水利工程師職稱論文發(fā)表右壩肩開挖質(zhì)量控制

　　摘要：向家壩水電站右壩肩存在卸荷巖體穿越，施工局針對業(yè)主提出的高標準的質(zhì)量要求，精心策劃，精心組織，采用了搭設樣架、結構面預裂的開挖方法，在施工中嚴格進行過程質(zhì)量控制，取得了較好的成效。

　　關鍵詞：右壩肩,樣架,預裂爆破

　　一、 工程概況

　　向家壩水電站右壩肩布置于右岸地下廠房1#施工支洞和尾水出口邊坡之間，頂部為EL384拌和系統(tǒng)平臺，底部為12#公路，公路左側(cè)緊臨金沙江。本標段范圍在EL288~ EL384、0-57.793~0+117.815，邊坡布置有⑥～⑧非溢流壩段，壩基臺階高程分別為EL288.00m、EL318.00m、EL351.00m，開挖垂直高度96.0m，沿水流方向最大開挖長度約175.6m。

　　右壩肩邊坡地層為T32-6巖組中上部的T32-6-2 、T32-6-3 、T32-6-4亞組，分布的坡段多呈陡坎出露，且基巖裸露，自然坡角45º~64º;T32-6亞組呈厚~巨厚層狀，巖性為灰白色中細至中粗粒砂巖。邊坡區(qū)無較大斷層分布，地表巖石一般為中等風化，局部為強風化。邊坡坡型完整，無較大的變形體和貫通性的不利結構面發(fā)育，開挖邊坡整體穩(wěn)定性較好。但邊坡的局部穩(wěn)定性較差，存在卸荷巖體、坡頂覆蓋層順基巖面滑動失穩(wěn)以及邊坡塊體失穩(wěn)等問題。

　　二、 高標準的質(zhì)量要求

　　向家壩水電站是繼三峽、溪洛渡之后國內(nèi)第三大水電站，業(yè)主三峽公司要求在三峽、溪洛渡工程的基礎上，提高對向家壩工程的質(zhì)量要求，口號是“比三峽，超小灣，做精品工程”。三峽公司向家壩建設部提出高標準的明挖樣板工程質(zhì)量要求為：

　　1.坡面局部超欠挖標準：允許偏差范圍 ±15cm

　　2.開挖面平整度標準：允許偏差范圍 ≤15cm

　　3.坡腳及建基面標高標準：允許偏差范圍 0 +15cm

　　4.開挖巖面外觀樣板標準

　　(1)巖面清潔、輪廓清晰平整;

　　(2)坡面殘留孔排炮間半孔對齊≤5cm，且應平直呈直線順接;

　　(3)半孔率質(zhì)量標準

　　※節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖體 半孔率>90%

　　※節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體 半孔率>60%

　　※節(jié)理裂隙極發(fā)育的巖體 半孔率>30%

　　5.殘留孔壁面沒有明顯爆破裂隙，無松動巖塊。

　　三、 質(zhì)量策劃

　　建立創(chuàng)樣板工程組織機構，組建創(chuàng)樣板工程領導小組及攻關小組，明確各級各類人員創(chuàng)優(yōu)質(zhì)樣板工程的職責。制定《水電七局向家壩施工局樣板工程實施細則(試行)》，明確了創(chuàng)樣板工程的保證措施及過程控制方法，并確定了樣板工程質(zhì)量控制標準。針對性的制定了《右壩肩基礎開挖質(zhì)量考核辦法》專項獎罰制度，對開挖過程進行考核，獎罰分明，落實到人。并采取了一系列質(zhì)量控制措施：

　　(1)積極組織各級管理人員及施工現(xiàn)場一線職工參加質(zhì)量培訓

　　質(zhì)量培訓強調(diào)針對性，對管理人員主要進行過程控制方法及檢測方法培訓，對一線施工的鉆工、炮工主要進行施工方法的培訓。

　　(2)制訂開挖作業(yè)指向書及開挖施工工藝明白卡、鉆工作業(yè)明白卡

　　作業(yè)指向書下發(fā)作業(yè)隊，并組織學習;施工工藝明白卡采用大型標示牌布置在開挖工作面現(xiàn)場，鉆工作業(yè)明白卡制成鐵質(zhì)卡片安裝在每臺QZJ-100B鉆機上，使開挖作業(yè)標準化、程序化。

