龙口水利枢纽工程大坝基础开挖监理质量控制

刘红军 丁兆亮 张中先

龙口水利枢纽工程大坝基础开挖监理质量控制

刘红军 丁兆亮 张中先

监理在坝基验收时，以地形测绘和地震波波速成果检查基础面轮廓和高程是否达到设计要求，对大坝基础做出定量的评价，保证了龙口水利枢纽工程大坝基础开挖的工程质量。

基础 开挖 监理 龙口水利枢纽

1 坝基概况

龙口水利枢纽的坝址岩层由中统马家沟组奥陶系灰岩、白云岩等组成，岩性致密坚硬，无大的地质构造，但岩石中有多层倾向下游，连续的缓倾角泥化夹层。库坝区地震峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.45 s，相当于地震基本烈度Ⅵ度。

枢纽大坝为混凝土重力坝，坝顶长度408 m，最大坝高51.0 m。

2 基础开挖工程质量控制

坝基及消力池基础岩性为奥陶系中统的马家沟灰岩，在长期构造活动和风化作用下，节理裂隙较发育，自上而下分为强风化、弱风化和微新岩体。由于裂隙发育地下水为裂隙型潜水，很少遇承压水，这对施工开挖是个有利条件。

2.1 基础开挖前准备

开挖工程开工前，监理对施工单位报送的施工组织设计进行审查，对施工技术措施、爆破参数、资源配置和质保体系进行审查，并通过爆破试验进行爆破参数的修正，作为控制爆破设计的依据。

（1）专业监理工程师依据合同文件、技术要求，编写爆破开挖监理实施细则，并对措施计划进行严格的审批。开工前下发监理通知督促施工单位做好各项准备工作，具备开工条件后，监理签发开工令。

（2）基坑土石方开挖，根据设计开挖图和建筑物布置特点，按分区、分层自上而下进行开挖，每个区域内除邻近设计边坡和建基面，按设计规定留保护层外，其余均按梯段爆破分层开挖，梯段高度控制在5 m左右。

2.2 爆破试验

爆破试验是取得合理爆破参数的依据。开挖施工开始，首先要求施工单位进行爆破试验，在6＃、7＃、8＃坝段按批准的爆破试验大纲进行3次爆破试验。并进行爆破振动监测，对11＃隔墩坝段、消力池在左边墙上游纵向混凝土围堰等有代表性部位进行质点振速监测。根据试验数据，按《水工建筑物岩基开挖工程施工技术规范》的质点振动速度传播规律的经验公式，确定不同防护距离与允许最大单响药量关系表，以此指导爆破开挖施工。通过5次爆破试验，确定了合理梯段爆破参数，爆破开挖取得了较好的效果，确保了建筑物的安全。

2.3 爆破参数的控制

2.3.1 梯段爆破参数控制

梯段爆破钻孔直径在76～105 mm，钻孔倾角75°～90°，孔网设计多用孔距2.5～3.5 m，排距2～3 m，采用乳化炸药不偶合连续装药方式，非电毫秒微差雷管，孔间和排间微差起爆网络起爆，邻近设计开挖边坡或建基面保护层时，严格控制装药量。爆破后，对爆破效果进行检查，以便随时调整爆破参数，解决爆破中存在的问题。

2.3.2 预裂爆破控制

在设计边坡开挖中，采用预裂爆破进行施工，也可在距边坡一定范围内作为控制爆破区，采用预裂孔和缓冲孔及主爆孔同一网络分段起爆方式进行施工。预裂爆破孔参数为：孔径90～105 mm，孔距80～100 cm，线装药密度为350～450 g/m，用Φ32 mm乳化炸药药卷间隔绑在竹片上用导爆索串联起爆。爆破后检查，按预裂缝宽度或半孔率和岩石起伏差评定开挖质量。

2.4 爆破的安全质量控制

为了更好地控制爆破质量，监理要求施工单位每一爆区在施工前必须上报具体的爆破设计，对预裂爆破、光面爆破和主要部位的开挖爆破，必须提前1 d报送，监理认真审查设计中爆破参数是否合理，钻爆方式是否正确，安全防护和警戒是否到位，对存在问题的设计单提出整改建议，返回重报。符合要求的爆破设计经现场施工单位自检和旁站监理监督抽检合格，防护警戒落实到位，专业监理工程师及安全监理工程师共同核准签字后，才能作为施工现场放点、打孔、装药爆破的依据，方可进行爆破作业。

施工机械主要根据施工情况选用液压钻机或手风钻造孔，用孔间微差、非电导爆管网路起爆，乳化炸药由业主委托单位专供。开挖出渣均用大型挖、运设备，施工机械化程度较高。

2.5 爆破效果检查

每次爆破后对爆破效果进行及时检查，主要检查爆破后岩石大块率，爆破对下部岩石的破坏程度，预裂爆破残留炮孔痕迹保存率，岩面平整度。通过检查爆破效果，分析爆破不理想原因，以便优化调整爆破参数，指导后续施工。

