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由黑河工程談基巖面開挖要點論文
【摘 要】本文試圖通過對多年在黑河項目施工過程中巖基開挖產(chǎn)生不到位的現(xiàn)狀的原因進行分析總結(jié)，著重討論水工建筑物基巖面開挖要點以及巖基開挖不到位因素，并提出如何預(yù)防開挖不到位；它涉及范圍廣領(lǐng)域面寬，要提高基巖面開挖施工質(zhì)量，不但要提高施工人員素質(zhì)，而且還要進行科學(xué)合理試驗選取爆破技術(shù)參數(shù)，以便達到費用低效果高的追求目標，目的在于互相交流、借鑒和提高。
【關(guān)鍵詞】基巖；開挖；不到位；預(yù)防；黑河水利樞紐工程お
1992年起，我就進入西安市黑河引水渠道及黑河水利樞紐工程施工中，在黑河工程建設(shè)過程中，經(jīng)常遇到巖石基礎(chǔ)面開挖，如低壩自流引水樞紐及引水洞開挖、藺家溝攔碴壩壩基開挖、壩下游截滲墻基礎(chǔ)、護岸齒槽基礎(chǔ)以及電站廠房基礎(chǔ)等建筑物基巖面開挖。在巖石基礎(chǔ)面開挖過程中，開挖不到位也就是超欠挖現(xiàn)象十分普遍。如何將巖基開挖不到位控制在規(guī)范和設(shè)計允許偏差之內(nèi)是一個復(fù)雜的技術(shù)問題，也就是本文要討論的水工建筑物基巖面開挖要點，它涉及范圍包括巖石的結(jié)構(gòu)和特性，爆破施工工藝和方法，施工機械及爆破器材等領(lǐng)域。經(jīng)過十多年施工探索和總結(jié)，現(xiàn)就巖石基礎(chǔ)面爆破開挖提出自己的一點拙見，以便互相交流、借鑒和提高。
1. 巖基開挖狀況
1.1 規(guī)范規(guī)定的標準。
水利部頒發(fā)的行業(yè)標準《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范SL47-94》及水電部頒布的《水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范SDJ212-83》是目前行業(yè)開挖工程執(zhí)行的現(xiàn)行標準，其中分別對開挖施工做了如下規(guī)定：對節(jié)理裂隙不發(fā)育、較發(fā)育、發(fā)育和堅硬、中等堅硬的巖體：
(1)水平建基面高程的開挖偏差，不應(yīng)大于20cm；
(2)設(shè)計邊坡輪廓面在一次鉆孔深度條件下開挖時，不應(yīng)大于其開挖高度的±2%；在分臺階開挖時，其最下部一個臺階坡腳位置的偏差以及整個邊坡的平均坡度，均應(yīng)符合設(shè)計要求。對節(jié)理裂隙極發(fā)育和軟弱巖體，不良地質(zhì)地段的巖體，坑槽和有特殊要求的部位；以及水下開挖，其開挖偏差均應(yīng)符合設(shè)計要求。地下建筑物的開挖，一般不應(yīng)欠挖；盡量減少超挖，其開挖半徑的平均徑向超挖值不得大于20cm；不良地質(zhì)條件下的容許超挖值由設(shè)計、監(jiān)理和施工單位根據(jù)工程標準和現(xiàn)場實際情況商定。
1.2 目前的施工狀況。
在基礎(chǔ)開挖過程中，往往為了趕進度，巖石基礎(chǔ)開挖面達不到規(guī)范要求的允許超挖值；有的工程還超挖很多。在基礎(chǔ)部位開挖過程中不論是欠挖，還是超挖，都將對工程進度質(zhì)量、安全及效益產(chǎn)生不利影響。若基巖面超挖，則需要在超挖處填補砼，即超挖一立方的代價為石方單價與砼單價之和，在經(jīng)濟上將付出沉重的代價。若高邊坡、大斷面隧洞洞頂產(chǎn)生欠挖，處理將十分困難，需搭腳手架，采用小孔徑淺孔、多次密孔爆破，處理單價往往是原單價的數(shù)倍。而且耗時費力，影響工期。例如，在低壩自流引水洞工程施工過程中，業(yè)主對我方的要求為巖面不欠挖，超挖在10cm以內(nèi)，而我們認為作為臨時工程，未引起足夠的重視，洞挖光面爆破后超挖都在13～20cm范圍內(nèi)，雖然在規(guī)范允許偏差內(nèi)，但是超挖填補和外運等增加費用業(yè)主不追加，給我們帶來了不小的損失。在攔碴壩壩基礎(chǔ)開挖時，由于設(shè)計基礎(chǔ)面巖石不得擾動，采用小孔徑淺孔、多次密孔、微藥量爆破，往往都不得到位，致使成本增加和工期延長。這樣的例子枚不勝舉，所以應(yīng)該引起我們足夠的重視。
