龙江水电站左岸缆机平台高边坡开挖施工与质量控制

张 胜

(云南临沧新华水利水电开发有限公司，云南 临沧，677000)

1 概述

1.1 工程概况

龙江水电站枢纽工程位于云南省德宏傣族景颇族自治州潞西县境内，龙江干流上。坝址距芒市70km，距下游户拉村13km。坝址到户拉村有等外级公路相连，昆明至瑞丽的国家级公路由户拉村通过，工程对外交通便利。

该工程是以发电、防洪为主，兼顾灌溉的综合性枢纽工程，并为城市供水、养殖和旅游提供了有利条件。

电站装机容量240MW，保证出力68MW，多年平均发电量10.28×108kW·h。水库正常蓄水位872m，死水位845m，调节库容6.79×108m3。

枢纽由混凝土双曲拱坝、左岸引水系统及地面式厂房组成，总库容12.17×108m3，为大(1)型Ⅰ等工程。坝顶高程875.00m，最大坝高115m，坝顶中心线弧长(包括溢流、重力墩坝段)472.00m，拱冠梁坝底宽度23.76m，厚高比0.21。

龙江水电站枢纽区河谷呈基本对称的“Ⅴ”型谷，谷底宽50m～70m，谷底高程790m，两岸山体高程1350m～1450m，相对高度560m～660m，坡度30°～40°;近河床岸坡局部为陡崖，河流阶地不明显，仅局部分布有残存的三级侵蚀阶地。

河谷两岸冲沟发育，一般切割深度30m～50m，以坝线上游F2断层通过地段切割最深，达100m。

1.2 工程地质

枢纽区地层为寒武系变质岩，坝址左右岸坝肩及尾岩抗力体部位主要为糜棱岩化花岗片麻岩(以下简称片麻岩)，河谷除零星陡崖外，地表天然露头少见，均覆盖有第四系松散堆积层。

片麻岩(Gn)呈灰白～深灰色，矿物成分主要为碱性长石、斜长石、石英和黑云母等，斑状变晶结构、糜棱结构，片麻构造和条带状构造，岩石质密、坚硬。

第四系松散层(Q)主要分布于河谷及两岸山坡，残坡积层厚度一般小于3m，河床冲积层厚度12m～15m，其表部有2m左右的中粗砂，下部主要为砂砾石层。

按大地构造分区，本区隶属滇西褶皱带，并以龙陵——瑞丽大断裂为界，分为潞西——畹町褶断区和陇川——瑞丽隆褶区两个二级构造单元。枢纽区处于陇川——瑞丽隆褶区一强烈褶皱的复式背斜构造上，距下游龙陵——瑞丽区域性深大断裂2km。区域构造线方向呈NE向延伸。

龙陵——瑞丽大断裂，大致沿N40°E方向延伸，长度大于300km，倾向NW，倾角30°～45°，宽度达数百米，断裂推移盘寒武系变质岩逆掩于二叠系地层之上。两侧分布有燕山晚期酸性侵入岩(γ53)、喜山期中性侵入岩(δ54)和喜山期基性火山喷出岩(β54)，均沿构造线方向呈线形展布。沿该断裂带新生代盆地、温泉发育。

坝址区片麻岩总体产状。走向N40°～55°E，与河流流向近于正交，倾向NW，倾角40°～70°，局部具有肠状构造，皱曲发育。

坝址区规模较大的断层有与构造线方向一致的横河向断层F1、F2等，还有与构造线方向近于正交的F12等。

2 开挖质量管理

由于龙江水电站左岸缆机开挖边坡陡，裂隙、断层发育，强风化破碎带分布较多，而设计开口部位强风化层尚未完全剥离，施工难度较大，开挖平整度不易控制。左岸无施工道路，仅有一条机耕临时便道通往缆机边坡中部，开挖难度极大。为保证开挖工程的施工质量，施工单位成立了“质量管理领导小组”，由项目经理为第一责任人，下设技术质量办公室，由质检负责人任办公室主任，实行质量责任层层分解、传递，使每一责任人充分认识施工质量的重要性。由于交通不便，为保证开挖质量得到全过程控制，要求现场技术人员施工时段必须在场监督各道开挖工序和开挖质量。

水稻是我省的主要粮食作物，病虫危害种类很多。因此，有效地控制水稻病虫的危害，对确保我省水稻高产稳产有着重要的意义。

为保证施工质量管理有效，对本部分开挖制定了专项质量管理目标，要求开挖工程必须符合设计、合同要求，合格率100%;开挖工程施工单元合格率100%，优良率不低于90%以上;各项目单元工程一次验收合格率100%。为达到质量管理目标，切实保证大坝开挖的质量，先后制定了针对开挖工程特点的质量管理办法，包括《施工质量管理及奖罚条例》、《质量体系保证措施》等，确保了与开挖质量有关的活动都能做到有章可循、有法可依。同时，定期召开质量分析会，由业主、设计、监理、施工四方参加，针对开挖施工中存在的质量问题和质量隐患，制订预防和纠正措施。加强质量管理过程控制能力，充分体现了预防为主、过程控制的原则。在施工过程中，严格执行质量“三检制”，每完成一道施工工序，先由施工单位专职质检员专检，合格后交监理工程师检查验收，上一道工序未合格决不进入下一道工序。

