小型輸水隧洞洞挖斷面成型技術研究

唐世安（安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽　蚌埠　233000）

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小型輸水隧洞洞挖斷面成型技術研究

唐世安（安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽蚌埠233000）

在水利工程建設中，小型輸水隧洞的施工質量不僅對整個輸水安全起到至關重要的作用，而且對整個工程施工工期有著決定性的影響，對工程提前發(fā)揮經濟效益和工程安全運行至關重要。

隧洞；洞挖斷面；炮孔定位；質量

1　工程概況

大乾水庫工程位于福建省邵武市水北鎮(zhèn)大乾村，壩址控制流域面積146km2，設計總庫容725萬m3，水庫的規(guī)模為?。?）型，Ⅳ等工程，主要建筑物由攔河壩、輸水系統(tǒng)及管理房等組成，是邵武市在建的重點工程。

攔河壩為三心變厚雙曲砌石拱壩，壩高43.0m，壩頂弧長162.78m。輸水系統(tǒng)由多層取水口、輸水隧洞、輸水管道和灌溉管道組成。攔河壩和輸水隧洞是本工程施工關鍵部位，其中輸水隧洞長 7606.50m，設計開挖斷面采用城門型，尺寸為2.80m×2.80m（寬×高）。隧洞洞壁巖石結構為花崗巖，強度高且洞身斷面小，洞挖施工難度大，而隧洞洞挖成型直接影響該項目的施工進度。

2　課題選擇

由于本工程施工中，隧洞施工質量是本工程的重點，所以公司將小型水水隧洞洞挖斷面成型技術研究作為本工程的科研課題。

3　調查研究

項目技術人員于2014年5月20日至6月10日通過對我公司2013～2014年在邵武市施工的小型輸水隧洞斷面的成型質量進行調查分析，得出以下數據，共檢查480個斷面，每個斷面檢測20個點，共計9600個點，其中合格點為8928個，合格斷面446個，不合格斷面34個，不合格點672個。合格率為93%。

根據上述資料，對34個不合格斷面上的672個不合格點展開調查，對隧洞洞挖斷面不合格主要原因進行了分析，并根據統(tǒng)計數據編制了造成不合格因素的排列圖（見圖1）。

圖1　不合格斷面點質量問題排列圖

從排列圖中可看出，造成隧洞斷面成型質量不合格的主要原因是洞身超欠挖超標。

開展本次科研活動活動之前，洞內施工成型的斷面情況，見圖2～3。

4　活動目標及可行性認證

（1）根據調查結論和實際情況，確定本次活動的目標為：將隧洞洞挖斷面成型合格率由原來的93%提高至97%以上。

（2）實現目標的可行性論證：

①本工程是邵武市的重點民生工程，也是我股份公司2014年確定的重點工程，股份公司高度重視，人、財、物等各方面都大力支持。

圖2　未開展活動之前成型的斷面情況，超挖及其嚴重

圖3　未開展活動之前成型的斷面情況，欠挖及其嚴重

②本小組成員層次合理，既有豐富的施工經驗，更有強烈的進取精神、敬業(yè)精神、創(chuàng)新能力及較強的分析和解決問題的能力。

③通過優(yōu)化施工方案，健全組織體系，建立獎罰制度，嚴格質量檢查，責任落實到人。

④通過招標，選擇信譽好，實力強，經驗豐富的勞務隊伍。

5　原因分析與要因確認

根據不合格斷面點調查表找出的主要質量問題，用魚刺圖進行原因分析，共找出七條末端因素，并對7要末端因素逐一進行要因確認（見表1）。

表1　要因確認表

5.1未對工人進行技術培訓

隧洞鉆孔工人質量意識差，設備操作隨意性大，主要表現為沒有掌握操作要領，沒有嚴格按技術交底施工。此因素為要因。

5.2缺乏獎罰機制

現場工人工作積極性不高，認為干多干少是一樣，干得好與不好無差別。此因素為要因。

5.3鉆桿長度偏長

本工程使用的是YT35G-3.15型風鉆機，是一種技術成熟，性能穩(wěn)定的施工機械，也是中小型隧洞洞身鉆孔常用的機械。此因素為非要因。

5.4炮孔殘渣未清理

通過現場驗證，布設的炮孔鉆完后，由鉆孔人員采用竹桿并綁孔棉紗布進行清理，符合規(guī)范要求。此因素為非要因。

5.5炮孔布設不合理

通過現場驗證，炮孔布設按照測量控制點位進行布設，符合規(guī)范要求。此因素為非要因。

5.6裝藥量過大或不足

通過現場調查分析，所用炮藥采用為2號巖石乳化炸藥和硝銨炸藥，且裝藥量嚴格按試驗孔裝藥時的數量進行裝藥，裝藥過程嚴格驗證方案要求操作。此因素為非要因。

5.7炮孔定位誤差大

2014年7月9日～10日，項目技術人員對正在進行清孔的5個斷面的孔位誤差進行抽查，其斷面孔位布置見城門型設計炮眼布置圖，如圖4。每個斷面有37個炮孔，如圖 1～37號，其中輪廓線上炮孔18個，其他位置炮孔19個；此次抽查：每個斷面隨機抽取20個（輪廓線上炮孔8個，其他位置炮孔12個）。其查結果及廓線上炮孔孔位偏差和其他炮孔孔位偏差導致爆破后斷面成型情況均較好。