2. 巖基開挖不到位因素分析
根據(jù)多年施工經(jīng)驗進行分析總結(jié)，導(dǎo)致巖石基礎(chǔ)開挖不到位的主要因素有以下幾個方面：
2.1 爆破設(shè)計不合理。
在巖石基礎(chǔ)開挖過程中，若對孔網(wǎng)參數(shù)、單耗藥量、爆破網(wǎng)絡(luò)及爆破影響的范圍等計算設(shè)計不合理，就會開挖不到位。如在水平建基面開挖中，如果垂直保護層予留過小，底部柔性墊層設(shè)計不合理，保護層上部梯段爆破時，炮孔底部產(chǎn)生強大的應(yīng)力波，對基巖面巖體產(chǎn)生較大的擾動破壞，從而導(dǎo)致基面超挖。在預(yù)裂爆破設(shè)計中，孔距偏大或線裝藥量偏小，以及裂孔軸線與設(shè)計開挖邊線距離布置不合理都會造成孔間欠挖。
2.2 施工工藝不嚴格。
不重視施工工藝往往導(dǎo)致基巖面產(chǎn)生嚴重的開挖不到位，施工鉆孔時，不能準確的掌握孔位、高程、鉆孔角度，從而導(dǎo)致鉆孔偏斜及鉆孔深度不一，個別孔深超過建基面，造成基礎(chǔ)面嚴重的開挖不到位。同樣不按設(shè)計規(guī)定制作藥卷，裝藥堵塞起爆不規(guī)范，同樣會造成開挖不到位。
2.3 施工測量精度不夠。
在施工放線過程中，施工測量產(chǎn)生較大的誤差，精度達不到規(guī)范要求，即使其它工序做的再好，也無法避免設(shè)計輪廓面產(chǎn)生嚴重的開挖不到位。
2.4 地質(zhì)條件的影響。
地質(zhì)條件較差時，如節(jié)理、裂縫、軟弱帶等地質(zhì)結(jié)構(gòu)面較發(fā)育時，鉆孔過程中容易向地質(zhì)軟弱帶漂移，使鉆孔方向產(chǎn)生偏差，從而導(dǎo)致超欠挖。爆破時，由于天然節(jié)理的作用，爆破形成的開挖面往往沿著節(jié)理面產(chǎn)生坍塌，造成超挖。
2.5 鉆孔設(shè)備的性能問題。
由于鉆孔設(shè)備的性能問題，也會導(dǎo)致基礎(chǔ)面產(chǎn)生開挖不到位。如在高邊坡開挖過程中，開挖梯段高度高而設(shè)計邊坡緩時，鉆孔機構(gòu)的穩(wěn)定性和鉆桿的剛度較差，在鉆孔過程中，鉆頭會向外側(cè)逐漸產(chǎn)生漂移，從而使預(yù)裂面下部產(chǎn)生欠挖，20m高度梯段漂鉆個別孔達0.8～1m左右。由于鉆機結(jié)構(gòu)造成的限制，鉆機不能緊貼邊坡內(nèi)側(cè)，除非鉆機位于建基面下，否則水平預(yù)裂爆破時，為了保證鉆機就位，爆破后的基巖面將形成鋸齒狀，特別是隧洞底部更容易出現(xiàn)類似情況。
2.6 重進度輕質(zhì)量。
在施工過程中，有的項目工期安排過于緊張，往往注重抓工程進度，忽略了爆破施工質(zhì)量，只求數(shù)量，不求質(zhì)量�；A(chǔ)保護層開挖中，減少了工序和工藝過程，雖然開挖速度上去了，但極易造成開挖不到位。 2.7 沒有生產(chǎn)成本控制意識。
施工單位若沒有生產(chǎn)成本控制意識，就不會加強施工管理，就不會事前去仔細討論所采用的開挖爆破方案和具體的技術(shù)參數(shù)選擇是否合理，是否最優(yōu)級，也不會事前計算基礎(chǔ)面開挖不到位需付出多大代價。施工結(jié)束后，對生產(chǎn)成本進行核算，才會發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)成本超出預(yù)算很多，造成嚴重虧損，只好“亡羊補牢”了。
