中国水利水电第七工程局有限公司国际工程公司 四川 成都 610081
摘要：马来西亚胡鲁登嘉楼水电站尾水洞出口伸入到肯逸湖中，出口段上方有一条高速公路通过，高速公路至洞顶高差为22m。尾水洞长1180m，断面为马蹄形，衬砌后洞径8m，设计衬砌厚度0.8m。尾水洞接尾水闸室，接口底板高程EL 121.5m，出口底板高程EL 136m，纵坡1.23%。尾水洞开挖与支护施工中加强质量管理、严格质量控制，顺利通过不良地质段，对胡鲁地下工程整体履约具有十分重要的意义。为确保隧洞开挖施工安全并严格控制开挖质量, 施工采取了科学、合理的开挖支护方法, 监理制定了切实可行的质量控制措施, 并在施工中得到有效实施。
关键词：尾水隧洞;开挖支护施工;质量控制;施工质量;马来西亚胡鲁登嘉楼水电站
1工程概况
马来西亚胡鲁登嘉楼水电站位于登嘉楼州肯逸湖上游，电站为中型水电工程，设计总装机容量250MW，枢纽工程主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水发电建筑物及导流建筑物组成。肯逸湖正常蓄水位为EL 146m，比尾水洞底板高出10～24.5m。根据业主提供的地质勘测资料显示，尾水洞出口段30m(CH 1180～CH 1150)主要为残积土覆盖层，桩号CH 1150～CH 1060共90m段主要为全风化的泥岩夹粉砂岩，桩号（CH 810～CH 660）共150m段为松散沙土层，其余为页岩夹粉砂岩和安山凝灰岩。
第一段不良地质段：出口段30m(CH 1180～CH 1150)及相接的(CH 1150～CH 1060)已经顺利通过。2012年7月21日施工到第二段不良地质段，第二段不良地质段地质勘测资料和实际地质条件存在很大出入，最终实测长度38m(CH 760～CH 722)。本文“不良地质段”均指“第二段不良地质段”(CH 760～CH 722)。
2现状调查
2.1尾水洞不良地质段当前开挖与支护措施
尾水洞不良地质段开挖方法采用短进尺、反铲开挖(机械无法挖除采用弱爆破)对掌子面上台阶全断面施工，支护方式主要采用面钉、管棚、工字钢拱架、锁脚锚杆、排水孔等。
2.2不良地质段开挖与支护存在的质量问题
2012年8月21~24日，QC小组对尾水洞不良地质段已支护成型洞段的开挖与支护从施工质量、安全、进度等方面进行了调查。
2.2.1支护施工：沉降严重
对影响稳定导致洞身沉降的支护系统(包括：管棚、工字钢拱架、锁脚锚杆、排水孔)的质量问题。影响支护系统质量的主要问题是管棚钢管弯曲、工字钢拱架单榀承受荷载大、锁脚锚杆下沉、排水不充分影响围岩稳定。
2.2.2开挖施工：超挖严重
影响开挖成型的质量问题是掌子面稳定性差、开挖机械扰动大。
2.2.3施工进度：进展缓慢
由于地质条件复杂，施工难度大，危险系数高，尾水洞进尺缓慢。
3原因分析
QC小组对尾水洞不良地质段开挖与支护施工中存在的问题进行了分析。
支护施工：沉降严重。开挖施工：超挖严重。确认要因，找出末端因素，QC小组成员进一步对末端因素进行要因确认，归纳出在施工中必须严格控制的技术、质量因素。
4制定对策
通过QC小组成员认真的调查和分析，确认了6条主要技术、质量管理与控制因素，制定相应的对策措施，主要实施的对策如表1所示。
5实施对策
QC小组组织技术质量部、安全环保部、施工部、综合队、施工队、测量队、设备物资部人员召开技术质量专题会，分析查找原因，制定处理措施，落实责任人，要求施工中必须按照既定措施执行，并对每道工序进行了层层交底，保证施工人员都能清楚了解具体的施工方法。
5.1实施一：
1）停止上台阶全断面开挖，改进开挖方法，提高掌子面稳定性，控制开挖效果，避免垮塌。
2）加强现场管理，组织专门负责人。地点：施工现场，负责人：薛瑞、候道宣，开始实施时间：2012年8月31日。
