水利工程师职称论文发表右坝肩开挖质量控制

　　摘要：向家坝水电站右坝肩存在卸荷岩体穿越，施工局针对业主提出的高标准的质量要求，精心策划，精心组织，采用了搭设样架、结构面预裂的开挖方法，在施工中严格进行过程质量控制，取得了较好的成效。

　　关键词：右坝肩,样架,预裂爆破

　　一、 工程概况

　　向家坝水电站右坝肩布置于右岸地下厂房1#施工支洞和尾水出口边坡之间，顶部为EL384拌和系统平台，底部为12#公路，公路左侧紧临金沙江。本标段范围在EL288~ EL384、0-57.793~0+117.815，边坡布置有⑥～⑧非溢流坝段，坝基台阶高程分别为EL288.00m、EL318.00m、EL351.00m，开挖垂直高度96.0m，沿水流方向最大开挖长度约175.6m。

　　右坝肩边坡地层为T32-6岩组中上部的T32-6-2 、T32-6-3 、T32-6-4亚组，分布的坡段多呈陡坎出露，且基岩裸露，自然坡角45º~64º;T32-6亚组呈厚~巨厚层状，岩性为灰白色中细至中粗粒砂岩。边坡区无较大断层分布，地表岩石一般为中等风化，局部为强风化。边坡坡型完整，无较大的变形体和贯通性的不利结构面发育，开挖边坡整体稳定性较好。但边坡的局部稳定性较差，存在卸荷岩体、坡顶覆盖层顺基岩面滑动失稳以及边坡块体失稳等问题。

　　二、 高标准的质量要求

　　向家坝水电站是继三峡、溪洛渡之后国内第三大水电站，业主三峡公司要求在三峡、溪洛渡工程的基础上，提高对向家坝工程的质量要求，口号是“比三峡，超小湾，做精品工程”。三峡公司向家坝建设部提出高标准的明挖样板工程质量要求为：

　　1.坡面局部超欠挖标准：允许偏差范围 ±15cm

　　2.开挖面平整度标准：允许偏差范围 ≤15cm

　　3.坡脚及建基面标高标准：允许偏差范围 0 +15cm

　　4.开挖岩面外观样板标准

　　(1)岩面清洁、轮廓清晰平整;

　　(2)坡面残留孔排炮间半孔对齐≤5cm，且应平直呈直线顺接;

　　(3)半孔率质量标准

　　※节理裂隙不发育的岩体 半孔率>90%

　　※节理裂隙发育的岩体 半孔率>60%

　　※节理裂隙极发育的岩体 半孔率>30%

　　5.残留孔壁面没有明显爆破裂隙，无松动岩块。

　　三、 质量策划

　　建立创样板工程组织机构，组建创样板工程领导小组及攻关小组，明确各级各类人员创优质样板工程的职责。制定《水电七局向家坝施工局样板工程实施细则(试行)》，明确了创样板工程的保证措施及过程控制方法，并确定了样板工程质量控制标准。针对性的制定了《右坝肩基础开挖质量考核办法》专项奖罚制度，对开挖过程进行考核，奖罚分明，落实到人。并采取了一系列质量控制措施：

　　(1)积极组织各级管理人员及施工现场一线职工参加质量培训

　　质量培训强调针对性，对管理人员主要进行过程控制方法及检测方法培训，对一线施工的钻工、炮工主要进行施工方法的培训。

　　(2)制订开挖作业指向书及开挖施工工艺明白卡、钻工作业明白卡

　　作业指向书下发作业队，并组织学习;施工工艺明白卡采用大型标示牌布置在开挖工作面现场，钻工作业明白卡制成铁质卡片安装在每台QZJ-100B钻机上，使开挖作业标准化、程序化。

　　(3)制定《右坝肩开挖质量控制措施》，主要强调精确测量放样、预裂爆破及马道、建基面开挖等质量控制办法等并进行详细技术交底。

　　(4)现场爆破试验

　　通过两次爆破试验，获取爆破参数，为右坝肩爆破质量控制提供有效的爆破参数。

　　四、 现场质量控制

　　4.1爆破试验

　　2007年3月16日、4月5日，分别在右坝肩边坡(▽384.0～▽374.0)进行了两次预裂爆破试验。试验爆破区节理发育，该段的岩石为灰白色砂岩。该试验段的岩性及地质条件较为典型，其爆破参数具有代表性。爆破试验预裂孔使用宣化采掘机械厂KQL—100B型潜孔钻造孔，缓冲孔及主爆孔使用CM351高风压钻造孔。两次试验还特别针对预裂面转角处造孔技术进行了专项研究，为永久结构面开挖积累经验。最终确定参考爆破参数为：预裂孔线装药密度取值330~350g/m，缓冲孔单耗药量取值0.4kg/m3，主爆孔单耗药量取值0.45~0.5kg/m3;预裂孔孔距80㎝，缓冲孔间距1.5m，距预裂孔1.2 m，距主爆孔1.8～2.0m，主爆孔间排距分别为2.8m、2.5m。

　　4.2测量放样控制

　　强化测量手段，测量队安排4名专业测量员，并配置一台TCR1102全站仪和一台SET2100Ⅱ全站仪，满足右坝肩开挖施工的测量工作。根据爆破设计，预裂孔逐孔放出孔位，并对应放出方向点，点位偏差均要求小于5㎜;缓冲孔、主爆孔放出控制基准线，由现场技术员用皮尺按设计要求布出孔位。样架搭设由测量全过程控制。

