白鹤滩水电站泄洪洞开挖、支护质量控制措施

2015-02-20张江涛刘锦戍

四川水利 2015年3期

关键词：泄洪洞砂浆控制措施

张江涛，刘喆，刘锦戍

(中国水利水电第五工程局，成都，610066)

白鹤滩水电站泄洪洞开挖、支护质量控制措施

张江涛，刘喆，刘锦戍

(中国水利水电第五工程局，成都，610066)

本文以白鹤滩水电站泄洪洞工程上平段Ⅰ层开挖、支护为例，简单介绍了地下洞室大断面开挖、支护过程中的质量控制措施。

白鹤滩泄洪洞开挖支护施工质量控制措施

1 概述

白鹤滩水电站2#、3#泄洪洞为无压隧洞，由上平段和龙落尾段组成，洞身断面为城门洞型。泄洪洞上平段洞身开挖共分为四个断面，分别为A型(17.0m×20m)、B型(17.4m×20.4m)、C型(18m×21m)和D型(20m×23m)。初期支护为锚喷支护，主要支护参数：系统砂浆锚杆φ25mm、L=4.5m，φ28mm、L=6m，φ32mm、L=9m；预应力锚杆φ32mm、L=9.0m，150kN支护；挂网喷护10cm或15cm厚混凝土等。喷射混凝土分初喷和复喷。

泄洪洞上平段底坡为0.015，开挖典型断面尺寸为20m×23m(宽×高)。结构开挖断面大、围岩较差、支护参数复杂，泄洪洞施工质量控制较难。施工过程中采用了合理的开挖、支护方法，取得了较好的开挖、支护质量。

2 主要施工方案

泄洪洞工程2014年8月开工，目前已基本完成上平段I层开挖、支护工作。由于泄洪洞开挖

断面较大，洞身分三层开挖，即1、2、3层。1层开挖高度10.0m，2层开挖高度8m～11m，3层为保护层开挖，分层高度2.0m(详见图1)。泄洪洞1层开挖，采用自制钻爆台车手缝钻凿孔非电雷管起爆，中导洞先行，两侧边墙扩挖的方式。泄洪洞支护分为随机支护和系统支护。对开挖掌子面的Ⅱ、Ⅲ类围岩不稳定块体、不利结构面、局部破碎处，及时进行随机喷锚支护；在Ⅱ、Ⅲ类围岩随机支护的基础上，距离掌子面30m～50m系统喷锚及时跟进。对于Ⅳ类围岩，随机支护和系统支护紧跟掌子面。支护典型断面类型详见图2。

图1 泄洪洞典型断面开挖分层

图2 泄洪洞典型断面支护

3 质量控制措施

3.1 洞室开挖施工质量控制措施

3.1.1 测量放线。由测量人员对洞室中心线、设计轮廓线进行测放并根据爆破设计参数点布设孔位，对每个周边孔位进行放样，中心线应明显标示。同时每循环2m进行方向线放样，以检测开挖尺寸及控制钻孔方向及角度。每个循环钻孔前的测量放样，要检查上一循环超欠挖情况，检测结果及时向现场施工技术人员交底，提醒作业队注意控制和调整开孔位置和钻孔角度。

3.1.2 钻孔施工。钻孔作业实行定人、定机、定孔“三定”制度，周边孔由作业队当班负责人提交《钻孔责任分区图表》。开钻前现场技术员须对施工班组进行测量放线交底，开孔时对遮挡手缝钻局部凸出的小块岩尖，用榔头敲掉以保证钻杆平顺无遮挡。钻孔时，首先要求经验丰富的钻工根据后视点造好第一个基准孔，控制好基准孔的上下方向角度，完成后采用“插杆”作为基准造其它的周边孔。使用卷尺(或等孔距长度的铁丝)测量两孔口距离，再对比开孔钻机杆与插入钻杆的距离，使两距离保持相等，从而保证钻孔的平行。周边孔造孔完成后，采用插杆检查钻孔质量，保证钻杆间互相平行，不出现个别孔上下方向的飘钻。

3.1.3 装药。装药前用风水冲洗炮孔，各部位分片、分区由专人负责装药。周边孔装药按爆破设计要求用小药卷捆绑于竹片上，并形成不连续装药，炸药绑扎完成后必须经质检人员验收合格后方准装药。根据钻爆试验提供的线装药密度控制药卷长度和间距，插药入孔时还应注意药卷的方向，竹片靠洞室轮廓线一侧，药卷朝向最小抵抗线方向。爆破孔的堵塞必须严实可靠，用粘土封堵炮孔，封堵按照爆破设计要求进行，封堵长度不小于最小抵抗线。

3.1.4 联网。非电雷管段数符合爆破设计要求，并且爆破联网时雷管标签要外露，以便检查；周边孔导爆索的连接，一般采用搭接与扭接方式。搭接长度要大于15cm，扭接长度要达到20cm～30cm，连接处两根导爆索间不得夹有杂物，且须捆紧。使用导爆索起爆网络时，其搭接不得小于15cm，支线要顺主线传爆方向联接，支线与主线传爆方向夹角应不大于90°。

