水利水电工程施工质量通病防治导则(第2、3、4、8章节)Word文件下载.doc
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对地下洞室而言，SL378－2007第6.2.7条规定，“残留孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹保存率，完整岩石等于或大于80%，较完整和完整性差的岩石不小于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%；
相邻两孔间的岩石面应平整，孔壁不应有明显的爆破裂隙；
相邻两荐炮之间的台阶或预裂爆破的最大外斜值应小于200mm；
预裂爆破后应形成贯穿连续性的裂缝。
（三）关于围岩失稳和塌方问题
1.围岩失稳或塌方的主要原因
（1）由于对地质条件未查十分清楚，设计支护参数不合理，支护抗力不足。
（2）爆破参数不合理，炮孔少、间距大、药量大，对围岩扰动严重，松动圈范围过大。
（3）开挖方式或开挖进尺过大。
（4）支护不及时（后面讲）。
2.开挖方式，循环进尺
为保证围岩稳定、顺利，按计划施工确定开挖方式和选择循环进尺十分重要。
开挖方式的确定与围岩类别、洞室尺寸、施工机械有关。
循环进尺与围岩类别和洞室尺寸有关。
SL378－2007第5.3.1、5.3.2、5.3.3条规定了采用全断面开挖和分部开挖的条件，而5.3.4条则规定了开挖循环进尺的条件：
（1）Ⅰ－Ⅲ类围岩，采用手风钻造孔时循环进尺为2.0~4.0m；
采用液压单臂钻或多臂钻造孔时，循环进尺宜为3~5m。
（2）Ⅳ类围岩，循环进尺宜为1.0~2.0m。
（3）Ⅴ类围岩循环进尺为0.5~1.0m。
（4）循环进尺应根据监测结果进行调整。
许多工程实例证明，这几条规定是保证施工按计划有条不紊进行开挖施工的关键。
二、锚喷支护
锚喷支护的质量通病安排在第四章，分别为锚杆支护（4.1）、喷射混凝土（4.2）、格栅与钢拱架（4.3）和预应力锚索（4.4）四节。
（一）锚杆支护
锚杆支护是经常使用的支护方式，它的主要作用是悬吊、加固松动岩体，提高围岩的支护抗力，其质量通病共列5条：
主要为入岩深度不足；
孔位、孔向偏差大；
间距误差超标；
注浆不饱满、密实度不足和不进行拉拔力；
检测或检测频次不足。
其中经常出现的质量问题，影响加固效果的通病为：
1.锚杆的方向问题
（1）系统锚杆一般垂直开挖面布置，其方向角垂直开挖轮廓线。
（2）随机锚杆一般垂直结构面布置。
2.产生锚杆方位偏差大的主要原因为
（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，国标《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的关系见表一，20世纪70—80年代，水利水电工程地下洞室断面较小，又受到锚杆施工机具限制，锚杆长度均较短，仅为地下洞室开挖跨度的0.15倍，见图1曲线（a）。
近10年中，由于地下洞室开挖断面不断扩大，锚杆施工机具也有了很大发展，地下工程中系统锚杆的长度有所增大。
经对龙滩、二滩、小浪底等20多个工程统计，系统锚杆的长度与开挖跨度之比为0.25左右，见图1曲线（b）。
表一锚杆长度统计表
世界上很多国家对系统锚杆的长度也都做了相应的规定，例如美国工程师协会规定，顶拱部位的锚杆最小长度为0.25B，拱线以下部位锚杆长度宜为0.20H（H为洞室开挖高度）；
日本经验，系统砂浆锚杆长度L=20△，张拉锚杆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（单位以英尺计，1英尺=0.3048m）。
参照国内工程和国际工程经验，考虑到水利水电工程的实际情况，将国标规定的系统锚杆长度略作调整并适当加长。
SL377-2007规范所规定的锚杆长度与国标规定之比较见表2。
Ⅲ类围岩开挖跨度大于25m；
Ⅳ类围岩开挖跨度大于15m；
Ⅴ类围岩开挖跨度大于10m，锚喷支护在水利水电工程中只作为临时性支护，所以表4.1.5中未列出支护参数。
上述范围地下洞室临时支护的锚喷参数按表二注1的规定选取，再根据监测结果确定。
图1部分工程锚杆长度与开挖跨度关系
