小斷面引水隧洞開挖質量控制

【摘 要】結合溫州市珊溪水利樞紐平蒼引水一期工程II標段引水隧洞工程，對采用新奧法人工鉆爆施工的各個主要工序制定了質量管理要求和工藝技術標準，同時強調實施精細化標準化建設管理、施工組織管理、工序優化調整管理的重要性，對引水隧洞開挖質量全方位、全過程控制的管理具有較強的可操作性。

【關鍵詞】隧洞開挖；質量控制；人工鉆爆；分析研究

珊溪水利樞紐平蒼引水一期工程位于浙江省南部平陽、蒼南兩縣境內，本項目建設任務為城鎮供水，即為平陽縣鰲江平原、蕭江鎮及蒼南縣龍港鎮提供優質、充足的珊溪水庫水源。一期工程起點是平陽縣境內的趙山渡引水工程南干渠北山取水口，終點位于平陽縣交剪巖隧洞出口鰲江供水管接線段、蒼南縣龍港供水管入龍港水廠接口處，總共分為6個標段。本標段上園支洞開挖斷面為3.4m×3.4m城門洞型，長978.2m；上游馬頭山隧洞開挖斷面為3.4m圓形，長2376.1m，下游觀音山隧洞開挖斷面為3.4m圓形，長1550m。

一、開挖質量缺陷原因分析

1、地質原因方面

（1）現有物探設備不能完全準確判知掌子面方向的實際地質情況，加之操作人員技術水平良莠不齊，使得地質情況預探結果與實際相差懸殊。

（2）設計單位地質勘探作業相當粗劣。作業數量明顯不符合規范規定，使得推斷出來的地質情況與實際偏差太大，嚴重誤導施工。

（3）施工單位工程技術人員的地質知識和經驗相當缺乏，不能根據施工中揭露出來的地質情況預判掌子面前進方向的地質情況。

2、施工方法方面

（1）鉆爆工藝是引起超挖的主要因素，在鉆爆工藝中光面爆破、預裂爆破是控制超欠挖比較好的施工方法。

（2）鉆孔精度太低。由于鉆孔作業覆蓋空間有限，以及受隧洞形狀的影響，拱部180°范圍內的上仰角、兩側邊墻部位的外插角以及底板的下插角都相當難控制。對于鉆孔角度的控制全憑操作人員的經驗，難度非常之大。

（3）裝藥結構不合理。根據圍巖情況選用合理的裝藥結構，可以減少由于爆破產生的振動和應力波對圍巖的破壞作用，因而有利于減少超欠挖，提高輪廓質量。

3、施工現場管理

施工管理是指現場管理與組織，主要包括人員組織、作業安排、技術交底與指導、質量檢測與反饋以及相應規章制度、技術標準的制定等。管理的目的就是要把眾多的因素置于可控的狀態，達到爆破設計的基本要求，從而達到控制超欠挖的目的。

二、隧洞開挖質量控制措施

超欠挖可能帶來的不利后果若得不到及時糾正，全面認真總結、整改、落實，會帶來非常不利的后果，主要有以下幾點：

①超欠挖使火工材料用量及費用加大，出碴運輸量和費用增加。出碴工序時間延長，生產管理成本大幅上升。

②底部周邊孔一次爆不到底。特別是遇到地下涌水時，直接影響扒渣機及運輸設備的運行，嚴重者會直接導致設備的損壞，影響了施工進度。

③隧洞超挖增加了工程量及費用。

④施工超欠挖造成工期的拖延，會增加工程參建各方的管理費用。

為了減少超欠挖，取得良好的光面爆破效果，同時避免以上各不利后果，在本隧洞開挖過程中采取了以下的質量控制措施：

1、施工測量質量控制

引水隧洞軸線長，如何保證隧洞軸線貫通是開挖前及開挖過程中控制的重點。在隧洞開挖前對設計控制點數據進行復核，確認無誤后依據設計控制點布設施工測量控制網，并報監理和業主審核，達到精度要求后才能進行隧洞軸線放樣開挖。

①采取先進的測量控制手段，實行智能化自動采集數據，提高觀測效率、觀測質量，全部數據直接由計算機處理，消除人工參與帶來的錯誤和誤差，確保所獲得的觀測成果的準確性和可靠性。

②利用儀器設備的先進性和大容量儲存器，在計算機中建立整個地下洞室的三維坐標系統數據庫，將三維坐標系統全部傳輸儲存在激光全站儀中使用。

③洞內測量水準高程盡量用光電三角高程代替水準儀測設，精確方便。

④所有測量設備必須檢驗合格才能使用，控制測量采用激光經緯儀和紅外測距儀作導線控制網，施工測量主要采用全戰儀，局部工程部位采用水準儀配經緯儀進行。測量作業由經驗豐富的專業人員進行測量放線、復測。

⑤洞身開挖放樣以施工導線標定的軸線為依據，線段采用激光經緯儀和紅外測距儀標定中線，每次爆破后進行開挖掘進細部放樣，掌子面上除標定中心和腰線外，應畫出開挖輪廓線。開挖中應及時測繪開挖斷面，施工中應認真作業，及時進行測量放線和組織復測，確保隧洞的開挖尺寸和規格滿足設計要求。

