龍口水利樞紐工程大壩基礎開挖監(jiān)理質(zhì)量控制

劉紅軍 丁兆亮 張中先

龍口水利樞紐工程大壩基礎開挖監(jiān)理質(zhì)量控制

劉紅軍 丁兆亮 張中先

監(jiān)理在壩基驗收時，以地形測繪和地震波波速成果檢查基礎面輪廓和高程是否達到設計要求，對大壩基礎做出定量的評價，保證了龍口水利樞紐工程大壩基礎開挖的工程質(zhì)量。

基礎 開挖 監(jiān)理 龍口水利樞紐

1 壩基概況

龍口水利樞紐的壩址巖層由中統(tǒng)馬家溝組奧陶系灰?guī)r、白云巖等組成，巖性致密堅硬，無大的地質(zhì)構(gòu)造，但巖石中有多層傾向下游，連續(xù)的緩傾角泥化夾層。庫壩區(qū)地震峰值加速度為0.05g，反應譜特征周期為0.45 s，相當于地震基本烈度Ⅵ度。

樞紐大壩為混凝土重力壩，壩頂長度408 m，最大壩高51.0 m。

2 基礎開挖工程質(zhì)量控制

壩基及消力池基礎巖性為奧陶系中統(tǒng)的馬家溝灰?guī)r，在長期構(gòu)造活動和風化作用下，節(jié)理裂隙較發(fā)育，自上而下分為強風化、弱風化和微新巖體。由于裂隙發(fā)育地下水為裂隙型潛水，很少遇承壓水，這對施工開挖是個有利條件。

2.1 基礎開挖前準備

開挖工程開工前，監(jiān)理對施工單位報送的施工組織設計進行審查，對施工技術(shù)措施、爆破參數(shù)、資源配置和質(zhì)保體系進行審查，并通過爆破試驗進行爆破參數(shù)的修正，作為控制爆破設計的依據(jù)。

（1）專業(yè)監(jiān)理工程師依據(jù)合同文件、技術(shù)要求，編寫爆破開挖監(jiān)理實施細則，并對措施計劃進行嚴格的審批。開工前下發(fā)監(jiān)理通知督促施工單位做好各項準備工作，具備開工條件后，監(jiān)理簽發(fā)開工令。

（2）基坑土石方開挖，根據(jù)設計開挖圖和建筑物布置特點，按分區(qū)、分層自上而下進行開挖，每個區(qū)域內(nèi)除鄰近設計邊坡和建基面，按設計規(guī)定留保護層外，其余均按梯段爆破分層開挖，梯段高度控制在5 m左右。

2.2 爆破試驗

爆破試驗是取得合理爆破參數(shù)的依據(jù)。開挖施工開始，首先要求施工單位進行爆破試驗，在6＃、7＃、8＃壩段按批準的爆破試驗大綱進行3次爆破試驗。并進行爆破振動監(jiān)測，對11＃隔墩壩段、消力池在左邊墻上游縱向混凝土圍堰等有代表性部位進行質(zhì)點振速監(jiān)測。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，按《水工建筑物巖基開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》的質(zhì)點振動速度傳播規(guī)律的經(jīng)驗公式，確定不同防護距離與允許最大單響藥量關系表，以此指導爆破開挖施工。通過5次爆破試驗，確定了合理梯段爆破參數(shù)，爆破開挖取得了較好的效果，確保了建筑物的安全。

2.3 爆破參數(shù)的控制

2.3.1 梯段爆破參數(shù)控制

梯段爆破鉆孔直徑在76～105 mm，鉆孔傾角75°～90°，孔網(wǎng)設計多用孔距2.5～3.5 m，排距2～3 m，采用乳化炸藥不偶合連續(xù)裝藥方式，非電毫秒微差雷管，孔間和排間微差起爆網(wǎng)絡起爆，鄰近設計開挖邊坡或建基面保護層時，嚴格控制裝藥量。爆破后，對爆破效果進行檢查，以便隨時調(diào)整爆破參數(shù)，解決爆破中存在的問題。

2.3.2 預裂爆破控制

在設計邊坡開挖中，采用預裂爆破進行施工，也可在距邊坡一定范圍內(nèi)作為控制爆破區(qū)，采用預裂孔和緩沖孔及主爆孔同一網(wǎng)絡分段起爆方式進行施工。預裂爆破孔參數(shù)為：孔徑90～105 mm，孔距80～100 cm，線裝藥密度為350～450 g/m，用Φ32 mm乳化炸藥藥卷間隔綁在竹片上用導爆索串聯(lián)起爆。爆破后檢查，按預裂縫寬度或半孔率和巖石起伏差評定開挖質(zhì)量。

