小湾水电站泄洪洞工程有压段开挖质量控制

时间:2022-09-16 05:54:24

小湾水电站泄洪洞工程有压段开挖质量控制

摘要:水利工程建设中所遇到的困难,往往不表现在技术上或规模上,而在质量控制方面,实践证明,任何情况下,以质量为中心的控制是正确的运作方法。好的质量是施工中做出来的,而不是事后检查出来的。本文对小湾水电站泄洪洞有压段开挖的质量控制进行探讨,对后续的开挖工程具有很好的借鉴作用。

关键词:施工质量;影响因素;技术交底;教育培训

中图分类号:TV523文献标识码: A

一、工程概况

泄洪洞有压段桩号为泄0+020~泄0+428.444m,洞身全长408.444m,底板纵坡i=1.5%,进口底板高程为1198.0m。有压段分为进口渐变段、标准洞段、闸前渐变段、闸前压坡段。

地质条件:隧洞进口段岩性为黑云花岗片麻岩(MⅤ-1)夹少量片岩,为裂隙块状结构岩体。隧洞进口至F7断层段(桩号0+030.0~0+182.0)岩性为黑云花岗片麻岩(MⅤ-1)夹少量片岩,为块状结构岩体。F7断层(桩号0+182.0~0+238.0)出露洞段,碎裂镶嵌结构,F7发育于黑云花岗片麻岩(MⅤ-1)中,产状为N70°~90°E,NW∠85°~90°,破碎岩带总宽约26m~30m。F7断层至闸前(桩号0+238.0~0+428.444)岩性为黑云花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩及少量片岩。

二、开挖施工质量目标的制定

泄洪洞有压段开挖体形变化多,地质情况复杂,使得施工及质量保证都存在极大的难度。现场调查,桩号0+170~0+190开挖质量严重下滑,残孔率低且超挖量大。开挖至泄0+190.000桩号即在右侧边墙揭露F7断层影响带,岩石为灰白色片状结构,强度较低,稳定性很差,给开挖与支护工程施工安全和工程进度均造成较大影响。爆破后呈层块状脱落,开挖面平整度差,残孔率仅为30%。提高有压段开挖施工质量,势在必行。

对于水电工程施工,施工中遇到不良地质条件的情况比较普遍,针对不良地质段的开挖施工,需要一套相对成熟、完整的技术措施和施工组织措施为保障。而F7断层的围岩条件和规模具有一定的代表性,为我们在这方面积累更加丰富的经验提供了机会。中国水利水电第一工程小湾项目部高度重视该部位的施工,并以F7断层施工为契机实施一系列提高开挖质量的措施,从施工组织、技术措施、施工过程的质量管理等多方面进行控制与改进,提高有压段开挖施工质量,为泄洪洞工程后续施工创造了良好的条件。制定目标为:

(1)不断提高开挖成形质量,减小对断层内围岩的爆破扰动,减少超挖量和由此而产生的回填混凝土量,增加经济效益,实现经济效益最大化。

(2)通过实施质量改进措施,总结一套相对科学、完整、成熟的施工工艺工法,对泄洪洞后续施工具有指导意义。

三、施工质量影响因素调查:

通过全面查找问题原因如下:

1、思想认识不到位,责任心差。由于施工人员对开挖施工质量造成的危害和损失认识程度不够深刻,操作过程中漫不经心,缺乏强烈的责任心和必要的自我控制意识。

2、技术交底不明确。技术交底工作不够细致,只交待了基础技术参数,而对操作工艺要求、控制方法和手段等方面没有详细说明,使施工人员在作业过程中缺乏规范的操作方法,带有盲目性。

3、围岩条件变化。岩性是天然形成,无法改变的,关键是在施工过程中,根据不同围岩条件,对药量和孔距等爆破参数进行及时的调整。

4、后视点数据及孔距要求不明确。由于作业人员对要求的控制数据不清楚,作业过程中没有明确的标准,凭经验施工,经常出现较大的偏差。

5、围岩松弛掉块。断层内岩体主要以片状、碎裂结构为主,节理裂隙极其发育。实际施工时虽然采用了靠近周边的几排辅助孔密打孔、少装药的方法,但在辅助孔爆破时还是对周边围岩产生一定扰动,再加上周边光爆孔爆破震动对岩壁造成的破坏,岩体难以保持稳定而掉块。

6、局部炮孔损坏。按原爆破设计周边孔采用的空气间隔装药结构时,药卷是由中部截断固定于竹片上,这种装药结构对于这1/2药卷来说,爆破作用形式应等同于集中药包(按药包几何形状,当药包长边尺寸大于最短边6倍时才属于长条药包)。所以,爆破时放置药卷部位的孔壁受到较大的爆轰压力,造成局部炮孔损坏严重。

