溪洛渡水電站拱壩建基面開挖施工質量控制

崔光澤，王 保，賈 冬

（華能西藏發電有限公司，四川 成都 610200）

1 工程概況

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣交界處的金沙江干流上，電站總裝機容量12 600 MW，是一座以發電為主，兼有攔沙、防洪和改善下游航運條件等綜合利用效益的巨型水電站。攔河大壩為混凝土雙曲拱壩，大壩建基面開挖自EL.610.0～EL.324.5 m，高度 285.5 m。

2 壩址區主要地質條件

壩址區河床基巖及兩岸谷坡均由二疊系上統峨眉山玄武巖(P2β)組成。峨眉山玄武巖為間歇性多期噴溢的陸相基性火山巖流，壩區總厚度約500 m，分為14個巖流層。巖流層一般厚25～40 m，同一巖流層的厚度相對穩定，起伏差一般小于5 m。巖流層產狀平緩，以3°～5°緩傾下游微偏左岸。

壩址區斷裂構造不發育，巖體裂隙較發育，但裂隙短小、稀疏、走向較發散，主要受層間、層內錯動帶限制。主要結構面為層間和層內的錯動帶。錯動帶產狀平緩，帶厚一般為5～10 cm，主要為粗顆粒的玄武巖角礫、碎塊，部分充填少量巖屑，很少有泥質充填，嵌合較緊密。

3 預裂孔鉆孔施工

3.1 生產性試驗

1）進入拱壩建基面開挖前，在左右岸EL.610～EL.670m邊坡開挖施工過程中，結合不同巖級的巖體，采用YQ-100B型潛孔鉆機和CM351型鉆機鉆孔進行了一系列鉆孔生產性試驗；其主要目的是根據試驗效果（鉆孔質量及施工效率）確定建基面開挖分層高度、鉆孔設備，鉆進速度等參數。

2）建基面施工過程中，在左右岸EL.400～EL.460 m前緣塊開挖區，對采用100B型潛孔鉆機進行了模擬緩建基面預裂孔鉆孔生產性試驗，分別對鉆桿增設不同數量扶正器在不同巖級巖體、不同坡度以及不同鉆進速度條件下的鉆孔效果進行對比分析。其目的是了解緩建基面鉆孔過程中鉆桿的掉鉆程度及影響因素，以確定EL.440 m以下緩建基面預裂孔鉆孔施工工藝。

3.2 鉆孔施工工藝

3.2.1 鉆孔施工程序

1）梯段鉆孔中，先完成預裂孔外側的緩沖孔鉆孔后再進行預裂孔施工，根據緩沖孔鉆孔揭示地質分布情況，推斷預裂孔位置的巖體條件，以便對預裂孔的鉆孔風壓、鉆速等進行控制，減小不良地質對預裂孔鉆孔施工的影響。

2）預裂孔鉆孔施工程序見圖1。

圖1 預裂孔施工程序圖

3.2.2 施工方法

溪洛渡拱壩建基面采用自上至下分層開挖，EL.400～EL.610 m按10 m高差分層，EL.400 m以下左岸按5 m、右岸按6.0 m高差分層；為保證鉆機的架鉆空間（不小于40 cm），同時考慮其在不同的梯段開挖高度、坡度和不同巖體級別下的鉆桿掉鉆情況；預裂孔鉆孔按“超欠平衡法”作為施工設計輪廓線，根據開挖坡度、梯段高度、緩沖孔鉆孔揭示地質分布情況、設計人提供的地質預報資料等，采取了以下鉆孔措施：

1）左右岸 EL.440～EL.610 m，建基面設計開挖坡度大于 52°，坡比 1∶0.52～1∶0.99，預裂孔斜長11.3～14.1 m；根據生產性試驗情況，該類邊坡鉆桿掉鉆不明顯，預裂孔按“超欠平衡法”的施工設計輪廓線鉆孔施工。

