水利水电工程施工质量通病防治导则(第2、3、4、8章节)

一、挖掘共有三章，即岩土的明挖和地下洞室的开挖。共有16种常见质量缺陷。常见的质量缺陷有：爆破效果差、波动超标、地表岩体松散，导致岩体失稳、滑坡、倾倒等事故。(一)上下差超标，爆破效果差目前开挖施工没有控制，非常随意，开挖剖面不符合设计要求。为了预防此类常见病，应特别注意以下几点：1.进行爆破试验DL/T5389-2007第水工建筑物地下开挖工程施工规范 (SL 378-2007)第613条、第水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范 (SL47-94)条、第3.2.1条和第8.6.3条均规定爆破开挖前应进行爆破试验。2.进行爆破设计SL47-94第3.3.1条规定“钻孔爆破施工前，施工单位应进行爆破设计并向主管部门报告”，“钻孔爆破施工应按爆破设计要求进行”。DL/T5389-2007第8.2.1条规定“钻爆设计应根据设计图纸、地质条件、爆破设备性能、施工机械等条件进行”，并绘制爆破图纸；第378-2007号法律第6.1.4条也有类似规定。3.施工中，应及时调整爆破参数SL378-2007第6.1.5条规定，“地下洞室开挖时，应根据地质条件和实际爆破效果调整参数；SL47-94第3.3.4条规定“爆破后，应及时调查爆破效果，并根据爆破效果和爆破监测结果及时调整爆破参数。(2)爆破效果质量标准1.基础表面开挖，超挖值规定SL47-94第2.1.10条规定“水平基础表面标高的开挖偏差不得大于20厘米”DL/T5389-2007第7.0.9条规定“水平基础面标高的开挖允许在20厘米以上10厘米以下”。sl 378-2007第5.1.6条规定，“在正常情况下，地下洞室不得欠挖，超挖应尽量减少。平洞开挖半径的平均径向超挖值不得大于200毫米，竖井不得大于250毫米。”地下洞室开挖质量评定表中也有不平度的规定，一般不超过100毫米注：200毫米的平均超挖值不是一个点的超挖值，而是同一断面内几个测点的平均值。然而，不均匀性不大于100毫米，这不是指两个相邻点之间的波动差，而是大于平均超挖值的超挖值之和的平均值与小于平均超挖值之和的超挖值的平均值之间的差。2.爆破效果的测定(1)SL47-94和DL/T5389-2007第3.4.1和8.4.1条均规定，残孔痕迹应均匀分布在开挖轮廓面上，对于节理裂隙不发育的岩体，残孔痕迹保存率应达到80%(85%)以上，对于节理裂隙相对发育的岩体，应达到80% 50% (60%)以上；节理裂隙极为发育的岩体，应达到50% 10%(20%)。此外，还规定相邻两个爆破孔的岩石表面不平整度不应超过150毫米，孔壁不应有明显的爆破裂缝。对于地下洞室，sl 378-2007第6.2.7条规定“残余孔迹应均匀分布在开挖轮廓表面，完整岩石的爆破孔迹保存率应等于或大于80%，较完整和不太完整岩石的保存率应不小于50%，破碎和破碎岩石的保存率应不小于20%；相邻两孔之间的岩石表面应平整，孔壁不应有明显的爆破裂缝。相邻两炮之间台阶爆破或预裂爆破的最大外倾角应小于200毫米；预裂爆破后，应形成连续裂缝。(3)围岩失稳和坍塌1.围岩失稳或坍塌的主要原因(1)地质条件不清楚，设计支护参数不合理，支撑力不足(1)一、三类围岩循环进尺为2.0 4.0m当使用手动气动钻孔钻孔时；使用液压单臂钻机或多臂钻机钻孔时，循环进尺应为3 5m。(2)四级围岩，循环进尺应为1.0 2.0 m(3)类围岩循环进尺为0.5 1.0 m(4)根据监测结果调整循环进尺。许多工程实例证明，这些规定是保证施工按计划有序进行的关键。二、锚喷支护第四章对锚喷支护常见的质量问题进行了阐述，分别是锚喷支护(4.1)、喷射混凝土(4.2)、格栅和钢拱(4.3)和预应力锚索(4.4)。