溪洛渡水電站拱壩建基面開挖施工質(zhì)量控制

崔光澤，王 保，賈 冬

（華能西藏發(fā)電有限公司，四川 成都 610200）

1 工程概況

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣交界處的金沙江干流上，電站總裝機(jī)容量12 600 MW，是一座以發(fā)電為主，兼有攔沙、防洪和改善下游航運(yùn)條件等綜合利用效益的巨型水電站。攔河大壩為混凝土雙曲拱壩，大壩建基面開挖自EL.610.0～EL.324.5 m，高度 285.5 m。

2 壩址區(qū)主要地質(zhì)條件

壩址區(qū)河床基巖及兩岸谷坡均由二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖(P2β)組成。峨眉山玄武巖為間歇性多期噴溢的陸相基性火山巖流，壩區(qū)總厚度約500 m，分為14個(gè)巖流層。巖流層一般厚25～40 m，同一巖流層的厚度相對(duì)穩(wěn)定，起伏差一般小于5 m。巖流層產(chǎn)狀平緩，以3°～5°緩傾下游微偏左岸。

壩址區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，巖體裂隙較發(fā)育，但裂隙短小、稀疏、走向較發(fā)散，主要受層間、層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶限制。主要結(jié)構(gòu)面為層間和層內(nèi)的錯(cuò)動(dòng)帶。錯(cuò)動(dòng)帶產(chǎn)狀平緩，帶厚一般為5～10 cm，主要為粗顆粒的玄武巖角礫、碎塊，部分充填少量巖屑，很少有泥質(zhì)充填，嵌合較緊密。

3 預(yù)裂孔鉆孔施工

3.1 生產(chǎn)性試驗(yàn)

1）進(jìn)入拱壩建基面開挖前，在左右岸EL.610～EL.670m邊坡開挖施工過程中，結(jié)合不同巖級(jí)的巖體，采用YQ-100B型潛孔鉆機(jī)和CM351型鉆機(jī)鉆孔進(jìn)行了一系列鉆孔生產(chǎn)性試驗(yàn)；其主要目的是根據(jù)試驗(yàn)效果（鉆孔質(zhì)量及施工效率）確定建基面開挖分層高度、鉆孔設(shè)備，鉆進(jìn)速度等參數(shù)。

2）建基面施工過程中，在左右岸EL.400～EL.460 m前緣塊開挖區(qū)，對(duì)采用100B型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行了模擬緩建基面預(yù)裂孔鉆孔生產(chǎn)性試驗(yàn)，分別對(duì)鉆桿增設(shè)不同數(shù)量扶正器在不同巖級(jí)巖體、不同坡度以及不同鉆進(jìn)速度條件下的鉆孔效果進(jìn)行對(duì)比分析。其目的是了解緩建基面鉆孔過程中鉆桿的掉鉆程度及影響因素，以確定EL.440 m以下緩建基面預(yù)裂孔鉆孔施工工藝。

3.2 鉆孔施工工藝

3.2.1 鉆孔施工程序

1）梯段鉆孔中，先完成預(yù)裂孔外側(cè)的緩沖孔鉆孔后再進(jìn)行預(yù)裂孔施工，根據(jù)緩沖孔鉆孔揭示地質(zhì)分布情況，推斷預(yù)裂孔位置的巖體條件，以便對(duì)預(yù)裂孔的鉆孔風(fēng)壓、鉆速等進(jìn)行控制，減小不良地質(zhì)對(duì)預(yù)裂孔鉆孔施工的影響。

2）預(yù)裂孔鉆孔施工程序見圖1。

圖1 預(yù)裂孔施工程序圖

3.2.2 施工方法

溪洛渡拱壩建基面采用自上至下分層開挖，EL.400～EL.610 m按10 m高差分層，EL.400 m以下左岸按5 m、右岸按6.0 m高差分層；為保證鉆機(jī)的架鉆空間（不小于40 cm），同時(shí)考慮其在不同的梯段開挖高度、坡度和不同巖體級(jí)別下的鉆桿掉鉆情況；預(yù)裂孔鉆孔按“超欠平衡法”作為施工設(shè)計(jì)輪廓線，根據(jù)開挖坡度、梯段高度、緩沖孔鉆孔揭示地質(zhì)分布情況、設(shè)計(jì)人提供的地質(zhì)預(yù)報(bào)資料等，采取了以下鉆孔措施：

1）左右岸 EL.440～EL.610 m，建基面設(shè)計(jì)開挖坡度大于 52°，坡比 1∶0.52～1∶0.99，預(yù)裂孔斜長(zhǎng)11.3～14.1 m；根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)情況，該類邊坡鉆桿掉鉆不明顯，預(yù)裂孔按“超欠平衡法”的施工設(shè)計(jì)輪廓線鉆孔施工。