3.1.5 检查验收。装药、联网过程中要求技术人员和质检人员全过程旁站，现场自检合格后，由现场质检人员通知监理检查验收。洞室开挖施工单循环爆破质量检查实行“四证”和“五表”，即《准钻证》、《钻孔合格证》、《准爆证》、《爆后检查证》，《测量放样成果表》、《钻工责任分区图表》、《钻孔质量检查表》、《装药联网检查表》、《开挖爆破界面质量检查统计表》。

3.2 锚杆施工质量控制

3.2.1 施工前准备。锈蚀、油污的锚杆应进行除锈、除油处理；锚杆按规格分类堆放，底部垫方木条或托架隔空，露天长时间堆放锚杆应采取遮盖保护措施，预应力锚杆必须对丝扣进行保护。砂必须用2.5mm筛网过筛处理，定量装袋；水泥应堆放于干燥位置，在洞内潮湿地面必须严格按照规范采取措施隔空堆放；注浆机使用前应进行检查，注浆压力不够，不允许进行施工。

3.2.2 造锚杆孔。测量人员用全站仪按照设计支护图纸逐孔放样，根据锚杆类型用红油漆标识不同的图案。造孔采用三臂钻孔，安排专门质检人员现场对整个钻孔过程进行旁站；现场采用插标杆检查校正钻孔的开孔偏差和孔向偏差，钻孔完毕后及时采用多臂钻杆喷水清孔。

3.2.3 砂浆拌制。砂浆拌制现场配备定量的小称量器具(标明容量的桶、杯、碗、瓶等)以及称量用台秤，并在制料点悬挂配合比标识牌，标明按配合比换算成的每盘砂浆所用原材料数量。在砂浆拌制过程中，必须严格按照先放砂、再放水泥、最后放水的顺序进行原材料投放。特别注意减水剂应按用量先加入盛水桶中，与水搅拌均匀后，随加水时一起加入。减水剂严格控制用量，防止出现骨料分离；砂浆拌制时间一般不少于90s，搅拌机要正向、反向地来回搅拌，直至砂浆拌制均匀，不出现水泥、砂浆抱团现象为止；拌制稠度为90mm～110mm，质量标准应达到砂浆悬空时有一定粘性，不自由滴落。

3.2.4 锚杆安装。锚杆安装前采用镀锌铅丝进行注浆管及回浆管安装，保证进(回)浆管绑扎可靠，且管路顺直、通畅。注浆管伸入仰孔锚杆内长度不小于20cm，俯孔或水平孔锚杆的注浆管应距离孔底至少5cm，注意回浆管底部距管口5cm处隔口。锚杆长度≥4m时，沿长度方向每隔3m应焊接对中支架，且至少3个。锚杆安装采用汽车吊配合人工进行，在安装过程中指挥人员要注意观察，防止锚杆弯折。锚杆安装完成后，及时采用锚固剂严密封堵锚杆孔。施工不同类型锚杆插杆时，严格按照标示进行安装。

3.2.5 注浆。锚杆注浆时试验人员及质检人员应全过程旁站，检测每一盘砂浆的稠度。注浆前，先将注浆管与锚杆进浆管用塑料管接头对接严密，确保不漏浆，并进行打水试验。注浆时，在外露回浆管外悬挂装满水的矿泉水瓶，以判断注浆是否饱满，注浆直至回浆管管口不冒气泡或返浆后停止注浆。注浆结束后，将进浆管、回浆管弯曲后进行绑扎，以防止浆液在未凝固前流出。

3.2.6 预应力锚杆施工质量控制。为保证预应力锚杆施工质量，除上述普通砂浆锚杆施工质量控制措施外，现场采用“二次注浆”工艺施工。张拉采用扭力扳手，在手柄上设定好设计扭矩所对应刻度，然后扭动扳手开始张拉，当施加的扭矩达到设定值时，扳手会发出“咔嗒”声响，再根据张拉分级要求，调整扭力扳手对应值进行下级张拉，直至张拉结束。

3.3 喷射混凝土施工质量控制

3.3.1 基础面清理。在混凝土喷射前，清洁干净基岩面，保证喷射区域无松动岩块、表面无浮渣、基岩表面无浮浆、缝隙无夹层，并通过质检人员验收。另外在喷射区域埋设控制喷射混凝土厚度的标志，保证操作手对喷射厚度和平整度的控制。

3.3.2 喷射施工。在喷射混凝土过程中，质检人员应进行旁站。喷射作业分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，喷射方向应大致垂直岩面。喷射混凝土严格遵守“先下后上，先墙后顶，先凹后凸”的原则施工，喷嘴与受喷面应基本垂直，并始终保持0.6m～1.0m的距离。喷射面应平整无夹层，不能出现鼓皮、剥落、局部空洞及流淌等现象。喷射钢筋网混凝土应适当减小喷头与受喷面的距离，调节喷射角度。喷射回弹料不得重复使用。

3.3.3 混凝土养护。喷层终凝2h后，及时喷水养护，养护时间不得小于14d。