白鶴灘水電站泄洪洞開挖、支護質(zhì)量控制措施

張江濤，劉 喆，劉錦戍

(中國水利水電第五工程局，成都，610066)

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白鶴灘水電站泄洪洞開挖、支護質(zhì)量控制措施

張江濤，劉 喆，劉錦戍

(中國水利水電第五工程局，成都，610066)

本文以白鶴灘水電站泄洪洞工程上平段Ⅰ層開挖、支護為例，簡單介紹了地下洞室大斷面開挖、支護過程中的質(zhì)量控制措施。

白鶴灘泄洪洞 開挖支護 施工質(zhì)量 控制措施

1 概述

白鶴灘水電站2#、3#泄洪洞為無壓隧洞，由上平段和龍落尾段組成，洞身斷面為城門洞型。泄洪洞上平段洞身開挖共分為四個斷面，分別為A型(17.0m×20m)、B型(17.4m×20.4m)、C型(18m×21m)和D型(20m×23m)。初期支護為錨噴支護，主要支護參數(shù)：系統(tǒng)砂漿錨桿φ25mm、L=4.5m，φ28mm、L=6m，φ32mm、L=9m；預(yù)應(yīng)力錨桿φ32mm、L=9.0m，150kN支護；掛網(wǎng)噴護10cm或15cm厚混凝土等。噴射混凝土分初噴和復(fù)噴。

泄洪洞上平段底坡為0.015，開挖典型斷面尺寸為20m×23m(寬×高)。結(jié)構(gòu)開挖斷面大、圍巖較差、支護參數(shù)復(fù)雜，泄洪洞施工質(zhì)量控制較難。施工過程中采用了合理的開挖、支護方法，取得了較好的開挖、支護質(zhì)量。

2 主要施工方案

泄洪洞工程2014年8月開工，目前已基本完成上平段I層開挖、支護工作。由于泄洪洞開挖

斷面較大，洞身分三層開挖，即1、2、3層。1層開挖高度10.0m，2層開挖高度8m～11m，3層為保護層開挖，分層高度2.0m(詳見圖1)。泄洪洞1層開挖，采用自制鉆爆臺車手縫鉆鑿孔非電雷管起爆，中導(dǎo)洞先行，兩側(cè)邊墻擴挖的方式。泄洪洞支護分為隨機支護和系統(tǒng)支護。對開挖掌子面的Ⅱ、Ⅲ類圍巖不穩(wěn)定塊體、不利結(jié)構(gòu)面、局部破碎處，及時進行隨機噴錨支護；在Ⅱ、Ⅲ類圍巖隨機支護的基礎(chǔ)上，距離掌子面30m～50m系統(tǒng)噴錨及時跟進。對于Ⅳ類圍巖，隨機支護和系統(tǒng)支護緊跟掌子面。支護典型斷面類型詳見圖2。

圖1 泄洪洞典型斷面開挖分層

圖2 泄洪洞典型斷面支護

3 質(zhì)量控制措施

3.1 洞室開挖施工質(zhì)量控制措施

3.1.1 測量放線。由測量人員對洞室中心線、設(shè)計輪廓線進行測放并根據(jù)爆破設(shè)計參數(shù)點布設(shè)孔位，對每個周邊孔位進行放樣，中心線應(yīng)明顯標示。同時每循環(huán)2m進行方向線放樣，以檢測開挖尺寸及控制鉆孔方向及角度。每個循環(huán)鉆孔前的測量放樣，要檢查上一循環(huán)超欠挖情況，檢測結(jié)果及時向現(xiàn)場施工技術(shù)人員交底，提醒作業(yè)隊注意控制和調(diào)整開孔位置和鉆孔角度。

3.1.2 鉆孔施工。鉆孔作業(yè)實行定人、定機、定孔“三定”制度，周邊孔由作業(yè)隊當(dāng)班負責(zé)人提交《鉆孔責(zé)任分區(qū)圖表》。開鉆前現(xiàn)場技術(shù)員須對施工班組進行測量放線交底，開孔時對遮擋手縫鉆局部凸出的小塊巖尖，用榔頭敲掉以保證鉆桿平順無遮擋。鉆孔時，首先要求經(jīng)驗豐富的鉆工根據(jù)后視點造好第一個基準孔，控制好基準孔的上下方向角度，完成后采用“插桿”作為基準造其它的周邊孔。使用卷尺(或等孔距長度的鐵絲)測量兩孔口距離，再對比開孔鉆機桿與插入鉆桿的距離，使兩距離保持相等，從而保證鉆孔的平行。周邊孔造孔完成后，采用插桿檢查鉆孔質(zhì)量，保證鉆桿間互相平行，不出現(xiàn)個別孔上下方向的飄鉆。