3）采用预留核心土的施工方法，将上台阶分为左、右、上三个区域进行开挖，每次仅开挖一个区域，按照先两侧后中间顺序进行。每个区域开挖完成后立即进行5cm厚的钢纤维混凝土喷护封面，待混凝土凝固后再进行下一区域的开挖。
每个区域开挖完成后立即进行钢纤维混凝土喷护封面，缩短了开挖新鲜掌子面的暴露时间；同时在上台阶中部预留核心土，将掌子面进行支撑，减少了掌子面垮塌的风险。开挖完成后立即安装工字钢拱架进行支撑，保证已开挖段的稳定。
实施效果：开挖施工时掌子面垮塌少，断面成型较好。
5.2实施二：
1）改进开挖机械，降低开挖机械对掌子面的扰动，避免垮塌。
2）安排专人负责施工安排。地点：施工现场，负责人：薛瑞、候道宣，开始实施时间：2012年8月31日。
为了减少开挖震动，禁止采用爆破。各区域中上部使用液压潜孔钻配φ150钻头抠撬开挖，中上部进尺到位后利用反铲开挖清理下部，直至整个区域开挖完成。遇到孤石使用潜孔钻耗除开挖。
实施效果：开挖施工时对掌子面扰动小，垮塌少，断面成型较好。
5.3实施三：
1）提高管棚钢管的抗弯强度，增大其承载能力。
2）组织专人负责施工。地点：综合厂，负责人：王光明、张利，开始实施时间：2012年8月31日加工管棚钢管时在钢管中增加直径25mm螺纹钢筋；同时在钢管里增设排气管到达底部，保证管棚钢管注浆饱满。
实施效果：管棚钢管的抗弯强度得到提高，其承载能力满足要求，未再发生钢管明显被压弯现象。
5.4实施四：
1）调整工字钢拱架间距，降低拱架单榀承受荷载，将工字钢拱架间距调整为0.75m。
2）组织专人负责施工。地点：施工现场，负责人：王光明、候道宣，开始实施时间：2012年9月2日
实施效果：工字钢拱架单榀承受荷载降低。
5.5实施五：
1）改进工字钢拱架锁脚支撑方式，提高其承载能力，确保锁脚支撑稳固。
2）组织专人负责施工。地点：施工现场，负责人：王光明、候道宣，开始实施时间：2012年9月2日。
在每榀工字钢拱架拱脚钻孔安装4根114.3mm×6.3mm×6m钢管(Micro pile微型板桩)，再灌浆固结。并对前四榀拱架补打Micro pile，防止其继续沉降。
实施效果：工字钢拱架锁脚支撑承载能力得到提高，锁脚支撑稳固，未再发生锁脚支撑明显下沉现象。
6巩固措施
提高施工人员质量意识，要求施工人员按照技术措施和合同规范要求进行施工。加强各道工序的过程控制，加强检查和监督，材料设备经过检查验收合格后才投入使用；执行内部“三检”制，发现问题立即进行整改，每道工序验收合格后才转入下道工序施工，确保整个施工过程质量受控。加强内部及同工程师的沟通。各类人员必须按照安全文明施工规定进行操作，确保施工顺利进行。施工中对措施实施效果进行跟踪，并不断进行调整优化。
7总结
尾水洞不良地质段开挖与支护QC小组通过对施工方法、工艺改进和优化，提高了不良地质段施工质量，但还要对后续施工跟踪检查，发现问题及时采取措施持续改进。通过本次活动，小组成员分工协作，各尽所能，团结协作，充分发挥了各自的主观能动性，使大家的能力都有了一定的提高。尾水洞不良地质段施工质量受到了业主、工程师的好评，提高了企业的信誉，树立了企业的形象，为公司拓展海外市场创造了条件。
参考文献：
[1] 刘奎建. 大型地下洞室群施工进度实时控制研究[D]. 天津:天津大学, 2007.
[2] 吴世勇, 王 鸽. 锦屏二级水电站深埋长隧洞群的建设和工程中的挑战性问题[J]. 岩石力学与工程学报, 2010,
论文作者:薛瑞,王光明
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/10
标签：地质论文; 工字钢论文; 不良论文; 水洞论文; 钢管论文; 断面论文; 隧洞论文; 《防护工程》2017年第31期论文;