水电站洞室开挖与支护的质量控制

水电站洞室开挖与支护的质量控制

摘要：本文以糯扎渡电站尾水隧洞为例，对开挖的质量控制，支护措施进行了阐述

关键词：洞室开挖；支护；质量控制；水电站

工程概况：糯扎渡电站尾水系统采用“三机一室一洞”的布置方式，调压室后接尾水隧洞，共三条尾水隧洞，尾水隧洞由调压室后渐变段（方变圆）、标准圆段（平面转弯段及直段）、出口渐变段（圆变方）三部分组成。尾水隧洞0+017.000～0+047.000为尾水隧洞渐变段，长度30m，三条尾水隧洞均有平面转弯段，转弯半径r=100m；标准圆段开挖直径为19.40m～21.70m，衬砌后直径为18m，混凝土衬砌厚度0.60m～1.6m。1#尾水隧洞非改造段长125.859m，2#尾水隧洞长473.353m，3#尾水隧洞长464.505m。

工程地质条件：尾水隧洞主要位于f3和f1断层之间，岩石完整性差，以碎裂结构和镶嵌碎裂结构岩体为主，有少量次块状结构和散体结构的岩体。断层f3对开挖围岩稳定影响较严重，尤其是对尾水洞顶拱、左侧墙开挖围岩稳定影响很大。其中1#、2#尾水隧洞有f3、f26穿过且f1断层距3#尾水洞较近，断层及影响带属于ⅴ、ⅳ类围岩，围岩稳定性差，确保围岩稳定和施工安全是重点和难点。尾水隧洞大部分为iv、v 类围岩，结构复杂且地下水较丰富，开挖难度大，质量控制是重点，尤其是事中质量控制。开挖支护过程中主要从开挖支护方法的确定、施工工艺的严格把控等方面进行质量控制，取得了满意的效果，使洞室开挖与支护质量得到保证。

一、开挖质量控制

水电站洞室开挖施工要求必须减少对洞室围岩的扰动。洞室一般分上层、中层、保护层三层开挖，上层开挖直接关系到洞室稳定。在施工过程中主要进行了以下方面的控制工作：

1、明确开挖支护程序：尾水隧洞分三层进行开挖支护，开挖分层线以中心线上1.0m控制，上层开挖高度8.5m～9.45m，中层开挖高度7.56m～8.0m，底部预留保护层开挖，保护层厚度3m左右。ⅱ、ⅲ类围岩洞段上层均采用先开挖中导洞后扩挖的方法施工，起到分部开挖，逐步卸荷的作用，并可保证边顶成型完好。中层先中部梯段拉槽，边底预留保护层水平开挖；ⅳ类围岩洞段上层分部开挖，中层分层分部开挖，中部潜孔钻垂直孔梯段开挖，边底部分水平开挖；ⅴ类围岩洞段上层采用“核心土法”分部开挖，超前小导管预支护，中层开挖与ⅳ类围岩洞段相同。

2、施工过程严把“四关”

一是严把图纸关，技术员认真复核图纸，了解设计意图，严格按图纸和规范要求组织实施，并层层组织技术交底。

二是严把测量关，项目部测量队对工程的设计控制数据进行认真复核，施工队测量组根据复核成果进行测量控制。

三是严把材料质量及试验关，对每批进入施工现场的钢材、水泥、砂石骨料等按规范要求进行质量检验，杜绝不合格的材料及半成品使用到工程中。

四严把过程工序质量关，实行施工过程的自控检查，开展自检、

互检、交接检，每道工序完工经项目部“三检”合格后报请监理工程师复检，上道工序不合格不准下道工序施工。

3、施工过程质量控制具体措施

（1）、加强技术管理的基础工作，施工每道工序严格执行施工质量“三检制”和“联检制”，在三检合格的情况下由项目质检员将检验合格证交给监理工程师，再对申请验收的部位进行联检，在联检合格后，监理工程师在验收合格证上签字后方可进行下道工序的施工作业。