(a)螺栓支架锚杆支护是一种常用的支护方法。其主要功能是悬浮和加固松散岩体，提高围岩的支护阻力。常见的质量缺陷有五个：主要是进岩深度不够；孔的位置和方向偏差较大；间距误差超过标准；灌浆不饱满，密实度不够，拉拔力不够；检测频率不足。其中，常见的影响加固效果的质量问题有：1.螺栓的方向(1)系统锚杆一般垂直布置在开挖面上，其方向角垂直于开挖轮廓线。(2)随机螺栓一般垂直结构布置。2.锚定向偏差大的主要原因是(1)设计锚杆过长，施工困难。目前，锚杆设计一般较长，锚杆长度与洞室开挖尺寸有关。国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范 (GB50086)第4.1.5条建议锚杆长度与洞室开挖尺寸之间的关系，如表1所示。20世纪70年代和80年代，水利水电工程地下洞室断面较小，受锚杆施工设备的限制。锚杆长度较短，仅为地下洞室开挖跨度的0.15倍，如图1的曲线(A)所示。在过去的10年里，由于地下洞室开挖断面的不断扩大，锚杆施工机械也有了很大的发展，地下工程中系统锚杆的长度也增加了。根据龙滩、二滩、小浪底等20多个工程的统计，系统锚杆长度与开挖跨度之比约为0.25，如图1曲线(b)所示。表1螺栓长度统计表世界上许多国家也对系统锚杆的长度做出了相应的规定。例如，美国工程师协会规定，顶拱处锚杆的最小长度为0.25倍，拱线以下锚杆的长度应为0.20倍(H为洞室的开挖高度)；日本经验表明，系统砂浆锚杆长度L=20，张拉锚杆长度L=50 (为围岩允许变形值)；澳大利亚雪山工程公司规定L=6 0.044B2(英尺，1英尺=0.3048米)。参考国内外工程经验，结合水利水电工程的实际情况，对国家标准中规定的系统锚杆长度略作调整并适当加长。SL377-2007规定的螺栓长度与国家标准的比较见表2。三级围岩开挖跨度大于25m；四级围岩开挖跨度大于15m；类围岩开挖跨度大于10m，锚喷支护仅作为水利水电工程的临时支护，支护参数未列入表4.1.5。上述范围内地下洞室临时支护的锚喷参数应按表2注1的规定选择，然后根据监测结果确定。图1部分工程中锚杆长度与开挖跨度的关系注：1。“O”代表70年代和80年代建造的地下工程的锚杆长度与开挖跨度之间的关系。2.“”代表90年代建成的地下工程中锚杆长度与开挖跨度的关系点。代表项目有：龙滩水电站地下厂房(28.9米)和大朝山地下厂房(26.4米)；小浪底地下电站大型引水隧洞、地下厂房、调压井、主变压器室等重大工程。在工程地质工作中更为详细。岩石力学参数也是通过实验确定的，符合理论计算和分析的要求。在数值分析之后，还可以评估所选支撑参数的可靠性。表2本规范与国家标准系统锚杆长度对比(2)由于局部开挖或受钻机台车限制，成孔空间狭小，无法按指定方向施工。(3)施工随意，检查不到位。3.拟采取的措施(1)根据开挖断面和开挖方法选择合适的长度。(2)严格按照施工图纸进行。(3)严格的质量检验。4.关于锚杆灌浆问题锚杆灌浆有三种方法：(1)先插入锚杆，然后灌浆。(2)插杆前灌浆。(3)应首先填充水泥筒，然后将其插入杆中。这三种方法都有灌浆饱满度的问题。全长粘结锚杆的质量主要取决于胶结材料与围岩之间的粘结强度以及锚固孔中胶结材料的饱满度，而锚固孔中胶结材料的饱满度往往更为重要，因此仅通过拉拔力来检查注浆效果是不够的。实际上，拉力满足设计要求，但螺栓质量不一定合格。如一根4m长的锚杆，钻孔的直径为30-50mm，锚杆的直径为30 25mm，锚杆在100kN的设计拉力下，有1.4m以上的固井长度可以满足拉力的要求。如果1.4m的固井长度集中在孔口，而2.6m的深度没有胶结，锚杆也能承受100kN的拉力。此时，锚杆仅在孔口l.4m处有效，即设计锚杆的有效长度仅为1.4m，这将使围岩加固的实际范围从4m变为1.4m，这是非常危险的。