三峡永久船闸开挖及支护施工质量监控

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　摘要：三峡永久船闸为双线五级连续船闸，全长6442m，其中主体段1637m。开挖施工分两期进行：一期开挖为大面积揭顶开挖及南、北边坡开挖；二期开挖则主要为船闸主体段切槽开挖。支护施工包括边坡、闸室墙的支护，主要有锚索、锚杆、喷混凝土等支护方式。监理通过采取动态控制与重点控制相结合，事前预控、过程监控与事后检查相结合的方法对现场施工质量进行控制。

　　关键词：三峡；船闸；支护；施工监理

　　1、工程概况

　　1.1工程规模

　　三峡工程永久船闸布置于大坝左岸坛子岭北侧，为双线五级连续船闸，全长6442m，其中上游引航道长2113m，下游引航道2722m，船闸主体段1637m，总水头113.0m，单级闸室最大工作水头45.2m，闸室有效尺寸为280m×34m×5m（长×宽×槛上水深），设计年单向通航能力为5000万t，系三峡工程主要通航建筑物。

　　开挖及锚护主要工程量：总开挖量为4145万m³，其中一期开挖量1800万m³，二期开挖量2345万m³；锚索4182束，高强锚杆98715根。

　　1.2开挖施工

　　永久船闸开挖及锚护施工分两期进行，一期开挖主要进行大面积闸顶以上揭顶开挖与边坡开挖，最大边坡高度达170m，确保边坡在施工及后续运行期间的安全和稳定，乃是一期开挖与锚固施工的关键所在；二期开挖在一期工程的基础上进行闸室入槽开挖，最大深度为68m。

　　1.3锚护施工

　　一期锚护施工以维持高边坡的稳定为目的而对边坡进行的系统锚索加固、表面挂网喷混凝土封闭；二期支护集中在闸槽直立墙，主要分锚索、锚杆、喷混凝土等几类支护方式。锚索按作用性质可分为系统锚索和随机锚索，按粘结方式分为有粘结锚索和无粘结锚索，按支承形式分为端头锚索和对穿锚索，按荷载大小分为1000kN和3000kN级锚索，设计根据不同的部位、块体的大小而采用不同的锚索加固方式。锚杆亦分系统锚杆和随机锚杆两大类，系统锚杆按材质分为普通锚杆、高强锚杆（Ⅴ级钢）两种。高强锚杆单根受力为450kN，是锚固施工的重点和难点，它既对岩体起锚固作用，又对衬砌墙混凝土起支承托挂作用，被视为永久船闸的“生命线”工程。

　　2、现场质量监控

　　2.1质量控制方法

　　监理以单元工程和工序过程为基础，对工程质量进行程序化的、量化的、全过程的全面质量控制，具体可概括为“三三制”的控制措施，即“三阶段”控制、“三检制”控制、“三层次”控制。

　　2.1.1“三阶段”控制

　　“三阶段”控制是指“预控”、“程控”和“终控”。

　　1）“预控”为事前控制，是“主动控制”的主要内容，监理通过对施工承包单位资质的审查，组织对施工进度计划和施工技术措施进行审批，检查承包单位质量保证体系、技术措施是否真正落实，并组织设计对技术问题进行交底。监理内部则重在组织机构落实和人员到位，并编制相应的作业规程和监理实施细则，以规范现场监理行为，只有在措施都得到落实的情况下，才允许正式施工并签署开工令。

　　2）“程控”即施工过程中的质量监控，是“三阶段”控制中的重点和核心内容，监理主要通过采取巡视、平行检验和旁站等方式对施工质量进行监控。监理工程师每天例行的巡视检查，重在及时发现和处理问题，督促施工单位合理调配施工力量；重点部位和时段，则以日报形式及时通报参建各方，督促承包商及时整改；对关键工序，如开挖过程中的联网装药，锚索、锚杆的注浆以及锚索的张拉等，监理均采取现场旁站的监控方式，以确保施工质量。另外，由监理组织成立有业主项目部、设计、监理、施工参加的现场工作组，定期对施工现场进行检查，对因地质构造或开挖爆破而形成的不稳定块体以现场联系单形式决定挖除或进行加固处理，以确保施工质量和安全。

　　3）“终控”为事后总结控制阶段，通过对施工工艺、施工方法以及施工过程中存在问题的检查与总结，及时改进施工方法以利后续施工，还在单位工程或合同项目为基础的标段工程完工后峻工验收之前，对有关质量方面的测量资料、质检报表和抽检成果、验收签证等进行全面系统的查阅，对有疑点和漏检部位进行补检，以确保不给工程留下任何隐患。

　　2.1.2“三检制”控制

　　在施工单位将“三检”人员名单报送监理并经监理审查批复，施工单位在自身质保体系和规章制度完善后，对单元工程进行“自检”，实行“三检制”，即施工作业队初检，工程处（所）复检，单位质检部门终检。自检合格无误后填写相应报表，监理单位在施工单位自检合格的基础上组织检查验收并签证。

　　2.1.3“三层次”控制

　　1）一般单元工程检查签证，由施工单位质检机构组织进行，按照“三检制”的程序进行自检，合格后报监理单位，监理检查合格后验收签证。

　　2）隐蔽工程、分部分项工程验收，由施工单位自检合格后，报监理单位主持组织设计、地质、施工、业主有关人员参加，在对原始资料数据检查分析后，进行联合验收签证。?