圖4　城門型炮眼布置圖

抽查結果顯示輪廓線上炮孔孔位偏差和其他炮孔孔位偏差越大，點數越多，爆破后斷面成型情況越差，合格率越低，越不符合設計要求；輪廓線上炮孔20～37號孔位偏差是炮孔偏差主要原因，其他位置1～19號炮孔孔位偏差是炮孔偏差次要原因。炮孔孔位偏差：此因素為要因。

6　制定對策

根據以上分析影響隧洞斷面不合格的主要因素，技術人員經過討論、研究，針對各主要因素明確制定對策。（見表2）。

表2　對策表

7　對策實施

7.1實施（一）未對施工人員進行技術培訓交底

（1）由項目部技術負責人編寫細致全面有針對性的技術交底，并于2014年8月11日詳細向每位施工人員進行書面交底，交底覆蓋率100%，使施工人員認識到本工藝的施工要點、質量要求和易出現的質量問題，并簽字留底。

（2）對交底內容進行書面考試，考試合格并發(fā)放合格證書，并要求班組負責人，該施工班組施工人員需固定，不得隨意更換。

（3）施工操作時項目部技術負責人、施工員、測量班組長，施工隊伍班組負責人現場監(jiān)督指導施工。

實施效果：施工人員掌握了施工要點、程序，施工技能顯著提高。

7.2實施（二）缺乏獎罰機制

經過公司批準，由項目部與隧洞施工班組簽訂目標責任書，明確施工隊伍參與本次活動的責任和獎罰標準，提高施工人員的質量意識，培養(yǎng)施工人員的質量責任心，以經濟手段促進質量目標的實現。

實施效果：通過簽訂責任書，施工人員增加了責任感，質量意識，工作效率，積極性均有所提高。

7.3實施（三）炮孔定位誤差大

針對炮孔定位誤差大，項目部在確保軸線定位準確的前提下，制定炮孔定位樣板模板，確保開孔前炮孔定位 0誤差，在炮孔鉆孔過程中不間斷進行復核。為保證成型后孔位誤差合格率：100%，項目部專門派員監(jiān)督鉆進過程，并召集施工隊伍負責人開會，要求他們在鉆孔過程中，現場施工人員嚴格按樣板模板開孔，在過程中要進行自查。經上述工作后，項目技術人員又進行了一次取樣抽查，共檢查480個斷面，每個斷面檢測20個點，共計9600個點，其中合格點為9408個，不合格點192個，合格率為98%。

實施效果：通過制定炮孔定位樣板模板，不僅炮孔定位誤差大大的降低，同時成孔后垂直度檢測結果也大為好轉。

對策實施后，爆破成型后的斷面情況，如圖5。

圖5　爆破成型后的斷面情況

8　實施效果

（1）通過此次活動，本項目隧洞洞挖施工質量穩(wěn)步上升，通過量測，隧洞施工中出現的斷面不合格問題得到根本解決，其它各項指標也符合設計及規(guī)范要求。我項目部隨機抽查了480個斷面合計抽查點數9600個點，合格斷面470個，合計點數9408個點，合格率為98%，圓滿完成了小組確定的目標值。

（2）在隧洞洞挖施工中，項目技術人員深入工地，對實施過程中出現的新情況、新問題及時解決，提高了施工質量，縮短了隧洞洞挖施工工期，取得了一定的經濟效益。隧洞節(jié)點工期縮短了15d，節(jié)省了機械臺班費15d×1150元/臺班×3臺= 51750元，人工費15d×180元/工×30人=81000元；扣除本次活動經費4860元，本次活動共節(jié)約成本127890元。

（3）在施工中，我們堅持以“質量就是企業(yè)的生命”為主導思想，對各工點實行全面監(jiān)控，抓住重點，狠抓落實，嚴把質量關，在多次檢查中都獲得了業(yè)主的好評，取得了良好的社會效益。

［1］《水工隧洞設計規(guī)范》（SL279-2002）.

［2］《水利水電工程測量規(guī)范》（SL197-2013）.

［3］《水工建筑物地下開挖施工技術規(guī)范》（SL378-2007）.

［4］《水利水電工程爆破施工技術規(guī)范》（DL/T5135-2013）.

2016-6-20

TV554

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2095-2066（2016）19-0025-02