2.8 施工管理水平差。
由于管理水平差，直接導(dǎo)致上述一些問題的發(fā)生，上工前不交底，不按要求施工等，再如干多干少、干好干壞一個樣，都會影響員工積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，責(zé)任心減弱，直接影響開挖工程的質(zhì)量。
3. 如何預(yù)防開挖不到位
3.1 優(yōu)化爆破設(shè)計。
優(yōu)化爆破設(shè)計是避免基礎(chǔ)面開挖不到位的前提，為了做出優(yōu)良的爆破設(shè)計方案，施工單位應(yīng)高度重視在職工程技術(shù)人員的再培訓(xùn)，并給予參加實踐鍛煉的機會。只有具備了豐富的爆破理論知識和實踐經(jīng)驗的爆破技術(shù)人員才能做出優(yōu)質(zhì)的施工爆破設(shè)計方案。
3.2 重視施工工藝。
爆破設(shè)計做的好，又在具體操作過程中重視鉆孔裝藥等每道工序，才能將基礎(chǔ)面開挖不到位降到最低限度。
3.3 施工測量要準確。
鉆孔質(zhì)量對基礎(chǔ)面開挖不到位影響很大，只有施工測量準確，鉆機開孔位的位置和鉆孔方向才能精確，鉆孔的質(zhì)量才能有所保證。
3.4 根據(jù)地質(zhì)條件的變化及時調(diào)整爆破參數(shù)。
針對地質(zhì)條件的復(fù)雜性，施工爆破設(shè)計人員應(yīng)隨時觀察工程地質(zhì)的變化，相應(yīng)調(diào)整技術(shù)措施和爆破參數(shù)，以適應(yīng)地質(zhì)條件的變化。
3.5 改進鉆孔設(shè)備性能。
一方面向生產(chǎn)廠家提出鉆孔設(shè)備性能的不足之處，請廠家加以改進；另一方面，施工單位可在現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上，從操作方面動腦筋，改進操作工藝。
3.6 質(zhì)量與進度并重。
在施工過程中，在重視施工進度的同時，應(yīng)同時注重施工質(zhì)量。只有這樣巖石基礎(chǔ)面開挖不到位才能得到有效地控制。
3.7 認真做好生產(chǎn)成本核算及控制工作。
在施工項目管理過程中，結(jié)合項目成本控制，做好生產(chǎn)成本的核算工作，及時分析造成超支的原因，并立即進行調(diào)整解決。生產(chǎn)成本控制的目的，就是促使參與開挖爆破施工的所有人員隨時都有質(zhì)量第一和控制成本的意識，并落實到每道工序中，以求獲取最大的經(jīng)濟效益。
3.8 加強施工管理。
施工管理水平與基礎(chǔ)面開挖不到位有著極為密切的關(guān)系。在施工過程中加強施工管理，提高有關(guān)人員的工作積極性和責(zé)任心，使每一道工序的質(zhì)量都與施工者的利益或報酬緊密掛鉤，只有這樣，制定的爆破設(shè)計和工藝措施才能得到切實執(zhí)行。
4. 結(jié)語
通過上面簡述，產(chǎn)生基巖面開挖不到位原因是多方面的，要預(yù)防和解決這些問題，看似簡單，其實是一門比較復(fù)雜的綜合學(xué)科，一方面要根據(jù)建基面巖石級別、施工條件、施工方法等確定控制爆破方法，如定向、光面、預(yù)裂、靜態(tài)爆破等，以保證施工安全和提高工效。另一方面，還要加強施工現(xiàn)場組織，達到鉆爆、挖運出碴，洞挖還有支護、通風(fēng)等作業(yè)班組要協(xié)調(diào)配合，才能提高效率和保證質(zhì)量。因此，要提高基巖面開挖施工質(zhì)量，不但要提高施工人員素質(zhì)，而且還要進行科學(xué)合理試驗選取爆破技術(shù)參數(shù)，從而達到費用低效果高的追求目標。
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