　　3）阶段验收、单位工程验收、合同项目工程（即标段工程）竣工验收，由施工承包单位自检合格后，报监理审查并进行初步验收，最后报送业主，由相应的验收领导小组或验收委员会进行验收。

　　2.2开挖、锚索及锚杆质量控制要点

　　2.2.1开挖质量控制要点

　　1）永久船闸开挖，特别是二期工程主体段开挖，均采取分层进行，每层厚度9-10m，开挖程序先中间抽槽，后两侧保护层开挖，抽槽开挖采用液压潜孔钻造孔，V形梯段爆破，两侧采用施工预裂，毫秒微差爆破方法，分段上严格控制单响药量50kg；两侧保护层绝大部分采用手风钻造孔，光面爆破，单响药量控制在10kg。

　　2）监理对爆破施工质量的控制主要抓了两个环节：一是爆破设计审查，二是现场钻爆参数的检查控制。所有现场开挖施工必须先作出爆破设计并报送监理进行审查，一般无变化的部位可以作出典型爆破设计方案，爆破设计审查未通过的不得进行现场钻爆施工。爆破设计审查批准后，监理根据批准的方案对现场钻孔工序中的孔距、孔深、孔斜随时进行控制；爆破前对现场装药结构和线装药密度、堵塞段情况、联网分段进行严格检查，以爆破检查签证对质量进行把关。　

　　2.2.2锚索及锚杆质量控制要点边坡及直立墙支护施工质量是监理现场质量控制的重点，锚索、锚杆施工质量更是监理现场质量控制的重中之重。对锚索、锚杆的施工质量控制，监理主要采用4种方式：

　　1）严把原材料关，对不合格材料分别进行封存或退货处理；

　　2）对施工中的各工序实行严格的签证把关，本工序质量检查未取得签证的，严禁进入下道工序施工，如锚索施工中的造孔、编索、内锚段灌浆、混凝土墩头浇筑、张拉及张拉段灌浆共6道工序以6份质量检查验收签证单进行把关，对高强锚杆施工中的自由段防腐处理、造孔、锚杆注浆共3道工序以3份质量检查验收签证单进行把关；

　　3）对关键和重要工序实行全过程旁站监理，如对锚索施工中的内锚段灌浆、张拉段灌浆和高强锚杆注浆工序实行严格的全过程旁站监理，以确保工程施工质量。

　　4）对高强锚杆进行现场拉拔10检查，一般均能满足设计要求，对个别断裂或拔出的锚杆，一律进行补打。

　　2.3施工中疑难问题的处理

　　2.3.1开挖过程中发生的一些疑难问题开挖过程中个别部位未能严格按爆破设计执行、局部底板保护层控制不严等，它只是影响开挖后岩面局部成型，不致于造成大的质量隐患，一般未作特殊处理。

　　2.3.2锚索施工中的疑难问题锚索施工中最普遍的问题是造孔精度和灌浆管堵塞。

　　1）孔斜精度达不到设计规定的1。尽管施工队伍在施工过程中经过不断摸索和总结，改进施工方法和工艺，施工技术日趋成熟，但仍有约50的孔斜超过1，孔深超50m的钻孔，其孔斜控制难度更大，监理根据实际情况，对钻孔不影响排水管网施工的按2控制，极个别因断层结构面影响孔斜超2的孔由设计、监理共同确认，否则一律重造。凡孔斜大于2的锚索一律不得评为优良。

　　2）灌浆管堵塞主要是由于锚索孔道不规则、平直，致使锚索在张拉过程中钢绞线挤压进浆管所致，锚索越长，堵塞的机率也就越大，对这部分锚索均采取补打排气孔利用回浆管注浆方式进行了处理，对有疑问的部位根据设计要求进行了补打锚索的加固措施。其他诸如内锚段串浆、夹片脱滑以及局部锚索搁置时间过长等问题均进行了及时处理，不会给工程留下隐患。

　　2.3.3锚杆施工中的疑难问题

　　1）孔位偏差是锚杆施工中的主要问题。由于锚杆工程量巨大，监理采取抽检方式对锚杆孔位进行监测，抽测比例为10，对孔斜或孔位严重超标的采取补打措施，后续施工中如锚杆与排水管网有干扰，亦要求外露段切除后进行补打。

　　2）因地质构造引起的问题。由于局部地段因地质构造影响，致使锚杆注浆后浆液流失，影响浆液充填密实度，严重的孔口有渗水并伴有钙质析出物，对这部分锚杆除进行补打外，还对岩体进行了固灌处理。

　　3、开挖及锚护施工质量评价

　　3.1开挖质量

　　1）爆破效果永久船闸开挖，特别是二期工程，由于采取了预裂爆破与光面爆破相结合以及小孔、密孔、浅孔、小药量的严格控制保护层开挖的施工方法，所有爆破质点振速均控制在设计要求的10cm/s以内，开挖界面成型较好，岩面平整度一般在15cm范围内，半孔率80以上。声波测试资料显示：直立墙岩体松弛范围在0.2-4m之间，平均厚度小于1.5m，松弛岩体波速值3700m/s；水平建基面松弛岩体厚度在0.2-2.8m之间，平均厚度小于1.1m，松弛带平均波速3270m/s左右，按岩体完整性分类标准，松弛范围岩体ku值在0.35-0.38之间，属完整性较好的岩石。

　　2）岩体变形观测通过对布置在边坡表层及岩体内部的观测资料的分析，可以看出，目前绝大多数测点变形曲线趋于平缓，表层测点2001年4月份位移月增量基本上在仪器观测误差±2.0mm内变化，表明船闸高边坡变形总体已趋于稳定。

　　3.2锚护质量

　　锚索、锚杆应力基本稳定，无异常增大和减小，岩体得到了有效锚固，质量是可靠的，满足设计要求。