溪洛渡地下洞室开挖工程质量控制工法介绍

溪洛渡水电站地下洞室开挖工程质量控制工法介绍

时会良

摘要：光面爆破或预裂爆破是两种较为成熟的控制爆破技术，尽管爆破参数是最优的，但由于施工工法的不同，导致炮后超欠挖、排炮之间的起伏差、残留炮孔间的平整度、残留炮孔孔向等质量控制结果差别很大,甚至超出质量标准要求。

在溪洛渡地下洞室开挖中普遍采用了标准、规范的钻爆工法，取得了较好的爆破成型效果，不仅杜绝了因施工原因造成的工程隐患，而且大大减少了因超欠挖处理造成的成本压力和进度压力，为溪洛渡工程建设作出了积极贡献，现以溪洛渡电站左岸泄洪洞工程为例，简单介绍开挖过程中的一些成功做法，供参考。

关键词：地下洞室开挖质量控制工法

1.工法特点

硐室开挖结构面施工质量取决于两个方面，钻孔质量和爆破质量。本工法的主要特点为通过标准规范钻孔工艺控制，来达到最优开挖质量。

（1）针对不同的岩石条件，需要进行结构面正式开挖前的钻孔爆破试验，得出不同岩石条件下的布孔参数和装药参数，做到孔参数与药参数的最佳配合；

（2）通过采用定人、定机、定位的“三定”原则，明确钻孔责任人及责任，便于进行每次爆破后的质量分析、改进，做到有的放矢；

（3）钻孔过程中通过“准、顺、平、齐”四要素控制钻孔质量，保证位置准、孔向顺、孔间平、孔底齐；

（4）装药联网爆破由专职炮工进行，同排炮采用同种厂家的炸药和雷管，依爆破设计装药联网，监理验收合格后爆破；

（5）钻孔爆破过程监理质量控制，采用“三证五表”法，通过准钻证、准装证、准爆证和测量放样成果表、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，对钻爆过程进行全程记录、检查、控制，便于质量回归分析；

（6）通过规范有序的工艺流程和控制措施，确保开挖质量满足或超过设计及规范要求，并提高进度、减少投入、节能环保。

2.适用范围

本工法适用于采用手风凿岩钻机（YT系列）、潜孔钻机等进行光面或预裂爆破的施工作业，不适用于采用三臂凿岩台车造孔作业。同时也使用于硐室围岩条件差、开挖质量及施工工艺要求高、开挖断面和跨度大、开挖结构面线形复杂等高标准、高难度硐室的开挖。

3.开挖质量控制标准

3.1光面爆破与预裂爆破方式的选择

边墙预裂爆破可有效提高开挖效率，减少成本支出，那么采用边墙预裂爆破要具备什么条件呢?

大家知道，预裂爆破对围岩的震动影响要大于光面爆破，因此对围岩爆破影响的程度是判断能否采用预裂爆破的条件。

根据围岩具体条件选择合适的预裂爆破参数，经测试如果围岩爆破影响松动范围小于100cm则可采用预裂爆破，反之则应采用光面爆破，以减少爆破对围岩的不利影响。

3.2爆破震动质点波速的控制

按距爆区最后一排炮10m处，质点爆破震动速度小于10cm/s进行控制；

混凝土、锚杆、锚索、灌浆帷幕等部位的质点爆破震动速度按其要求进行控制；

3.3开挖质量标准要求

通过合理的钻、爆工艺，达到以下开挖质量标准要求：

(1) 硐室开挖结构面应采用光面爆破或预裂爆破等控制爆破技术，周边炮孔采用专用药卷，不耦合装药系数不宜小于2.0。

(2) 钻孔孔口位置、角度和孔深应符合爆破设计的规定。

(3) 硐室开挖的周边孔应在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差值不应大于5cm，其他炮孔孔位的偏差不应大于10cm。

(4)每一单元内，除因地质原因造成的超挖外,其余平均超挖不得大于10cm，一般不允许欠挖。

(5) 在开挖轮廓面上，残留炮孔痕迹应均匀分布。残留炮孔痕迹保存率，除地质缺陷部位外，微新岩石应大于90%；弱风化岩石应达到80%以上，强风化岩石应达到50%以上；

(6) 相邻两茬炮之间的台阶(光面或预裂爆破孔的最大外斜值)不得大于10cm。

(7) 孔壁的完整程度：光面爆破无明显爆破裂隙，预裂爆破肉眼不易发现爆破裂隙。

4.开挖质量控制施工工法

4.1工序流程及主要作业程序

硐室开挖质量控制施工工法工序流程主要分为准备阶段和作业阶段，工法工序流程见图1。

图1 洞挖施工工序流程控制图

准备阶段主要包括：专项开挖爆破设计及措施编制→监理审批→实施爆破试验→根据试验效果分析调整钻爆参数→重新实施爆破试验→最终选定实施效果较好钻爆参数并确定爆破设计内容

实施阶段主要包括：钻爆孔位的测量放样→实施钻孔作业→钻孔验收合格实施装药联网→装药联网验收合格申请准爆证→爆破后质量检查验收并分析调整改进工法措施→根据围岩地质情况及时支护。

4.2 工法工序质量控制

硐室开挖施工作业工序质量控制要求及施工过程采取的控制措施详见下表1。

表1 硐室开挖作业工序质量控制要求

4.3 施工作业工序质量控制方法

硐室开挖施工单循环爆破质量控制实行“三证五表”制度，（“三证”即准钻证、装药证、准爆证；“五表”即测量放样成果表、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），对钻孔、装药、爆破三道工序质量进行检查控制。

“三证五表”均由施工方和监理方共同签认。

4.4 开挖质量控制工法措施

4.4.1测量放样

施工测量采用全站仪进行，并由经验丰富的测量专业人员负责进行，测量仪器必须经过国家认可的检验机关鉴定后方可使用。

对于隧洞、洞室边缘轮廓线放样，直线段各放样点相距1.2m，曲线段相距0.6m，临界转拆点要设置放样点，再连接各放样点，画出整个边缘轮廓线，并标明隧洞、洞室腰线和起拱线，根据洞身的走向，放出造孔施钻的方向线，各周边轮廓放样点相对于洞轴线的点位中误差允许偏差为±50mm并满足设计要求。对于洞室开挖方向线的控制，若洞水平方向弯曲，则在沿洞边缘弯曲的外半径圆周线上每隔2.5m~3.0m设计控制点，而在内半径圆周上可适当减小。若洞上坡或下坡，在洞顶设置控制点，根据隧洞的坡度值和钻孔深度，可在掌子面上作两个点的投影点，以控制隧洞的开挖坡度。对于每个炮孔放样，根据每个炮孔的偏角和炮孔的深度，在同一掌子面上作两端点的