7、相邻炮孔间残留岩埂。辅助孔到周边孔所留的光爆层较薄,在受辅助孔振动冲击破坏过程中,光爆层内岩体的裂隙进一步张开,这样在周边孔爆破时由于孔内爆破冲击压力沿裂隙有一部分外泄,造成孔内爆轰压力减弱,不足以沿临近的周边孔连线方向将岩石拉开裂隙,形不成光爆效果。

四、制定措施及实施

根据以上确认的七个原因,一一制定相应的对策及措施。

1、:进行质量意识教育培训

在有压段施工现场,由质量管理部负责人结合实际施工质量状况,制作多媒体培训课件,宣传改进开挖施工质量的重要性:一是开挖成形质量与洞室围岩的稳定和施工安全,良好的成形质量使应力在岩体内连续传递,避免应力集中现象的发生,减少由于剪应力产生的掉块;二是提高开挖成形质量,减少超挖量,相应地减少了回填混凝土量,能够大量地节约成本,提高经济效益;三是消除欠挖,减少进行二次欠挖处理产生的不良成本;四是提高企业参与水电市场竞争实力。并播放了三峡地下厂房优良的开挖图片,使操作人员对优良的开挖质量有一个更加具体、形象的认识。

2、:完善技术交底制度,细化交底内容

由技术部负责人对各级人员进行技术交底,即技术负责人对厂队技术员,厂队技术员对班组长,班组长对作业人员的技术交底。为保证技术交底落到实处,对造孔、装药等关键工序的具体要求,以及控制方法和手段进行着重讲解,细化到每一个环节,每一道工序、每一个岗位。使各级人员清楚各工序所要达到的质量标准,统一要领、规范施工,做到心中有数。

3、:根据不同围岩条件,调整爆破参数。

工程技术部根据现场不同围岩地质条件,制定并下发了Ⅱ、Ⅲ类围岩和Ⅳ、Ⅴ类围岩的初拟爆破参数,用以初步指导现场施工,在施工过程中根据实际应用情况,有技术负责人和技术人员共同实施适应性调整改进。

4、:测量放样后出具现场通知单,实行现场配发工艺卡制度。

由技术部负责人组织测量队和开挖队技术员以及现场质检员等召开专题会,要求测量放样后要有明确的书面放样交底记录,记录的内容要准确,全面,便于现场对各点位数据的引用。开挖队技术人员在每一循环开钻前,要根据实际地质情况,调整工艺参数,填报工艺卡,报技术负责人审批后,下发至现场作业班组,严格按经审批的工艺卡相关参数要求施工。

5、:装药结构调整

由工程技术部针对调整后的装药结构,向开挖对技术人员、质检人员和施工人员进行技术交底,重点讲解药卷的剖切方式、孔内布置的距离位置、固定方法等控制要求,并绘制了装药结构图,下发到施工管理和作业人员,以明确各项控制方法和工艺参数。

6、:减少辅助孔装药量,降低爆破震动。

将最后一排辅助孔的装药量由原措施的0.4Kg,减少至0.3kg。

7、:增加光爆层厚度

将光爆层厚度由原措施的60cm,增加至70cm。

8、:炮孔间距调整

周边炮孔间距由原措施的50cm,减少至40cm。

9、:调整爆破方式

调整起爆顺序,将原措施的光面爆破方式改变为预裂爆破。

经过对有压段开挖质量的改进,积累了丰富的施工经验,使整个开挖平均超挖得到有效的控制,残孔率平均达90%。

标准段设计断面尺寸为R=9.2m,规范允许超挖为20cm,按总体平均超挖15cm计算减少的超挖和回填混凝土量(9.4^2-9.35^2)*3.14*400=1177.5m3,按每方混凝土400元计算,减少回填混凝土的直接经济效益47.1万元。

在实施持续改进后施工的0+325~0+360桩号,开挖体形圆顺、岩面平整、残留炮孔清晰,平均超挖值均在10cm以下,远小于规范允许的20cm超挖值,开挖质量优良。荣获了小湾水电工程开挖“样板工程” 称号,极大地提高了项目部的质量信誉,树立了优良的质量品牌,这些更是无形的效益。项目部根据有压段开挖施工应验,进行总结分析,制定了《小湾水电站泄洪洞开挖施工工法》为后期工程施工奠定了坚实基础。

七、结语

小湾水电站泄洪洞有压段开挖质量的提高,实现了先前制定的两个目标,并对后期的开挖施工提供了良好的质量控制方法,提高了经济效益,并创建了“开挖样板工程”,因此,该项质量改进活动是必要的、及时的、有效的,其成果也是有显著的,形成的一整套质量改进措施对后续的开挖工程具有很好的借鉴作用。

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