高坝坝肩边坡开挖质量分析总结

高坝坝肩边坡开挖质量分析总结

中国水利水电建设工程咨询西北有限公司陕西西安710000

摘要:针对坝肩边坡开挖优良率低的问题,采取小梯段爆破及加强钻孔过程质量管控力度的方式改进施工质量;及时跟进支护措施,确保了开挖质量,提升了开挖单元工程的优良率,对消除安全隐患,促进施工进度起到较好作用。

关键词:高坝;边坡开挖;小梯段;跟进支护;安全

一、概述

xx电站是大渡河流域水电规划“3库22级”开发方案的第5级,工程为一等大(1)型工程。枢纽工程由拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电系统等组成。拦河坝为掺砾土心墙堆石坝,最大坝高312m,坝顶高程2510.00m,河床开挖底部高程2198m。

大坝心墙左岸沿轴线开挖高度约370m~380m,右岸沿轴线开挖高度约350m~360m,大坝标主要进行左岸EL.2340m以下、右岸EL.2360m以下土石方明挖。心墙区左岸边坡EL.2510m~EL.2396.39m开挖坡比为1:1.25,EL.2396.39m~EL.2280m开挖坡比为1:1.3,EL.2280m以下开挖坡度比1:1.15;心墙区右岸边坡EL.2510m~EL.2440.28m坡比为1:0.8,EL.2440.28m~EL.2330m开挖坡比为1:0.58,EL.2330m~EL.2240m开挖坡度比1:0.8,EL.2240m以下坡比为1:0.7。

二、施工过程描述

由于xx水电站心墙堆石坝为设计第一高坝,且设计心墙左右岸开挖边坡(坝肩边坡)盖板混凝土厚度仅为50cm,因此设计提出了左右岸坝肩边坡超欠挖、不平整度、半孔率高于规范的要求。如出现大面积超挖,将对混凝土施工质量产生较大影响,同时对工程投资及进度产生影响,故需在设计要求的基础上尽可能地提高开挖施工质量,这就对开挖工艺和管理水平提出了较高要求。

左坝肩石方明挖采用自上而下、分层开挖的方式进行施工,梯段开挖采用边坡预裂爆破的方法,梯段高度10m,预裂孔采用搭设样架固定100B潜孔钻机钻孔工艺。

左右岸坝肩原设计要求允许超挖20cm,不允许欠挖。为保证施工正常开展,每一梯段间需留钻机平台。经对100B潜孔钻机尺寸、搭设样架、钻机固定等施工工艺的反复研究,将平台宽度减小最优为35cm,最终经设计同意,允许坝肩边坡开挖欠挖10cm,超挖25cm。

按照《水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准-碾压土石坝工程》(DL/T5113.7-2015)和设计要求,左坝肩EL.2340m~EL.2300m,40m高差分为4个梯段、8个单元进行施工,8个单元均为节理裂隙不发育岩体,经现场检查验收,1个单元未到达优良标准,7个单元达到了优良标准,但半孔率均未达到90%;不平整度共检测925个点,合格844个点,不平整度合格率91.3%,最大不平整度为19.5cm,超出小于15cm的设计要求;超欠挖共检测327个点,合格303个点,最大超挖33cm,最大欠挖8.7cm,检测情况详见下表。

三、原因分析

由质量检测统计表可以看出,超欠挖合格率为91.8%,达到了优良标准。影响单元工程评定等级的主要原因为开挖单元半孔率和不平整度,合格率分别是84.9%和66.7%。分析其主要原因为:(一)是在钻孔过程中钻机角度校核不准确或样架出现松动;(二)是10m垂直高度的孔深较长,1:1.3坡比孔深16.13m,钻杆在钻孔过程中产生变形导致出现“飘孔”现象;(三)是施工作业队伍更换频繁,EL.2340m~EL.2300m范围在开挖过程中更换了三支作业队伍,为质量管理增加了难度。

四、采取措施

针对样架不准确、出现松动及飘孔等现象,采取以下措施进行优化:

(一)在坝肩边坡预裂开挖施工过程中,严格执行“一炮一总结”制度,每一排炮施工完成后,立即组织参建四方在施工现场进行了总结。

(二)样架搭设从以下几个方面进行了严格管控:(1)斜杆间距由1.5m改为0.8m,一孔一杆进行控制;(2)严格控制前后两排插管深度,并用砂浆充填密实;(3)将原独立样架调整为紧贴岩面搭设,尽量减小钻机平台宽度,以控制技术性超欠挖。

(三)在开钻前加强与测量的配合力度,要求施工单位逐孔进行测量放点,作业人员做好标记并固定;每个孔在开孔前均由测量配合验证钻机角度是否正确。钻孔过程中严格落实“五步校杆法”,即在开钻后10cm、20cm、50cm、1m及2m部位均进行校杆,确保钻杆在钻孔过程中角度无误。

(四)将梯段高度由10m调整为7.5m及5m,钻孔深度由16.13m减小到11.17m及7.45m,大大减小了钻孔过深造成“飘孔”风险;同时加强对钻杆在使用过程中的检查,发现钻杆变形,立即责令更换。

(五)组织管理方面主要督促施工单位严格落实责任制度,每一个预裂孔钻孔均须落实到人。作业人员须对每一孔的钻孔过程做好记录,包括检查孔深、钻孔角度和岩性情况等,以便及时发现钻孔角度是否存在偏差,如在钻孔过程中发现岩性发生变化,应告知炮工在岩性变化段对爆破参数进行适当调整。

五、采取措施后取得的效果

经过以上措施逐步落实,左坝肩自EL.2300m至目前开挖完成的EL.2272.5m,施工质量已明显得到提高,半孔率均达到了90%以上。不平整度共检测559个点,合格518个点,合格率92.7%,最大不平整度16.2cm;超欠挖共检测736个点,合格695个点,合格率94.5%,其中最大超挖29cm,最大欠挖8.1m,整体施工质量显著提升,经过对左坝肩进行技术方面和组织管理方面的持续改进,目前左坝肩边坡预裂残孔率、超欠挖及不平整度检测优良率均达到92%以上,其中不平整度已有4个单元合格率达到100%,施工质量提升明显。

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