说明：
1.“O”代表20世纪70~80年代修建的地下工程的锚杆长度与开挖跨度关系点。
2.“▲”代表20世纪90年代修建的地下工程中锚杆长度与开挖跨度关系点。
所代表的工程有：
龙滩水电站地下厂房（28.9m），大朝山地下厂房（26.4m）；
小浪底地下厂房（26.2m）；
二滩地下厂房（25.5m）；
十三陵地下厂房（23.0m）；
天荒坪地下厂房（22.4m）；
龙滩尾调室（22.0m）；
大朝山尾调室（22.0m）；
东风地下厂房（21.7m）；
响洪甸地下厂房（21.5m）；
广蓄地下厂房（21.0m）；
太平驿地下厂房（19.7m）；
龙滩主变室（19.6m）；
江垭地下厂房（19.0m）；
鲁布格地下厂房（19.0m）；
东风地下厂房地下开关站（19.0m）；
天荒坪主变窒（18.0m）；
大广坝地下厂房（15.2m）；
小浪底主变室（15.2m）；
二滩导流洞（20.5m）；
小浪底导流洞（19.6m）；
漫湾导流洞（15.0m）。
主要工程，例如大型导流洞、地下厂房、调压井和主变室等，这些工程地质工作较为详细，岩石力学参数也通过试验确定，具备理论计算分析的条件，采用数值分析后还可对选定的支护参数的可靠性做出评定。
表2本规范与国标规定的系统锚杆长度比较
（2）由于采用分部开挖或受钻架台车的限制，造孔空间狭小，无法按规定方向施工。
（3）施工具有任意性，检查不到位。
3.应采取的措施
（1）根据开挖断面和开挖方式选择合适的长度。
（2）严格按施工图纸施工。
（3）严格质量检查。
4.关于锚杆注浆问题
锚杆注浆有三种方法：
（1）先插杆后注浆。
（2）先注浆后插杆。
（3）采用水泥药卷先填塞后插杆。
这三种方法都存在注浆饱满程度问题。
全长黏结型锚杆的质量主要取决于胶结材料与围岩的黏结强度和胶结材料在锚杆孔中的饱满程度，而胶结材料在锚杆孔中的饱满程度往往更为重要，所以，检查注浆效果仅用拉拔力检测是不够的。
实际上拉拔力满足设计要求，但锚杆质量也不一定合格。
如一根4m长的锚杆，钻孔直径为∮50mm，锚杆直径为∮25mm，锚杆承受的设计拉力为100kN，则有1.4m以上的胶结长度可满足拉力要求。
如果这1.4m的胶结长度集中在孔口处，深部的2.6m没有黏结，锚杆也能承受100kN的拉力，此时锚杆只在孔口处的l.4m有效，也就是设计锚杆有效的长度只有1.4m，这就造成对围岩加固的实际范围将由4m变成为1.4m，这是十分危险的。
因此必须对全长黏结锚杆的注浆效果进行检查，保证锚杆全长有效。
（二）喷射混凝土
喷射混凝土也是经常采用的快速的支护措施。
由于喷射混凝土都当作临时支护，所以其质量控制往往被忽视。
实际上在结构设计中往往将喷射混凝土列为复合式衬砌的一部分，与混凝土永久衬砌联合承担荷载，所以必须对其施工质量进行控制。
另外喷射混凝土支护往往涉及到施工期的安全问题，其施工质量更应受到重视。
在该节中其质量通病主要列出4条，这4条为：
喷射混凝土滞后、厚度不足、强度检测频次不足和实测强度不稳定。
这4条都是重要的质量通病，不按规范要求施工，可能出现较大的质量事故。
1.关于喷射混凝土滞后问题：
喷射混凝滞后问题较容易解决，主要做好施工组织设计，明确施工工艺流程，配备相应的施工资源，按序施工，决不能把喷射混凝土作业当做什么时候做都可以。
2.关于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，很多工程只是在开挖面上喷上一层，厚度只有几厘米，甚至不足10mm，其危害是极大的，实际上厚度是很容易控制的，喷射混凝土往往是和钢筋网联合使用的，覆盖钢筋网，很容易做到。
此外就是埋设厚度标桩，实施分层喷射。
（1）喷射混凝厚度的质量标准
喷射混凝土厚度合格条件有三个判据：
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50mm；
小于设计厚度的点数一般隧洞不大于40%，大型洞室、水工隧洞和竖井不大于20%。
喷层厚度检查的合格条件，考虑到围岩本身有起伏，喷层是紧贴岩面的，而且要求做到表面圆顺整齐，因此，不同部位喷层厚度相差的幅度比较大。
根据一些开挖成型较好工程的实测结果统计，60%达到设计厚度，其余均不小于设计厚度的1/2的要求并不低。