　　(3)制定《右壩肩開挖質(zhì)量控制措施》，主要強調(diào)精確測量放樣、預裂爆破及馬道、建基面開挖等質(zhì)量控制辦法等并進行詳細技術交底。

　　(4)現(xiàn)場爆破試驗

　　通過兩次爆破試驗，獲取爆破參數(shù)，為右壩肩爆破質(zhì)量控制提供有效的爆破參數(shù)。

　　四、 現(xiàn)場質(zhì)量控制

　　4.1爆破試驗

　　2007年3月16日、4月5日，分別在右壩肩邊坡(▽384.0～▽374.0)進行了兩次預裂爆破試驗。試驗爆破區(qū)節(jié)理發(fā)育，該段的巖石為灰白色砂巖。該試驗段的巖性及地質(zhì)條件較為典型，其爆破參數(shù)具有代表性。爆破試驗預裂孔使用宣化采掘機械廠KQL—100B型潛孔鉆造孔，緩沖孔及主爆孔使用CM351高風壓鉆造孔。兩次試驗還特別針對預裂面轉(zhuǎn)角處造孔技術進行了專項研究，為永久結構面開挖積累經(jīng)驗。最終確定參考爆破參數(shù)為：預裂孔線裝藥密度取值330~350g/m，緩沖孔單耗藥量取值0.4kg/m3，主爆孔單耗藥量取值0.45~0.5kg/m3;預裂孔孔距80㎝，緩沖孔間距1.5m，距預裂孔1.2 m，距主爆孔1.8～2.0m，主爆孔間排距分別為2.8m、2.5m。

　　4.2測量放樣控制

　　強化測量手段，測量隊安排4名專業(yè)測量員，并配置一臺TCR1102全站儀和一臺SET2100Ⅱ全站儀，滿足右壩肩開挖施工的測量工作。根據(jù)爆破設計，預裂孔逐孔放出孔位，并對應放出方向點，點位偏差均要求小于5㎜;緩沖孔、主爆孔放出控制基準線，由現(xiàn)場技術員用皮尺按設計要求布出孔位。樣架搭設由測量全過程控制。

　　4.3樣架搭設控制

　　△型樣架搭設

　　樣架分為△型、∏型兩種，△型樣架為錨樁固定在水平地面或永久馬道上的樣架，∏型樣架為在施工馬道上鉆孔作業(yè)時固定在開挖坡面上的樣架。樣架統(tǒng)一采用5㎜壁厚φ48鋼管搭設，以保證樣架的剛度。使用φ50鉆頭手風鉆造錨樁孔80㎝深，插入1.0m長鋼管形成錨樁。△型樣架首先用鋼管沿預裂面方向?qū)膳佩^樁分別連接成整體，再將△型固定架按80㎝間距安裝在錨樁兩排連接桿上，測量員使用全站儀校核樣架工作面豎向傾角和水平連接桿的水平度，微調(diào)處理后加固連接扣件，在上下兩排水平連接桿上測量放出鉆機固 定點位。∏型樣架豎桿直接固定在坡面上的錨樁上，調(diào)整豎桿的傾角符合設計要求，再用橫桿將所有豎桿連接成一個整體，同樣經(jīng)測量校核樣架的傾角和橫桿水平度，并在橫桿上放出鉆機固定點位。 ∏型樣架搭設

　　局部特殊開挖段，如拐角點、弧線段、漸變段等單獨架設樣架。

　　4.4造孔施工控制

　　工程部技術員在爆破設計中將預裂孔逐孔編號，通過測量現(xiàn)場放線獲得預裂孔孔位實際高程，技術員根據(jù)爆破設計計算出每個預裂孔的實際孔深，制成實際造孔參數(shù)表下發(fā)作業(yè)隊并進行技術交底，作業(yè)隊按造孔參數(shù)表控制預裂孔孔深。邊坡特殊開挖段(如漸變段等)，技術人員要逐孔進行計算，計算出各預裂孔的方位角、傾角及孔深，并在造孔過程中配合質(zhì)檢員現(xiàn)場校核各預裂孔的鉆孔參數(shù)。