2）左岸 EL.440～EL.400 m，建基面設計開挖平均坡度35°，坡比1:1.35～1:1.52，預裂孔斜長16～18.2 m。根據生產性實驗結果，該類坡度邊坡10 m高差梯段不加扶正器鉆孔后，鉆桿掉鉆（自然下漂）15～20 cm，預裂孔鉆孔在施工設計線的基礎上按孔底法線方向預欠5 cm，開挖后，保證了預裂孔孔底超挖20 cm左右，加上下一層孔口欠挖20 cm，形成40 cm錯臺作為鉆機架鉆空間。

3）右岸EL.440～EL.400 m，建基面設計開挖平均坡度 46°，坡比 1∶1.35～1∶1.52，預裂孔斜長 14～17 m；由于鉆桿掉鉆（自然下漂）10～15 cm，建基面采用在施工設計輪廓線的基礎上，孔底法線方向預欠10 cm的方法（調整預裂孔傾角）進行鉆孔施工。

4）左岸EL.400～EL.330 m，建基面坡度23°～26°（壩軸線位置），坡比 1∶2.05～1∶2.36，預裂孔斜長11.4～12.8 m；右岸 EL.400～EL.324.5 m，建基面坡度 24°～31°，坡比 1∶1.66～1∶2.25，建基面預裂孔斜長 11.6～14.8 m。

由于建基面開挖坡度較緩，為減小鉆桿掉鉆產生的飄孔，采取根據不同巖級巖體在預裂內增加1～2個扶正器以及在施工設計輪廓線的基礎上，孔底預欠方案（孔底法線方向預欠3～5 cm）進行鉆孔施工；開挖開挖過程中，上游半幅Ⅲ1級巖體居多，下游半幅為Ⅲ2級巖體含量高，即自上游—壩軸線由法向預欠5 cm，漸變至3 cm，壩軸線—下游由法向預欠3 cm。有效的減小梯段開挖的坡腳超挖。

Ⅱ級、Ⅲ1級巖體單孔使用2個扶正器（分別加在第2，5根鉆桿上）、Ⅲ2級巖體單孔采用1個扶正器（且扶正器位于第一根鉆桿后，即加在第2根鉆桿上）。

4 預裂孔鉆孔質量控制

4.1 質量控制及檢測標準

4.1．1 質量控制標準

1）預裂孔孔位偏差不大于5%孔距，即孔位偏差不大于4.5 cm；預裂孔鉆孔傾角和方向偏差不大于1.5%，即預裂孔鉆孔傾角或方向偏差應在±0.2°。

2）除明顯的地質缺陷處外，相鄰兩殘留炮孔間的不平整度不應大于15 cm。

3）有結構配筋要求及埋件的部位不允許有欠挖，無結構配筋要求及埋件的部位欠挖不大于10 cm、超挖不大于20 cm。

4.1．2 質量檢測標準

平整度及超欠挖質量檢測標準：

拱壩建基面超欠挖檢測，按施工設計線作為建基面開挖質量超、欠挖檢測標準線。

1）EL.400 m以上按高程布設檢測斷面，高程間距2.0 m；EL.400 m以下緩建基面，按垂直高差1.0 m的間距布置檢測斷面。

2）斷面上測點間距50～100 cm，遇地形變化處加密測點。

3）按1∶200比例尺繪制測量斷面圖（A3圖幅）。

4）根據斷面測點的測量資料，統計、計算建基面的超欠挖成果。

拱壩建基面平整度檢測：

1）EL.400 m以上開挖梯段高度上布設3條水平檢測斷面，斷面位于距開口線、坡腳1.0 m處和開挖梯段中部；EL.400 m以下緩建基面，分別在距建基面梯段開挖面坡頂、坡腳2.0 m處各布置一個檢測斷面。