2）左岸 EL.440～EL.400 m，建基面設(shè)計(jì)開挖平均坡度35°，坡比1:1.35～1:1.52，預(yù)裂孔斜長(zhǎng)16～18.2 m。根據(jù)生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該類坡度邊坡10 m高差梯段不加扶正器鉆孔后，鉆桿掉鉆（自然下漂）15～20 cm，預(yù)裂孔鉆孔在施工設(shè)計(jì)線的基礎(chǔ)上按孔底法線方向預(yù)欠5 cm，開挖后，保證了預(yù)裂孔孔底超挖20 cm左右，加上下一層孔口欠挖20 cm，形成40 cm錯(cuò)臺(tái)作為鉆機(jī)架鉆空間。

3）右岸EL.440～EL.400 m，建基面設(shè)計(jì)開挖平均坡度 46°，坡比 1∶1.35～1∶1.52，預(yù)裂孔斜長(zhǎng) 14～17 m；由于鉆桿掉鉆（自然下漂）10～15 cm，建基面采用在施工設(shè)計(jì)輪廓線的基礎(chǔ)上，孔底法線方向預(yù)欠10 cm的方法（調(diào)整預(yù)裂孔傾角）進(jìn)行鉆孔施工。

4）左岸EL.400～EL.330 m，建基面坡度23°～26°（壩軸線位置），坡比 1∶2.05～1∶2.36，預(yù)裂孔斜長(zhǎng)11.4～12.8 m；右岸 EL.400～EL.324.5 m，建基面坡度 24°～31°，坡比 1∶1.66～1∶2.25，建基面預(yù)裂孔斜長(zhǎng) 11.6～14.8 m。

由于建基面開挖坡度較緩，為減小鉆桿掉鉆產(chǎn)生的飄孔，采取根據(jù)不同巖級(jí)巖體在預(yù)裂內(nèi)增加1～2個(gè)扶正器以及在施工設(shè)計(jì)輪廓線的基礎(chǔ)上，孔底預(yù)欠方案（孔底法線方向預(yù)欠3～5 cm）進(jìn)行鉆孔施工；開挖開挖過程中，上游半幅Ⅲ1級(jí)巖體居多，下游半幅為Ⅲ2級(jí)巖體含量高，即自上游—壩軸線由法向預(yù)欠5 cm，漸變至3 cm，壩軸線—下游由法向預(yù)欠3 cm。有效的減小梯段開挖的坡腳超挖。

Ⅱ級(jí)、Ⅲ1級(jí)巖體單孔使用2個(gè)扶正器（分別加在第2，5根鉆桿上）、Ⅲ2級(jí)巖體單孔采用1個(gè)扶正器（且扶正器位于第一根鉆桿后，即加在第2根鉆桿上）。

4 預(yù)裂孔鉆孔質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量控制及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

4.1．1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

1）預(yù)裂孔孔位偏差不大于5%孔距，即孔位偏差不大于4.5 cm；預(yù)裂孔鉆孔傾角和方向偏差不大于1.5%，即預(yù)裂孔鉆孔傾角或方向偏差應(yīng)在±0.2°。

2）除明顯的地質(zhì)缺陷處外，相鄰兩殘留炮孔間的不平整度不應(yīng)大于15 cm。

3）有結(jié)構(gòu)配筋要求及埋件的部位不允許有欠挖，無(wú)結(jié)構(gòu)配筋要求及埋件的部位欠挖不大于10 cm、超挖不大于20 cm。

4.1．2 質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

平整度及超欠挖質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：

拱壩建基面超欠挖檢測(cè)，按施工設(shè)計(jì)線作為建基面開挖質(zhì)量超、欠挖檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)線。

1）EL.400 m以上按高程布設(shè)檢測(cè)斷面，高程間距2.0 m；EL.400 m以下緩建基面，按垂直高差1.0 m的間距布置檢測(cè)斷面。

2）斷面上測(cè)點(diǎn)間距50～100 cm，遇地形變化處加密測(cè)點(diǎn)。

3）按1∶200比例尺繪制測(cè)量斷面圖（A3圖幅）。

4）根據(jù)斷面測(cè)點(diǎn)的測(cè)量資料，統(tǒng)計(jì)、計(jì)算建基面的超欠挖成果。

拱壩建基面平整度檢測(cè)：

1）EL.400 m以上開挖梯段高度上布設(shè)3條水平檢測(cè)斷面，斷面位于距開口線、坡腳1.0 m處和開挖梯段中部；EL.400 m以下緩建基面，分別在距建基面梯段開挖面坡頂、坡腳2.0 m處各布置一個(gè)檢測(cè)斷面。

2）沿檢測(cè)斷面采用2.0 m直尺連續(xù)檢測(cè)。

3）直尺緊靠開挖面，量取直尺與相鄰炮孔間巖面間的最大間隙，即為開挖面不平整度讀數(shù)。

4）統(tǒng)計(jì)、計(jì)算開挖面的不平整度成果。

4.2 質(zhì)量控制程序

4.2.1 開鉆前質(zhì)量控制

1）檢查用于預(yù)裂孔施工的供風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行情況，保證鉆機(jī)鉆孔風(fēng)壓。

