垫塘预裂面积23.8

万m2，开挖工程量达143万m3，施工工期仅为9个月，