3.1.3 裝藥。裝藥前用風(fēng)水沖洗炮孔，各部位分片、分區(qū)由專人負責(zé)裝藥。周邊孔裝藥按爆破設(shè)計要求用小藥卷捆綁于竹片上，并形成不連續(xù)裝藥，炸藥綁扎完成后必須經(jīng)質(zhì)檢人員驗收合格后方準裝藥。根據(jù)鉆爆試驗提供的線裝藥密度控制藥卷長度和間距，插藥入孔時還應(yīng)注意藥卷的方向，竹片靠洞室輪廓線一側(cè)，藥卷朝向最小抵抗線方向。爆破孔的堵塞必須嚴實可靠，用粘土封堵炮孔，封堵按照爆破設(shè)計要求進行，封堵長度不小于最小抵抗線。

3.1.4 聯(lián)網(wǎng)。非電雷管段數(shù)符合爆破設(shè)計要求，并且爆破聯(lián)網(wǎng)時雷管標簽要外露，以便檢查；周邊孔導(dǎo)爆索的連接，一般采用搭接與扭接方式。搭接長度要大于15cm，扭接長度要達到20cm～30cm，連接處兩根導(dǎo)爆索間不得夾有雜物，且須捆緊。使用導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)絡(luò)時，其搭接不得小于15cm，支線要順主線傳爆方向聯(lián)接，支線與主線傳爆方向夾角應(yīng)不大于90°。

3.1.5 檢查驗收。裝藥、聯(lián)網(wǎng)過程中要求技術(shù)人員和質(zhì)檢人員全過程旁站，現(xiàn)場自檢合格后，由現(xiàn)場質(zhì)檢人員通知監(jiān)理檢查驗收。洞室開挖施工單循環(huán)爆破質(zhì)量檢查實行“四證”和“五表”，即《準鉆證》、《鉆孔合格證》、《準爆證》、《爆后檢查證》，《測量放樣成果表》、《鉆工責(zé)任分區(qū)圖表》、《鉆孔質(zhì)量檢查表》、《裝藥聯(lián)網(wǎng)檢查表》、《開挖爆破界面質(zhì)量檢查統(tǒng)計表》。

3.2 錨桿施工質(zhì)量控制

3.2.1 施工前準備。銹蝕、油污的錨桿應(yīng)進行除銹、除油處理；錨桿按規(guī)格分類堆放，底部墊方木條或托架隔空，露天長時間堆放錨桿應(yīng)采取遮蓋保護措施，預(yù)應(yīng)力錨桿必須對絲扣進行保護。砂必須用2.5mm篩網(wǎng)過篩處理，定量裝袋；水泥應(yīng)堆放于干燥位置，在洞內(nèi)潮濕地面必須嚴格按照規(guī)范采取措施隔空堆放；注漿機使用前應(yīng)進行檢查，注漿壓力不夠，不允許進行施工。

3.2.2 造錨桿孔。測量人員用全站儀按照設(shè)計支護圖紙逐孔放樣，根據(jù)錨桿類型用紅油漆標識不同的圖案。造孔采用三臂鉆孔，安排專門質(zhì)檢人員現(xiàn)場對整個鉆孔過程進行旁站；現(xiàn)場采用插標桿檢查校正鉆孔的開孔偏差和孔向偏差，鉆孔完畢后及時采用多臂鉆桿噴水清孔。

3.2.3 砂漿拌制。砂漿拌制現(xiàn)場配備定量的小稱量器具(標明容量的桶、杯、碗、瓶等)以及稱量用臺秤，并在制料點懸掛配合比標識牌，標明按配合比換算成的每盤砂漿所用原材料數(shù)量。在砂漿拌制過程中，必須嚴格按照先放砂、再放水泥、最后放水的順序進行原材料投放。特別注意減水劑應(yīng)按用量先加入盛水桶中，與水?dāng)嚢杈鶆蚝?，隨加水時一起加入。減水劑嚴格控制用量，防止出現(xiàn)骨料分離；砂漿拌制時間一般不少于90s，攪拌機要正向、反向地來回攪拌，直至砂漿拌制均勻，不出現(xiàn)水泥、砂漿抱團現(xiàn)象為止；拌制稠度為90mm～110mm，質(zhì)量標準應(yīng)達到砂漿懸空時有一定粘性，不自由滴落。

3.2.4 錨桿安裝。錨桿安裝前采用鍍鋅鉛絲進行注漿管及回漿管安裝，保證進(回)漿管綁扎可靠，且管路順直、通暢。注漿管伸入仰孔錨桿內(nèi)長度不小于20cm，俯孔或水平孔錨桿的注漿管應(yīng)距離孔底至少5cm，注意回漿管底部距管口5cm處隔口。錨桿長度≥4m時，沿長度方向每隔3m應(yīng)焊接對中支架，且至少3個。錨桿安裝采用汽車吊配合人工進行，在安裝過程中指揮人員要注意觀察，防止錨桿彎折。錨桿安裝完成后，及時采用錨固劑嚴密封堵錨桿孔。施工不同類型錨桿插桿時，嚴格按照標示進行安裝。