2.4 爆破的安全質(zhì)量控制

為了更好地控制爆破質(zhì)量，監(jiān)理要求施工單位每一爆區(qū)在施工前必須上報具體的爆破設計，對預裂爆破、光面爆破和主要部位的開挖爆破，必須提前1 d報送，監(jiān)理認真審查設計中爆破參數(shù)是否合理，鉆爆方式是否正確，安全防護和警戒是否到位，對存在問題的設計單提出整改建議，返回重報。符合要求的爆破設計經(jīng)現(xiàn)場施工單位自檢和旁站監(jiān)理監(jiān)督抽檢合格，防護警戒落實到位，專業(yè)監(jiān)理工程師及安全監(jiān)理工程師共同核準簽字后，才能作為施工現(xiàn)場放點、打孔、裝藥爆破的依據(jù)，方可進行爆破作業(yè)。

施工機械主要根據(jù)施工情況選用液壓鉆機或手風鉆造孔，用孔間微差、非電導爆管網(wǎng)路起爆，乳化炸藥由業(yè)主委托單位專供。開挖出渣均用大型挖、運設備，施工機械化程度較高。

2.5 爆破效果檢查

每次爆破后對爆破效果進行及時檢查，主要檢查爆破后巖石大塊率，爆破對下部巖石的破壞程度，預裂爆破殘留炮孔痕跡保存率，巖面平整度。通過檢查爆破效果，分析爆破不理想原因，以便優(yōu)化調(diào)整爆破參數(shù)，指導后續(xù)施工。

2.6 建基面保護層開挖質(zhì)量控制

建基面保護層厚度要符合設計要求。第一層炮孔不得穿入距水平建基面1.5 m的范圍；炮孔裝藥直徑不大于40 mm；采用梯段爆破方法。第二層對節(jié)理裂隙不發(fā)育、較發(fā)育、發(fā)育和堅硬的巖體，炮孔不得穿入距水平建基面0.5 m的范圍；對節(jié)理裂隙發(fā)育和軟弱的巖體，炮孔不得穿入距水平建基面0.7 m的范圍。炮孔與水平建基面的夾角不應大于60°，炮孔裝藥直徑不應大于32 mm。采用單孔起爆方法。第三層采取小孔徑，密布孔、控制爆破的措施，確保建基面巖石的完整性。炮孔不得穿入距水平建基面0.2 m的范圍，剩余0.2 m厚的巖體采用人工撬挖。根據(jù)設計圖紙，結(jié)合上部梯段開挖實際情況，確定采用手風鉆，最下一層采用液壓破碎錘配合人工撬挖。

2.7 監(jiān)理測量復核與旁站監(jiān)理現(xiàn)場檢驗

測量監(jiān)理工程師組織監(jiān)理測量隊，在基坑開挖前復核測量控制點及開挖輪廓線，保證開挖的結(jié)構(gòu)尺寸符合設計圖紙要求，開挖后進行測量復核。為保證開挖質(zhì)量，三名監(jiān)理輪班旁站，嚴把現(xiàn)場質(zhì)量檢測關。

2.8 基礎驗收質(zhì)量控制

基礎驗收中的監(jiān)理質(zhì)量控制內(nèi)容和措施有：

（1）堅持基礎驗收的工作程序，科學有序地開展驗收工作。為此，編制了龍口水利樞紐工程基礎驗收的監(jiān)理細則，細則明確了基礎驗收的3個階段和驗收工作的主要流程，并為此成立了基礎驗收小組，從事日常的驗收工作。

（2）嚴格執(zhí)行基礎驗收的質(zhì)量標準，本工程要求各種建基面上不得有反坡、尖頂、棱角和陡坎；清除因爆破而震裂和松動架空的巖塊；對光面和巖面上的鐵銹鈣質(zhì)薄膜進行鑿除；對斷層帶和溶溝溶洞中的軟弱充填物做深挖處理等。