此时设计厚度的保证率为60%。
要达到这个要求，还应配合采用光面爆破，加强施工管理。
（2）喷射混凝土厚度的检查方法
SL377－2007第10.2.7条规定：
对不过水部位可采用针探、钻孔或其它方法检查。
对有压隧洞宜采用无损检测方法检查，检查断面间距，按表确定。
表三喷射混凝土厚度检查断面间距
工程类型或围岩条件
检查断面间距（m）
一般隧洞（Ⅰ、Ⅱ类围岩）
50－100
一般隧洞（Ⅲ、Ⅳ类围岩）
20－50
V类围岩、大型洞室
20－30
每个检查断面不少于5个测点，其中拱部不少于3个测点。
3．关于喷射混凝土强度问题
（1）质量标准
影响喷射混凝土质量的因素主要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、各种外加剂等。
控制喷射混凝土的质量同普通混凝土一样，应从原材料做起。
由于材料用量多，每批材料都有差异，因此每批材料进场后均应进行单项质量检查。
由于材料配合比受人为因素影响，每次制备的混合料也不完全相同，因此每班作业至少应对配合比抽查两次，并详细记录配合比抽查情况。
抗压强度是喷射混凝的主要力学指标。
一般情况下喷射混凝土抗压强度的高低，亦能反映其他力学性能的优劣，所以只要检查其抗压强度指标即可。
一些重要工程当有特殊要求时，还要测定其抗拉强度、与围岩的黏结强度和抗渗强度等。
喷射混凝土强度的检验试件，必须在喷射作业过程中采用喷模法制取，有特殊要求时还应在工程的代表部位钻取。
喷射混凝土强度验收合格条件分为重要工程和一般工程两种情况。
一般工程的规定，其设计强度等级的保证率只有50%。
重要工程的规定，f′ck—K1Sn≥0.9fc是主要条件，设计强度的保证率可达95%以上。
考虑的主要方面是：
①采用计量抽样检验方案。
使之能以较少的检验数量，得到有关产品质量较多信息。
②采用母体标准未知的形式。
这对于地下工程施工生产水平不易稳定，喷射混凝土强度质量易于波动的情况较为适用。
③兼顾使用者、施工者的双方利益。
在限制漏判概率的同时，也适当限制错判概率。
④验收函数f′ck—K1Sn中的K1值服从中心t分布规律。
当试块组数一定时，K1值愈大则错判概率愈大，而漏判概率愈小，验收标准愈晋升，可能造成工程费用的浪费；
反之，K1愈小，验收标准愈宽，可能造成对结构物安全的影响。
为保证漏判概率不随试块组数而变，K1值的取值必将随试块组数的增加而减小。
本规范表10.2.3即为漏判概率限制在20%左右所取的K1值，为简便计，分为三档。
f′ckmin—K2fc是第一条件的补充。
主要是控制分布曲线中，低强度一侧可能出现长尾的情况，以弥补其不足。
（2）检查方法
SL377—2007第10.2.2条规定，“喷射混凝土强度检查，应在喷射作业时采用喷大板的方法进行，当有特殊需要时，还应采用现场取芯的方法进行检查”，检查频次为每一配合比每喷1000㎡（含不足1000㎡的单项工程）各取一组，每组试件为3块。
（三）格栅与钢拱架
格栅或钢拱架多用于围岩软弱、破碎或断层及影响带，结合锚杆和喷射混凝土联合使用，主要作用是利用其刚度抑制有害变形的发展，与锚杆、喷射混凝土及围岩形成整体结构。
本节所列质量通病共5条，分别为刚度不满足设计要求；
不沿实际开挖面铺设；
未与锚杆焊接；
底部垫墩岩体软弱、尺寸小和垂直度超标、连系筋焊接不牢等。
其最主要通病为不沿实际开挖面铺设，这是一条致命的通病。
1.格栅或钢拱架的使用条件
SL377－2007第4.5.1条规定，格栅或钢拱架的使用条件为：
（1）Ⅳ、Ⅴ类围岩。
（2）断层带、断层影响带、卸荷带、强风化带和节理密集带等软弱地质地段，拱架在软岩、极软岩等采用人工或以人工和小型机械开挖的岩体作用最好，如极软岩隧洞、土洞、第三条或第四条的土洞、砂卵砾石等半胶结状态的洞段，例如南水北调、北京西四环暗涵等洞段，在SL377－2007第4.1.5条的支护参数表中，在开挖跨度为10m＜B≤15m的Ⅳ类围岩和开挖跨度5m＜B≤10m的V类围岩中建议采用。
2.不与围岩密贴的主要原因
（1）没按规范要求针对围岩条件使用格栅或钢拱架。
由于岩体条件较好，岩面起伏较大，无法与围岩密贴。
（2）开挖形状不规则，超挖大、起伏差大。