3 开挖方法与质量控制

3.1 开挖方法

边坡采用自上而下分层开挖，先采用人工开挖出满足反铲通行要求的道路，后进行翻渣至缆机平台高程，再利用原有道路出渣。

3.1.1 爆破设计的制定。爆破作业严格执行“一炮一设计”制度，施工单位在左右坝肩梯段开挖中，由技术部门根据开挖分块分层编制《爆破设计》，上报监理单位审批。在《爆破设计》中，对预裂孔、缓冲孔、主爆孔布孔方向，孔网间距、装药结构及爆破网络联接等相关技术参数提出严格要求，施工时由专业监理工程师旁站，严格要求按照爆破设计进行开挖施工。

3.1.2 开挖作业面准备。在进行钻孔作业前，要求作业队伍认真清理作业场地，防止因松动岩体、浮石等情况影响钻孔质量及发生安全事故。

3.1.3 测量控制。预裂孔、缓冲孔、主爆孔的孔位和方向，孔口高程，均由测量人员逐孔放样，严格按照爆破设计提供的孔位、孔深、倾角等参数提交施工作业队施工，钻孔过程中要求作业队严格测量、控制孔底高程，以利下一梯段开孔作业。

3.1.4 钻孔控制。预裂孔、缓冲孔采用YQ100B型潜孔钻钻孔，钻孔时要求预裂孔、缓冲孔搭设样架，经专业工程师和质检员检查方向、角度正确，钻机样架牢固后才允许开钻;在钻孔过程中，对预裂孔、缓冲孔钻孔的方位角、倾角严格实行“三检制”，若因地质问题发生孔位偏差等情况，则重新开挖钻进，以确保预裂面平整度。钻孔质量最终由施工单位质检部人员把关，三检人员在整个过程跟踪控制。

3.1.5 装药结构。钻孔作业结束后，技术人员现场装药、联网技术交底。装药联网过程中，预裂孔装药结构在依据《爆破设计》的基础上，结合造孔过程中的岩石状况进行适当调整，同时严格控制装药量和炮孔堵塞长度，确保预裂爆破质量。缆机边坡开挖期间采用的主要爆破参数详见表1、表2。

表1 梯段爆破钻孔参数

表2 预裂爆破钻爆参数

3.2 质量检测

3.2.1 爆破后质量检测。在每个梯段开挖完成后，由技术、测量、质检员现场对超欠挖、平整度、半孔率、爆破裂隙等情况进行检测，总结经验，在下一梯段开挖时调整开挖施工参数。

3.2.2 开挖质量控制效果。采取严格的质量控制措施，缆机边坡开挖工程质量取得了良好效果，开挖出露的建基面超欠挖、平整度均达到要求，半孔率达到99%，总体开挖质量良好。

3.3 开挖质量控制措施

3.3.1 边坡开挖前，详细调查边坡岩石的稳定性，包括设计开挖范围以外对施工安全有影响的坡面和岸坡等。对边坡开挖范围内以及开挖边坡上部和临近两侧存在的不安全因素，采取相应的处理措施，山坡上所有危石及不稳定岩体均撬挖排除，如少量岩块撬挖确有困难，可用浅孔微量炸药爆破。坡顶截水沟系统在边坡开挖之前完成。

3.3.2 开挖自上而下进行，高度较大的边坡，采用分层分台阶爆破的方法;台阶或分层高度应根据爆破方式、施工机械性能及开挖区布置等因素，选定开挖边坡的台阶高度。

3.3.3 在开挖边坡的施工台阶逐渐下降过程中，及时对坡面进行测量检查，以防止偏离设计开挖线，避免在形成高边坡后再进行处理。

3.3.4 对边坡开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域，按施工图纸和监理人员的指示进行处理，并采取有效的排水或堵水等措施。

3.3.5 开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层进行，上层的支护应保证以下各层的开挖安全。施工期安全支护的随机锚杆与开挖工作面的高差一般不大于10m，永久支护中的系统锚杆和喷混凝土与开挖工作面的高差不应大于20m;永久支护中的预应力锚索与开挖工作面的高差不应大于40m，并应满足边坡稳定和限制卸荷松弛的要求。

3.3.6 在施工期间直至工程验收，若沿开挖边坡发生滑坡或塌方时，及时进行边坡处理。

3.3.7 边坡开挖预裂孔残留孔率控制。

在开挖轮廓面上，残留孔痕迹均匀分布;对完整的岩体残留孔痕迹保存率，应达到85%以上;对较完整和较破碎的岩体，达到60%以上;对破碎的岩体，达到20%以上。

3.3.8 相邻两残留孔间岩面，不平整度不大于15cm。残留孔壁不应有明显的爆破裂隙。

4 结语

龙江水电站缆机平台边坡开挖采取了一系列措施，克服了高陡峭边坡无道路无马道、地质条件差的困难，顺利进行了开挖施工。同时，工程通过一系列的质量控制措施，开挖质量得到了有效控制，半孔率、开挖面平整度、超欠挖均符合设计、合同要求，达到了预期制定的质量管理目标，开挖质量得到业内专家的好评。