（3）利用地形測繪和地震波波速測試成果對基礎做出定量的評價。在基礎初驗完成后，由監(jiān)理測量工程師和物探地震波波速測試單位進行測繪和測試工作，檢查基礎面輪廓是否達到了設計輪廓線，要求該驗收段的地震波波速測試成果達到設計規(guī)定的標準。如存在欠挖應立即進行處理，當某一塊局部某一范圍內(nèi)的地震波波速未達到設計規(guī)定的波速值時，監(jiān)理工程師則組織驗收各方研究基礎的加固處理方案，或增加基礎固結(jié)灌漿或增加錨桿數(shù)量，不允許有任何一點缺陷遺留在基礎面之下。

（4）加強驗收過程中的質(zhì)量檢查巡視?；A驗收的專業(yè)監(jiān)理工程師，在基礎開挖驗收的中間過程中，經(jīng)常深入工地現(xiàn)場，對清基和消缺進行檢查指導，把各種缺陷消滅在驗收工作之前，從而加快了基礎處理和驗收的進程，也保證了基礎驗收的工程質(zhì)量。

（5）冬季施工時要求各基礎塊用棉被搭設保溫暖棚，棚內(nèi)生火，保證棚內(nèi)在正溫以上，從而保證基礎驗收的工程質(zhì)量。

2.9 開挖工程質(zhì)量控制成效

2.9.1 基礎面超欠挖情況

建基面超欠挖測量檢測：總點數(shù)1 229個，超欠挖在設計允許范圍內(nèi)的點數(shù)為1 006個，合格率為82%；其中壩基檢測183點，合格183點，合格率100%。

2.9.2 壩基及消力池巖體聲波測試情況

采用地震波法進行測試，結(jié)果如下。

壩基部分：壩基齒槽O2m22-1AⅢ-1中厚層灰?guī)r、豹皮灰?guī)r地震縱波波速集中在2 140～5 530 m/s范圍內(nèi)，平均值為4 180 m/s，達到設計不小于3 500 m/s指標，保證率為91.7%，滿足設計標準85%要求；壩基851平臺O2m22-1AⅢ-2中厚層灰?guī)r、豹皮灰?guī)r地震縱波波速集中在1 740～5 580 m/s范圍內(nèi)，平均值為3 610 m/s，達到設計不小于3 000 m/s指標，保證率為86.3%，滿足設計75%要求。

消力池部分：消力池O2m22-1AⅢ-2中厚層灰?guī)r、豹皮灰?guī)r地震縱波波速集中在1 510～5 580 m/s，平均值3 490 m/s，達到設計不小于3 000 m/s指標，保證率在75.5%～93.3%之間，滿足設計75%要求；消力池O2m22-2AⅣ-1薄層灰?guī)r地震縱波波速集中1 300～5 250 m/s，平均值為2 810 m/s，達到設計不小于2 000 m/s指標，保證率在86.7%～ 100%，滿足設計75%要求；消力池O2m22-3AⅢ-2中厚層灰?guī)r、豹皮灰?guī)r地震縱波波速集中在1 220～5 610 m/s，平均值為3 370 m/s，達到設計不小于3 000 m/s指標，保證率在76%～100%，滿足設計75%要求。對于消力池局部出現(xiàn)的地震縱波波速值偏低的現(xiàn)象，如差動尾坎等部位，采取固結(jié)灌漿的方法進行了補強，使消力池地震縱波波速保證率滿足了設計要求。

3 監(jiān)理結(jié)論

（1）堅持基礎驗收的工作程序，科學有序地開展驗收工作。驗收工作始終堅持分自檢、初檢、終驗3個階段和聯(lián)合驗收小組共同驗收的基本流程。

（2）嚴格執(zhí)行基礎驗收的質(zhì)量標準。按開挖規(guī)范要求，建基面上不得有反坎、尖眣和陡坎，應清除因爆破而震松的巖塊；對光面和巖石上的鐵銹和鈣質(zhì)薄膜進行鑿除；對斷層帶中的軟充填物做深挖處理等。

（3）充分利用地形測繪和地震波波速測試成果對基礎做出定量的評價。初驗時一定有地形測繪和地震波波速成果，檢查基礎面輪廓和高程是否達到設計要求；地震波波速也一定要達到不同部位不同巖性地震波速的標準。

劉紅軍 男 工程師 中水北方勘測設計研究有限責任公司 天津 300222

丁兆亮 男 高級工程師 中水北方勘測設計研究有限責任公司 天津 300222

張中先 男 工程師 中水北方勘測設計研究有限責任公司 天津 300222

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