3.2.5 注漿。錨桿注漿時試驗人員及質(zhì)檢人員應(yīng)全過程旁站，檢測每一盤砂漿的稠度。注漿前，先將注漿管與錨桿進漿管用塑料管接頭對接嚴密，確保不漏漿，并進行打水試驗。注漿時，在外露回漿管外懸掛裝滿水的礦泉水瓶，以判斷注漿是否飽滿，注漿直至回漿管管口不冒氣泡或返漿后停止注漿。注漿結(jié)束后，將進漿管、回漿管彎曲后進行綁扎，以防止?jié){液在未凝固前流出。

3.2.6 預(yù)應(yīng)力錨桿施工質(zhì)量控制。為保證預(yù)應(yīng)力錨桿施工質(zhì)量，除上述普通砂漿錨桿施工質(zhì)量控制措施外，現(xiàn)場采用“二次注漿”工藝施工。張拉采用扭力扳手，在手柄上設(shè)定好設(shè)計扭矩所對應(yīng)刻度，然后扭動扳手開始張拉，當(dāng)施加的扭矩達到設(shè)定值時，扳手會發(fā)出“咔嗒”聲響，再根據(jù)張拉分級要求，調(diào)整扭力扳手對應(yīng)值進行下級張拉，直至張拉結(jié)束。

3.3 噴射混凝土施工質(zhì)量控制

3.3.1 基礎(chǔ)面清理。在混凝土噴射前，清潔干凈基巖面，保證噴射區(qū)域無松動巖塊、表面無浮渣、基巖表面無浮漿、縫隙無夾層，并通過質(zhì)檢人員驗收。另外在噴射區(qū)域埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標志，保證操作手對噴射厚度和平整度的控制。

3.3.2 噴射施工。在噴射混凝土過程中，質(zhì)檢人員應(yīng)進行旁站。噴射作業(yè)分段分片依次進行，噴射順序自下而上，噴射方向應(yīng)大致垂直巖面。噴射混凝土嚴格遵守“先下后上，先墻后頂，先凹后凸”的原則施工，噴嘴與受噴面應(yīng)基本垂直，并始終保持0.6m～1.0m的距離。噴射面應(yīng)平整無夾層，不能出現(xiàn)鼓皮、剝落、局部空洞及流淌等現(xiàn)象。噴射鋼筋網(wǎng)混凝土應(yīng)適當(dāng)減小噴頭與受噴面的距離，調(diào)節(jié)噴射角度。噴射回彈料不得重復(fù)使用。

3.3.3 混凝土養(yǎng)護。噴層終凝2h后，及時噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得小于14d。

4 開挖、支護效果

白鶴灘水電站泄洪洞工程洞挖和錨噴支護施工，嚴格按照上述質(zhì)量控制措施進行，保證了整體施工質(zhì)量受控。

4.1 開挖工程效果

泄洪洞工程洞室開挖，嚴格執(zhí)行質(zhì)量控制措施的要求，有效保證了開挖結(jié)構(gòu)面的成型質(zhì)量，有效控制超欠挖、保證結(jié)構(gòu)面的平整度及半孔率，各項質(zhì)量控制指標滿足規(guī)范要求。通過對2#、3#泄洪洞開挖斷面檢查，共檢查279個斷面，不平整度為7.6cm，平均半孔率為93.1%。開挖質(zhì)量檢測結(jié)果見表1。

表1 開挖面質(zhì)量檢查情況統(tǒng)計

4.2 支護工程效果

泄洪洞工程錨噴支護，嚴格執(zhí)行質(zhì)量控制措施，保證了錨桿施工合格率，保證了噴射混凝土施工平整度和厚度，同時減少了噴射混凝土回彈量。泄洪洞目前施工錨桿16953根，抽檢2345根，占總數(shù)的13.8%，合格率99.1%。檢測結(jié)果見表2。噴射混凝土厚度檢查96個斷面，共計檢查480個點，合格率99.2%。

表2 錨桿無損檢測結(jié)果統(tǒng)計

5 結(jié)語

泄洪洞工程上平段洞身結(jié)構(gòu)開挖斷面大、圍巖較差、支護參數(shù)復(fù)雜，通過施工過程中的質(zhì)量控制，有效保證了工程施工質(zhì)量。但是，本洞室開挖支護質(zhì)量保證措施仍存在不足之處，應(yīng)在后續(xù)泄洪洞中下層施工中總結(jié)改進，更好地保證施工質(zhì)量

張江濤(1985.2-)，男，陜西洛南人，工程師，水電五局白鶴灘水電站泄洪洞項目經(jīng)理部質(zhì)量部主任，從事水電工程技術(shù)與管理工作；

劉 喆(1987.10-)，男，山東臨沂人，助理工程師，水電五局白鶴灘水電站泄洪洞項目經(jīng)理部高級主管，從事水電工程技術(shù)與管理工作；

劉錦戍(1985.9-)，男，河南葉縣人，助理工程師，白鶴灘水電站泄洪洞項目經(jīng)理部質(zhì)量部高級主管，從事水電工程技術(shù)與管理工作。

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TV554.1∶TV523

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