　　4.3样架搭设控制

　　△型样架搭设

　　样架分为△型、∏型两种，△型样架为锚桩固定在水平地面或永久马道上的样架，∏型样架为在施工马道上钻孔作业时固定在开挖坡面上的样架。样架统一采用5㎜壁厚φ48钢管搭设，以保证样架的刚度。使用φ50钻头手风钻造锚桩孔80㎝深，插入1.0m长钢管形成锚桩。△型样架首先用钢管沿预裂面方向将两排锚桩分别连接成整体，再将△型固定架按80㎝间距安装在锚桩两排连接杆上，测量员使用全站仪校核样架工作面竖向倾角和水平连接杆的水平度，微调处理后加固连接扣件，在上下两排水平连接杆上测量放出钻机固 定点位。∏型样架竖杆直接固定在坡面上的锚桩上，调整竖杆的倾角符合设计要求，再用横杆将所有竖杆连接成一个整体，同样经测量校核样架的倾角和横杆水平度，并在横杆上放出钻机固定点位。 ∏型样架搭设

　　局部特殊开挖段，如拐角点、弧线段、渐变段等单独架设样架。

　　4.4造孔施工控制

　　工程部技术员在爆破设计中将预裂孔逐孔编号，通过测量现场放线获得预裂孔孔位实际高程，技术员根据爆破设计计算出每个预裂孔的实际孔深，制成实际造孔参数表下发作业队并进行技术交底，作业队按造孔参数表控制预裂孔孔深。边坡特殊开挖段(如渐变段等)，技术人员要逐孔进行计算，计算出各预裂孔的方位角、倾角及孔深，并在造孔过程中配合质检员现场校核各预裂孔的钻孔参数。

　　加强质检过程监控，预裂孔造孔过程质检员旁站，监督钻工开孔20㎝、60㎝、100㎝进行三次校钻，终孔时使用有标示的钻杆控制孔深偏差不大于5㎝，并要求钻工作详细的造孔记录，特别要在记录中说明造孔过程各孔深位置对应的返尘情况;钻孔过程中随时检查样架、钻杆的角度及样架与钻机连接的牢固性，当倾角偏差大于0.3º、方位角偏差大于0.5º或钻机固定卡松动时，必须停钻采取措施纠偏。钻孔完成后，预裂孔逐孔进行检查验收，验收标准为倾角偏差≤0.3º、方位角偏差≤0.5º、孔深偏差≤5㎝。不合格孔砂浆回填，重新开孔。

　　4.5爆破控制

　　钻孔验收合格后，工程部技术员根据汇总的造孔记录分析推断预裂面的岩层结构，并绘制预裂面岩性分析剖面图。根据岩性分析剖面图调整预裂孔局部线装药密度，减小对软弱夹层和岩石破碎带的爆破影响，控制预裂面超欠挖，提高预裂面半孔率和平整度。预裂药卷制作，要求使用宽3~4㎝竹片，竹节必须削平，用胶布将药卷按设计间距牢固的绑扎在竹片上。药卷验收合格后，进行预裂孔装药，药卷与孔位一一对应，使竹片靠结构面侧放置。联网，炮工严格按爆破设计网络图连线;导爆索连接采用扭结法，搭接长度要求大于30㎝，且要求主干索、支干索和引爆索顺川爆方向的夹角小于90º，以避免出现拒爆现象。

　　4.6爆破效果分析总结及改进

　　爆破分析，持续改进，逐步改善开挖质量。影响开挖质量的主要因素有两点：一是钻孔质量控制，主要是样架搭设和钻孔过程控制;二是真对特殊岩层所采取的个性化装药的有效性。钻孔质量的提高主要是不断改进钻孔工器具，如提高样架稳定性和精度、钻机加装限位板、加装孔内扶正器等;同时加强施工过程检测手段和力度。水平层状基岩中进行钻爆施工，层间存在软弱夹层，预裂爆破效果较难控制，难以形成高质量的边坡轮廓，易出现超、欠挖现象。实践证明节理、软弱夹层在很大程度上影响了爆炸应力波以及爆生气体对岩石的作用，使预裂爆破抵抗线以及岩石裂纹扩展方向发生变化，从而产生不规整的爆破轮廓线。所以必须提高钻孔记录的详实性，严格坚持个性化装药，降低局部线装药密度，有效的减小爆破应力波通过节理、夹层时对预裂面的破坏影响。

　　五、 取得的成果

　　EL384～ EL318、0+0.0～0+50m开挖梯段共分6个岩石边坡开挖单元，单元工程一次验收合格率100%，优良率100%。通过对检测数据汇总分析，得到开挖质量检测结果：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㎝。

　　右坝肩开挖质量深受国内知名院士、专家好评，并评为三峡公司向家坝建设部第一块明挖样板工程，其中我施工局右坝肩石方明挖工艺研究及质量控制小组荣获四川省“优秀质量管理小组二等奖”称号。

　　六、 结语

　　面对业主的高标准质量要求，施工局领导精心策划、精心组织、精心施工，在过程中采用了搭设样架进行周边预裂，采用钢量角器、测斜仪、平整度测量仪等工具严格进行过程质量控制，取得了较好的外观质量，达到了预期效果。

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