因此，必须检查全长粘结锚杆的灌浆效果，以确保全长锚杆有效。(2)喷射混凝土喷射混凝土也是一种常用的快速支撑措施。喷射混凝土作为临时支撑，其质量控制往往被忽视。事实上，喷射混凝土在结构设计中经常被列为复合衬砌的一部分，与混凝土永久衬砌共同承担荷载，因此必须对其施工质量进行控制。此外，喷射混凝土支护在施工过程中经常涉及安全问题，其施工质量应引起重视。在本节中，常见的质量缺陷如下：喷射混凝土延迟、厚度不足、强度检测频率不足、实测强度不稳定。这四个都是重要的常见质量问题。如果不按规范要求施工，可能会发生重大质量事故。1.关于喷射混凝土的滞后：射流混合停滞后，问题更容易解决。主要是做好施工组织设计，明确施工工艺流程，配置相应的施工资源，按顺序进行施工。喷射混凝土操作不能随时进行。2.喷射混凝土厚度控制问题喷射厚度是喷射混凝土质量的重要指标。在许多工程中，只有一层喷涂在开挖面上，厚度只有几厘米甚至小于10毫米，这是极其有害的。事实上，厚度很容易控制。喷射混凝土通常与钢筋网结合使用，并覆盖钢筋网，这很容易做到。此外，还应铺设厚桩，实施分层注水。(1)喷射凝固厚度质量标准合格喷射混凝土厚度有三个标准：平均厚度达到设计值；最小厚度大于设计厚度的1/2，其绝对值不小于50毫米；隧道小于设计厚度的点数一般不超过40%，大型洞室、水工隧道和竖井不超过20%。喷射混凝土层厚度检查的合格条件，考虑到围岩本身的波动，喷射混凝土层靠近岩石表面，要求表面平整。因此，不同部位喷射混凝土层的厚度差异是相对的SL 377-2007第10.2.7条规定，可使用探针探测、钻孔或其他方法检查防水部件。应采用无损检测方法检查压力隧洞，检查断面间距，并按表确定。表3喷射混凝土厚度检测断面间距项目类型或围岩条件检查截面间距(m)一般隧道(一级和二级围岩)50-100一般隧道(三级和四级围岩)20-50五类围岩和大型洞室20-30每个检查断面应不少于5个测点，其中拱应不少于3个测点。3.关于喷射混凝土的强度(1)质量标准影响喷射混凝土质量的主要因素是材料质量和施工工艺。喷射混凝土的原材料包括水泥、砂、石、速凝剂、各种添加剂等。与普通混凝土一样，喷射混凝土的质量控制应从原材料开始。由于材料量大，每批材料不同，所以每批材料进场后都要进行单独的质量检验。由于人为因素对材料配合比的影响，每次配制的混合料不完全相同，因此每班至少要进行两次配合比抽查，并详细记录配合比抽查情况。抗压强度是射流混凝的主要力学指标。一般情况下，喷射混凝土的抗压强度也能反映其他力学性能的优缺点，所以只需检查其抗压强度指标。当一些重要工程有特殊要求时，还应确定其抗拉强度、与围岩的粘结强度和抗渗强度。喷射混凝土强度的试样必须在喷射混凝土作业期间通过喷射模塑法制备。如果有特殊要求，也应该在项目的代表性部分钻取。喷射混凝土强度的验收条件可分为两类：重要工程和一般工程。根据一般工程的规定，设计强度等级的保证率仅为50%。根据重要工程的规定，f ck-k1sn 0.9fc为主要条件，设计强度保证率可达95%以上。主要考虑因素是：(1)采用计量抽样检验方案。它能以较少的检测数量获得更多的产品质量信息。(2)母标准的形式未知。这更适合地下工程施工生产水平不稳定、喷射混凝土强度和质量易波动的情况。(3)兼顾用户和建设者的利益。在限制误判概率的同时，限制误判概率也是合适的。(4)验收函数f ck-K 1sn中的k1值遵循中心t分布规则。当试块数量不变时，K1值越大，误判的概率越大，漏判的概率越小，验收标准越高，可能造成工程成本的浪费。相反，K1越小，验收标准越宽，这可能会影响结构的安全性。为了保证漏判的概率不随测试块组数的增加而改变，K1的值会随测试块组数的增加而减小。本规范表10.2.3是指判断失误概率限制在20%左右时的K1值，这是一个简单的计算，分为三档。F ckmin-k