2.6 建基面保护层开挖质量控制

建基面保护层厚度要符合设计要求。第一层炮孔不得穿入距水平建基面1.5 m的范围；炮孔装药直径不大于40 mm；采用梯段爆破方法。第二层对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬的岩体，炮孔不得穿入距水平建基面0.5 m的范围；对节理裂隙发育和软弱的岩体，炮孔不得穿入距水平建基面0.7 m的范围。炮孔与水平建基面的夹角不应大于60°，炮孔装药直径不应大于32 mm。采用单孔起爆方法。第三层采取小孔径，密布孔、控制爆破的措施，确保建基面岩石的完整性。炮孔不得穿入距水平建基面0.2 m的范围，剩余0.2 m厚的岩体采用人工撬挖。根据设计图纸，结合上部梯段开挖实际情况，确定采用手风钻，最下一层采用液压破碎锤配合人工撬挖。

2.7 监理测量复核与旁站监理现场检验

测量监理工程师组织监理测量队，在基坑开挖前复核测量控制点及开挖轮廓线，保证开挖的结构尺寸符合设计图纸要求，开挖后进行测量复核。为保证开挖质量，三名监理轮班旁站，严把现场质量检测关。

2.8 基础验收质量控制

基础验收中的监理质量控制内容和措施有：

（1）坚持基础验收的工作程序，科学有序地开展验收工作。为此，编制了龙口水利枢纽工程基础验收的监理细则，细则明确了基础验收的3个阶段和验收工作的主要流程，并为此成立了基础验收小组，从事日常的验收工作。

（2）严格执行基础验收的质量标准，本工程要求各种建基面上不得有反坡、尖顶、棱角和陡坎；清除因爆破而震裂和松动架空的岩块；对光面和岩面上的铁锈钙质薄膜进行凿除；对断层带和溶沟溶洞中的软弱充填物做深挖处理等。

（3）利用地形测绘和地震波波速测试成果对基础做出定量的评价。在基础初验完成后，由监理测量工程师和物探地震波波速测试单位进行测绘和测试工作，检查基础面轮廓是否达到了设计轮廓线，要求该验收段的地震波波速测试成果达到设计规定的标准。如存在欠挖应立即进行处理，当某一块局部某一范围内的地震波波速未达到设计规定的波速值时，监理工程师则组织验收各方研究基础的加固处理方案，或增加基础固结灌浆或增加锚杆数量，不允许有任何一点缺陷遗留在基础面之下。

（4）加强验收过程中的质量检查巡视。基础验收的专业监理工程师，在基础开挖验收的中间过程中，经常深入工地现场，对清基和消缺进行检查指导，把各种缺陷消灭在验收工作之前，从而加快了基础处理和验收的进程，也保证了基础验收的工程质量。

（5）冬季施工时要求各基础块用棉被搭设保温暖棚，棚内生火，保证棚内在正温以上，从而保证基础验收的工程质量。

2.9 开挖工程质量控制成效

2.9.1 基础面超欠挖情况

建基面超欠挖测量检测：总点数1 229个，超欠挖在设计允许范围内的点数为1 006个，合格率为82%；其中坝基检测183点，合格183点，合格率100%。

2.9.2 坝基及消力池岩体声波测试情况

采用地震波法进行测试，结果如下。

坝基部分：坝基齿槽O2m22-1AⅢ-1中厚层灰岩、豹皮灰岩地震纵波波速集中在2 140～5 530 m/s范围内，平均值为4 180 m/s，达到设计不小于3 500 m/s指标，保证率为91.7%，满足设计标准85%要求；坝基851平台O2m22-1AⅢ-2中厚层灰岩、豹皮灰岩地震纵波波速集中在1 740～5 580 m/s范围内，平均值为3 610 m/s，达到设计不小于3 000 m/s指标，保证率为86.3%，满足设计75%要求。

消力池部分：消力池O2m22-1AⅢ-2中厚层灰岩、豹皮灰岩地震纵波波速集中在1 510～5 580 m/s，平均值3 490 m/s，达到设计不小于3 000 m/s指标，保证率在75.5%～93.3%之间，满足设计75%要求；消力池O2m22-2AⅣ-1薄层灰岩地震纵波波速集中1 300～5 250 m/s，平均值为2 810 m/s，达到设计不小于2 000 m/s指标，保证率在86.7%～ 100%，满足设计75%要求；消力池O2m22-3AⅢ-2中厚层灰岩、豹皮灰岩地震纵波波速集中在1 220～5 610 m/s，平均值为3 370 m/s，达到设计不小于3 000 m/s指标，保证率在76%～100%，满足设计75%要求。对于消力池局部出现的地震纵波波速值偏低的现象，如差动尾坎等部位，采取固结灌浆的方法进行了补强，使消力池地震纵波波速保证率满足了设计要求。

3 监理结论

（1）坚持基础验收的工作程序，科学有序地开展验收工作。验收工作始终坚持分自检、初检、终验3个阶段和联合验收小组共同验收的基本流程。

（2）严格执行基础验收的质量标准。按开挖规范要求，建基面上不得有反坎、尖眣和陡坎，应清除因爆破而震松的岩块；对光面和岩石上的铁锈和钙质薄膜进行凿除；对断层带中的软充填物做深挖处理等。

（3）充分利用地形测绘和地震波波速测试成果对基础做出定量的评价。初验时一定有地形测绘和地震波波速成果，检查基础面轮廓和高程是否达到设计要求；地震波波速也一定要达到不同部位不同岩性地震波速的标准。

刘红军 男 工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222

丁兆亮 男 高级工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222

张中先 男 工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222

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