2、鉆孔質量控制

鉆孔質量應符合下列要求：①鉆孔位置應根據測量定出的中線、腰線及孔位輪廓線確定。②要精確定孔，周邊孔在斷面輪廓線上開孔，沿輪廓線調整的范圍和掏槽孔的孔位偏差不宜大于5cm，其他炮孔的孔位偏差不得大于10cm，以減少超挖和對圍巖的破壞。③炮孔底應落在爆破圖所規定的平面上。④炮孔方向應一致，鉆孔過程中應經常進行檢查，周邊孔尤其要控制鉆孔孔位和角度。⑤各鉆工“定人定位定眼”進行鉆眼，每排炮由現場班組長按“平、直、齊”的要求進行檢查，對不合格的鉆孔及時進行處理。

3、爆破質量控制

施工中根據設計圖紙、圍巖地質條件、爆破材料性能及鉆孔機械條件，進行鉆爆設計。爆破設計主要內容和遵循的原則如下：

①掏槽方式：根據引水洞的設計開挖斷面的大小，一般采用中空直眼掏槽，盡量加大空孔的直徑。

②炮孔布置：主要是炮孔深度、角度，炮眼均勻布置。鉆孔角度一致，保持平行，要求周邊眼在斷面輪廓線上開孔。

③裝藥結構和藥量：裝藥量根據圍巖類別來確定。任一炮眼裝藥量所引起的爆破裂隙伸人到巖體的破壞帶不超過周邊孔爆破產生的破壞帶，嚴格控制單段最大一次起爆藥量。選擇合適的炸藥，特別是周邊孔采用間隔裝藥、專用小直徑藥卷連續裝藥。

炮孔經檢查合格后方可裝藥爆破。炮孔的裝藥、堵塞和引爆線路的連接應由取得“爆破員”作業證的炮工按爆破圖進行。裝藥前應清楚各種功能孔的位置，仔細核對實際鉆孔和鉆爆設計圖的差異，對分段進行適當調整并對每個裝藥人員進行交底，不得發生錯段或數排孔同段現象，保證裝藥量和裝藥結構嚴格按爆破設計要求實施，不允許隨意更改鉆爆參數。每個孔裝藥前，先要用竹竿量一下孔深，若孔內有小碎石，則要用鉤子掏出。裝藥時，起爆藥包裝入孔底，藥卷和雷管的聚能穴必須朝向孔外，每支藥卷都要小心塞到位壓緊；炮孔堵塞要密實；周邊孔竹片伸出孔外20cm以上（用以支撐傳爆線），在綁扎周邊孔傳爆線時，注意與主傳爆線的搭接長度（搭接長度不小于15cm），同時注意傳爆線的轉彎角度和搭接方向，不能轉急彎，禁止順著傳爆的方向搭接以免出現拒爆。

4、爆破效果質量與驗收

爆破效果質量控制主要是對隧洞爆破后進行外觀檢查，包括：①殘留炮孔痕跡在開挖輪廓面上均勻分布，殘孔率均在80% 以上；②相鄰兩炮孔間的巖面平整，孔壁沒有明顯的爆震裂隙；③不能欠挖，超挖不超過15cm，平整度不超過10cm。每次爆破后我們均及時對爆破效果進行檢查，認真分析研究，根據掌子面和圍巖地質情況及時調整優化鉆爆參數和爆破網絡，保證爆破效率。經過嚴格的質量控制，隧洞開挖輪廓面平整，隧洞周邊殘孔明顯，斷面成型良好，超欠挖控制效果顯著，經斷面檢測優良率達到90%以上。

三、循環工序優化調整

（1）首先要優化精選施工管理機構，優化提高技術管理人員的素質。任務分解，責任到人。工序分工，面對面抓落實，落實到位。特別是現場負責組織調度人員，既要宏觀協調，又要精細管理。選擇精兵強將，優化施工隊的人員組織結構，強化作業班的質量安全素質建設。特別是要選擇一個信得過、經驗豐富、能吃苦會管理、以身作則的施工隊長，進行精細化、專業化管理。

（2）在保證安全質量的前提下，建立對各類圍巖在各工序情況下的工時消耗記錄。加強總結不斷摸索，共同研究制定在各類圍巖情況下，不同的工時消耗。不斷優化鉆孔質量調整裝藥量.實現光面爆破。不斷優化調整各工序形成共識合理的最佳工時消耗，但是不能由作業班隨意調整。加強成本核算，加快施工進度，使項目獲得較好的經濟效益。在各工序作業熟練、安全質量保證的前提下，合理調整優化設計工序時間，加快工程進度。

四、結語：

綜上所述，溫州市珊溪水利樞紐平蒼引水一期工程是長洞身、小斷面隧洞的典型工程。采用新奧法人工鉆爆施工的主要體會是：選擇正確的施工方法是前提，必要的監控測量是關鍵。此外，合理的安排好各施工環節，堅決落實各項質量控制措施，保證了施工質量和施工安全。

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