2）檢查鉆機(jī)、鉆桿性能，及時(shí)更換因長(zhǎng)期磨損導(dǎo)致變形的陳舊鉆機(jī)和鉆桿。

3）檢查施工照明情況，確保一臺(tái)鉆機(jī)配一盞近距照明燈，滿足夜間預(yù)裂孔鉆孔中鉆機(jī)調(diào)校照明要求。

4）合理安排建基面外緣主爆孔、緩沖孔及預(yù)裂孔造孔施工順序，預(yù)裂孔前3 m造孔施工過程中不得進(jìn)行主爆孔造孔施工，杜絕前緣造孔粉塵過大而影響預(yù)裂孔施工。

5）檢查鉆孔施工準(zhǔn)備情況，其內(nèi)容包括：預(yù)裂孔孔位處1.0 m寬條帶的清理情況（要求清除浮渣和松動(dòng)巖塊），預(yù)裂孔放樣情況（要求逐孔放樣，根據(jù)測(cè)量成果及時(shí)固定預(yù)裂孔孔位點(diǎn)、方向點(diǎn)點(diǎn)位，為了保證放樣點(diǎn)不被雨水或人為不小心破壞，采用電鉆打孔、插如竹簽，用紅油漆標(biāo)示。），YQ100B鉆機(jī)固定情況（按照“一機(jī)一樣架”的要求進(jìn)行架設(shè)牢固），鉆桿傾角（采用定制的量角器檢查）、方向角（采用吊錘法檢查）及鉆機(jī)操作手到位情況等。

6）上述工作檢查完成后經(jīng)監(jiān)理工程師簽署“單孔準(zhǔn)鉆許可證”，同意符合上述要求的預(yù)裂孔開鉆。

4.2.2 鉆孔過程控制

1）認(rèn)真落實(shí)3次“校鉆”制度，對(duì)應(yīng)孔深分別為0.2 m、1.5 m和2.5 m，重點(diǎn)控制鉆桿方向角和傾角，在遇不良地質(zhì)條件時(shí)增加校鉆次數(shù)。

2）嚴(yán)格控制預(yù)裂孔前3 m段鉆進(jìn)速度、鉆桿方向角和傾角，對(duì)已成孔的預(yù)裂孔逐孔驗(yàn)收。

3）作好鉆孔施工記錄事實(shí)描述，如返風(fēng)、返渣、串風(fēng)、孔內(nèi)積水情況、返渣顏色以及鉆進(jìn)風(fēng)壓不變而速度自然明顯改變等，以指導(dǎo)爆破裝藥。

4）控制緩沖孔、主爆孔的鉆孔角度、孔深，尤其是加強(qiáng)緩建基面的緩沖孔控制，避免緩沖孔角度偏差或孔深超深破壞建基面。

5）爆破孔通過監(jiān)理工程師驗(yàn)收并簽署“鉆孔質(zhì)量檢查驗(yàn)收表”后，才允許進(jìn)入下道工序施工。

4.2.3 預(yù)裂孔質(zhì)量檢查和驗(yàn)收

建基面完成爆破開挖后，為了客觀的評(píng)價(jià)造孔質(zhì)量，對(duì)預(yù)裂孔進(jìn)行了如下檢查和驗(yàn)收：

1）檢查建基面超欠挖、平整度。

2）檢查預(yù)裂孔傾角偏差、方向角偏差和開孔偏差。

3）測(cè)量預(yù)裂孔軌跡線等；并繪制成圖。

4）根據(jù)以上資料分析炮孔的飄鉆情況，對(duì)鉆孔傾角偏差進(jìn)行系統(tǒng)分析，總結(jié)開孔精度、鉆孔傾角、方位角的綜合控制措施。

5 建基面開挖質(zhì)量評(píng)價(jià)

溪洛渡拱壩建基面的預(yù)裂孔鉆孔精度高、施工過程控制到位，建基面的平均超欠挖、平整度的合格率分別為95.7%，98.2%；與壩段相對(duì)應(yīng)，建基面開挖共劃分為31個(gè)單元工程，單元工程優(yōu)良率100%，溪洛渡水電站拱壩壩基開挖質(zhì)量達(dá)到“優(yōu)秀”等級(jí)。

6 結(jié)語(yǔ)

溪洛渡水電站拱壩建基面開挖預(yù)裂孔，采用增加限位拉桿和限位板改造后的YQ—100B型潛孔鉆機(jī)鉆孔，其鉆孔按“超欠平衡法”作為施工設(shè)計(jì)線，根據(jù)開挖坡度、梯段高度、緩沖孔鉆孔揭示地質(zhì)分布情況、設(shè)計(jì)方提供的地質(zhì)預(yù)報(bào)資料等，采取了在施工設(shè)計(jì)輪廓線基礎(chǔ)上對(duì)孔底預(yù)欠、增加孔內(nèi)加設(shè)扶正器或二者結(jié)合的施工方法。施工中認(rèn)真落實(shí)三次“校鉆”制度、嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度和保證鉆孔作業(yè)面環(huán)境，保證了建基面開挖預(yù)裂孔的鉆孔質(zhì)量。