　　加強質(zhì)檢過程監(jiān)控，預裂孔造孔過程質(zhì)檢員旁站，監(jiān)督鉆工開孔20㎝、60㎝、100㎝進行三次校鉆，終孔時使用有標示的鉆桿控制孔深偏差不大于5㎝，并要求鉆工作詳細的造孔記錄，特別要在記錄中說明造孔過程各孔深位置對應的返塵情況;鉆孔過程中隨時檢查樣架、鉆桿的角度及樣架與鉆機連接的牢固性，當傾角偏差大于0.3º、方位角偏差大于0.5º或鉆機固定卡松動時，必須停鉆采取措施糾偏。鉆孔完成后，預裂孔逐孔進行檢查驗收，驗收標準為傾角偏差≤0.3º、方位角偏差≤0.5º、孔深偏差≤5㎝。不合格孔砂漿回填，重新開孔。

　　4.5爆破控制

　　鉆孔驗收合格后，工程部技術員根據(jù)匯總的造孔記錄分析推斷預裂面的巖層結構，并繪制預裂面巖性分析剖面圖。根據(jù)巖性分析剖面圖調(diào)整預裂孔局部線裝藥密度，減小對軟弱夾層和巖石破碎帶的爆破影響，控制預裂面超欠挖，提高預裂面半孔率和平整度。預裂藥卷制作，要求使用寬3~4㎝竹片，竹節(jié)必須削平，用膠布將藥卷按設計間距牢固的綁扎在竹片上。藥卷驗收合格后，進行預裂孔裝藥，藥卷與孔位一一對應，使竹片靠結構面?zhèn)确胖?。?lián)網(wǎng)，炮工嚴格按爆破設計網(wǎng)絡圖連線;導爆索連接采用扭結法，搭接長度要求大于30㎝，且要求主干索、支干索和引爆索順川爆方向的夾角小于90º，以避免出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象。

　　4.6爆破效果分析總結及改進

　　爆破分析，持續(xù)改進，逐步改善開挖質(zhì)量。影響開挖質(zhì)量的主要因素有兩點：一是鉆孔質(zhì)量控制，主要是樣架搭設和鉆孔過程控制;二是真對特殊巖層所采取的個性化裝藥的有效性。鉆孔質(zhì)量的提高主要是不斷改進鉆孔工器具，如提高樣架穩(wěn)定性和精度、鉆機加裝限位板、加裝孔內(nèi)扶正器等;同時加強施工過程檢測手段和力度。水平層狀基巖中進行鉆爆施工，層間存在軟弱夾層，預裂爆破效果較難控制，難以形成高質(zhì)量的邊坡輪廓，易出現(xiàn)超、欠挖現(xiàn)象。實踐證明節(jié)理、軟弱夾層在很大程度上影響了爆炸應力波以及爆生氣體對巖石的作用，使預裂爆破抵抗線以及巖石裂紋擴展方向發(fā)生變化，從而產(chǎn)生不規(guī)整的爆破輪廓線。所以必須提高鉆孔記錄的詳實性，嚴格堅持個性化裝藥，降低局部線裝藥密度，有效的減小爆破應力波通過節(jié)理、夾層時對預裂面的破壞影響。

　　五、 取得的成果

　　EL384～ EL318、0+0.0～0+50m開挖梯段共分6個巖石邊坡開挖單元，單元工程一次驗收合格率100%，優(yōu)良率100%。通過對檢測數(shù)據(jù)匯總分析，得到開挖質(zhì)量檢測結果：坡面平均半孔率92.84%，坡面平均不平整度9.06㎝，坡面平均超欠挖+9.45㎝。

　　右壩肩開挖質(zhì)量深受國內(nèi)知名院士、專家好評，并評為三峽公司向家壩建設部第一塊明挖樣板工程，其中我施工局右壩肩石方明挖工藝研究及質(zhì)量控制小組榮獲四川省“優(yōu)秀質(zhì)量管理小組二等獎”稱號。

　　六、 結語

　　面對業(yè)主的高標準質(zhì)量要求，施工局領導精心策劃、精心組織、精心施工，在過程中采用了搭設樣架進行周邊預裂，采用鋼量角器、測斜儀、平整度測量儀等工具嚴格進行過程質(zhì)量控制，取得了較好的外觀質(zhì)量，達到了預期效果。

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