2）沿檢測斷面采用2.0 m直尺連續檢測。

3）直尺緊靠開挖面，量取直尺與相鄰炮孔間巖面間的最大間隙，即為開挖面不平整度讀數。

4）統計、計算開挖面的不平整度成果。

4.2 質量控制程序

4.2.1 開鉆前質量控制

1）檢查用于預裂孔施工的供風系統運行情況，保證鉆機鉆孔風壓。

2）檢查鉆機、鉆桿性能，及時更換因長期磨損導致變形的陳舊鉆機和鉆桿。

3）檢查施工照明情況，確保一臺鉆機配一盞近距照明燈，滿足夜間預裂孔鉆孔中鉆機調校照明要求。

4）合理安排建基面外緣主爆孔、緩沖孔及預裂孔造孔施工順序，預裂孔前3 m造孔施工過程中不得進行主爆孔造孔施工，杜絕前緣造孔粉塵過大而影響預裂孔施工。

5）檢查鉆孔施工準備情況，其內容包括：預裂孔孔位處1.0 m寬條帶的清理情況（要求清除浮渣和松動巖塊），預裂孔放樣情況（要求逐孔放樣，根據測量成果及時固定預裂孔孔位點、方向點點位，為了保證放樣點不被雨水或人為不小心破壞，采用電鉆打孔、插如竹簽，用紅油漆標示。），YQ100B鉆機固定情況（按照“一機一樣架”的要求進行架設牢固），鉆桿傾角（采用定制的量角器檢查）、方向角（采用吊錘法檢查）及鉆機操作手到位情況等。

6）上述工作檢查完成后經監理工程師簽署“單孔準鉆許可證”，同意符合上述要求的預裂孔開鉆。

4.2.2 鉆孔過程控制

1）認真落實3次“校鉆”制度，對應孔深分別為0.2 m、1.5 m和2.5 m，重點控制鉆桿方向角和傾角，在遇不良地質條件時增加校鉆次數。

2）嚴格控制預裂孔前3 m段鉆進速度、鉆桿方向角和傾角，對已成孔的預裂孔逐孔驗收。

3）作好鉆孔施工記錄事實描述，如返風、返渣、串風、孔內積水情況、返渣顏色以及鉆進風壓不變而速度自然明顯改變等，以指導爆破裝藥。

4）控制緩沖孔、主爆孔的鉆孔角度、孔深，尤其是加強緩建基面的緩沖孔控制，避免緩沖孔角度偏差或孔深超深破壞建基面。

5）爆破孔通過監理工程師驗收并簽署“鉆孔質量檢查驗收表”后，才允許進入下道工序施工。

4.2.3 預裂孔質量檢查和驗收

建基面完成爆破開挖后，為了客觀的評價造孔質量，對預裂孔進行了如下檢查和驗收：

1）檢查建基面超欠挖、平整度。

2）檢查預裂孔傾角偏差、方向角偏差和開孔偏差。

3）測量預裂孔軌跡線等；并繪制成圖。

4）根據以上資料分析炮孔的飄鉆情況，對鉆孔傾角偏差進行系統分析，總結開孔精度、鉆孔傾角、方位角的綜合控制措施。

5 建基面開挖質量評價

溪洛渡拱壩建基面的預裂孔鉆孔精度高、施工過程控制到位，建基面的平均超欠挖、平整度的合格率分別為95.7%，98.2%；與壩段相對應，建基面開挖共劃分為31個單元工程，單元工程優良率100%，溪洛渡水電站拱壩壩基開挖質量達到“優秀”等級。

6 結語

溪洛渡水電站拱壩建基面開挖預裂孔，采用增加限位拉桿和限位板改造后的YQ—100B型潛孔鉆機鉆孔，其鉆孔按“超欠平衡法”作為施工設計線，根據開挖坡度、梯段高度、緩沖孔鉆孔揭示地質分布情況、設計方提供的地質預報資料等，采取了在施工設計輪廓線基礎上對孔底預欠、增加孔內加設扶正器或二者結合的施工方法。施工中認真落實三次“校鉆”制度、嚴格控制鉆進速度和保證鉆孔作業面環境，保證了建基面開挖預裂孔的鉆孔質量。