（2）、加强与业主、监理、设计单位的联系，在施工技术方面取得广泛的合作与支持，并及时解决施工中遇到的技术难题和问题。（3）、隧洞光面爆破质量控制：

①钻孔前进行测量放线，精确定位边墙起拱点与顶拱中点，并适当加密顶拱轮廓线放样点。放样的同时，对上一排炮的光爆残孔进行钎孔水平直线率检查，并填写检查记录。

②现场管理人员在钻孔过程中加强造孔质量管理，严格控制钻孔的间排距，尤其是周边孔造孔质量，起爆前应对其钻孔质量进行检查，如钻孔质量不符合要求，责令其整改，或重新造孔，并作好检查记录。周边孔的线装药，药卷必须采用竹片按照装药结构绑扎，严禁无竹片光爆。开挖过程中为了获得好的残孔率，进行了不同周边孔间距试验，孔间距分别为30、35、40、50、60cm，试验表明，孔间距在40 cm 左右时残孔率及表面不平整度最好。

③质检人员是施工质量的最后把关，进行每一排炮光爆残孔的检

查和统计，并对a、b中的检查记录进行分析评价，对施工过程进行巡查，有不符合要求的施工行为和方法，及时对相关单位及个人提出整改意见并监督其整改，直至符合要求为止。

④技术人员适时跟踪，参与光爆质量分析，提出整改建议，必要时，根据实际情况，对钻爆参数进行优化。根据尾水隧洞地质条件及岩性、技术规范要求、开挖方法及以往施工经验，采用微差爆破技术，轮廓线采用光面爆破。爆破设计遵循“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则进行。严格控制最大段起爆药量，保证质点震动速度满足技术条款要求。

二、支护措施的确认与质量控制

洞室支护是确保洞室开挖过程中不出现塌方的重要措施。支护包括设计的系统支护及施工现场临时定的临时支护。

1、系统支护。为确保洞室的稳定，设计在图纸中明确了支护方式。为了确保洞室不因支护的问题造成塌方，确定了系统支护的原则为： iii 类围岩偏好的系统支护可滞后掌子面50m，偏差的只能滞后掌子面30 m；如果是iv 类及v类围岩，要求支护紧跟掌子面。

2、临时支护。临时支护主要解决开挖过程中出现不稳定围岩时的支护问题，临时支护包括锚杆与钢格栅支护。①临时支护锚杆。根据现场的情况确定采用，如果数量较大，必须由业主、设计、监理同时确定，前提是必须保证安全。临时锚杆确定后，必须由监理下达随机锚杆指令单，按要求进行施工，并在规定的时间内

完成。②临时支护格栅（钢格栅或钢支撑）。主要是在iv、v 类围岩的开挖支护中采用钢格栅或钢支撑。格栅支护由施工单位提出申请，监理组织业主、设计、施工单位到现场根据围岩情况确定，然后由施工单位上报施工方案。施工方案中应明确格栅的制作详图，每榀格栅的质量，同时上报工程联系单（工程变更报告单10 万元以上），由业主、设计、监理批准作为立项依据。

3、对锚杆与格栅质量控制的重点。①锚杆。锚杆施工前，要对不同类型、不同长度的锚杆均进行注浆密实度试验。施工过程对施工质量控制的重点是孔位、孔向、孔深、注浆方式、钢筋长度。对于造孔，采取终孔验收制，最少抽检10%以上的孔进行孔位、孔向、孔深验收。如果发现一个孔不合格则抽检力度加倍；如再不合格应要求责任单位返工和重新验收。施工过程中，为避免出现用短钢筋代替设计长度钢筋的情况，制定了相关规定和处罚措施，使施工质量得到有效控制。②格栅。格栅主要采用钢格栅，用钢筋制作，具有质量轻、安装方便、受力条件好的优点。钢格栅验收时，按施工方案检查外观尺寸、箍筋间距、钢筋型号。由监理验收后必须填写钢格栅验收表格并画好简图。钢格栅安装前先测量放点，安装完成后再进行测量，看体形是否满足方案的要求。如果均满足要求，则由监理签发喷混凝土证进行喷混凝土作业。

4、喷混凝土施工。喷混凝土包括设计图纸确定的喷混凝土和格栅处喷混凝土。喷射砼要沿一定方向分区、分块、分薄层均匀施喷，边墙应自下而上施工，避免回弹料覆盖未喷面。喷头距施喷面要合