（3）拱架尺寸小，与开挖断面尺寸不一致。
3.防治措施
（1）根据围岩条件使用格栅或钢拱架。
（2）采用光面爆破技术开挖，控制超挖，减少壁面起伏差。
（3）根据开挖尺寸确定格栅拱架或钢拱架尺寸。
（4）采用组合式，现场组装拱架。
（5）不与围岩密贴，空隙尺寸较大部位，用桁架、粗钢筋或型钢支撑至岩面，空隙部位用分层喷射混凝土填实，较小空隙用喷射混凝土填实，保证拱架与围岩连成整体。
（四）、预应力锚索
预应力锚索是加固边坡、坝基、坝体、水工建筑物最经济最有效的措施，已广泛应用于水利水电工程的建设中。
目前我国水利水电工程中预应力描索单根施加锚固力已达10000KN，单根锚索长度已达120m。
预应力锚索施工中的质量通病共列5条，分别为：
制索不符合设计要求；
锚索孔深、孔位、孔斜偏差超标；
锚索注浆不饱满；
预应力损失超标和锚索锁定后回缩量超标等。
这些经常出现的质量问题将影响锚固效果。
目前预应力锚索发展迅速，已不是当初只有一种拉力型锚索形式，已发展出拉力分散型、压力型、压力分散型、拉压复合型、可除式等形式的锚索，其结构更加复杂，施工工艺更加繁琐，因此必须要求按图下料、严格检查、严格出厂验收。
1.拉力型
是我国应用最早，也是应用最多的一种锚索，1964年梅山水库坝基加固首先使用了拉力型预应力锚索。
这种锚索是在施工时，先对锚固段注浆，待浆体达到设计强度后，对锚索施加张拉力，锚索受力时，锚固段浆体受拉。
这种锚索的基本构造见图1（a）锚固段的剪应力分布见图3（b）。
图3拉力型锚索锚固段示意
2.拉力分散型
拉力分散型锚索与拉力型锚萦工作原理是一致的，不同的是，锚固段部位锚萦K短不一，不同长度的钢绞线在不同部位与水泥砂浆胶结，使锚固段剪应力峰值降低并分散到整个内锚固段，使剪力分布趋于均匀。
其结构示意图见图4（a），锚固段剪力分布图2（b）。
图4拉力分散型锚索构造示意图
3.压力型
压力型锚索与拉力型锚索主要区别在于通过锚固段孔底端部的承压板或挤压套的作用，将锚固段注浆体由受拉改变为受压，因此改善了锚田段的受力状况，有利于防止内锚固段因拉力过大而开裂，从而加强了预应力锚索的防护。
压力型锚索构造示意图及剪应力分布
见示意图5（a）和3（b）。
图5压力型锚索构造示意图
4.压力分散型
压力分散型与压力型的区别是，在锚固段的不同位置中设置若干个承压板，将锚索孔底端一个承压板的压力分散于若干个承压板上，这种型式的预应力锚索中的各股钢绞线的长度是不等长的，而且其钢绞线必须采用无粘结钢绞线。
这种锚索的最大优点是锚固段的剪应
力分布更加均匀，可以最大限度的发挥锚固段的承载能力，多用于锚固深度较深，施加的预应力顿位较高的预应力锚索。
压力分散型锚索构造及剪应力分布见图6（a）和4（b）。
图6压力分散型锚索结构示意图..
5.拉压复合型
拉压复合型预应力锚索锚固段由拉力型钢绞线束与压力型钢绞线束编制而成，使拉应力和压应力在锚固段内相互叠加，使得锚固体内应力及周边岩体间的粘结摩阻力均匀分布，可大幅度降低应力峰值。
拉压复合型锚索结构及剪力分布见图5（a）和5（b）。
四川瀑布沟水电站和紫坪铺水电站使用了3000KN级拉压复合型锚索结构示意图见图8。
图7拉压复合型锚索锚固段结构示意图
图8自由式拉压复合型预应力锚索结构示意图
（二）孔深、孔位和注浆饱满程度问题
这三个问题是关系到锚固效果问题，孔深不到位影响下索，孔位偏差，影响被锚固介质均匀受力，注浆的饱满程度不仅影响锚固力的大小，还会危及锚索的使用寿命，严重的要出现安全事故。
（三）关于预应力损失
三、混凝土
混凝土是水利水电建设中一个主要施工项目，应用非常普遍，是所有水工建筑物必不可少的施工内容，所以混凝土的工程质量是最为重要的。
混凝上可划分为普通混凝土、碾压混凝土、预制混凝土、预应力混凝土、水下混凝土等类型，但无论是何种类型混凝土的质量均与模板，钢筋，混凝土制备、运输、浇筑与养护的质量有关，这是混凝上工程带有共性的问题，所以在本章混凝土的质量通病中，将模板、钢筋、止水及埋件以及混凝土制备、运输、浇筑和养护分别列为8.1、8.2、8.3和8.4四节，将预应力混凝土、预制构件混凝土、碾压混凝土和水下混凝土中的个性问题列为8.5、8.6、8.7和8.8四节。
（一）模板
模板的质量通病共列7条，主要为模板不严整、不光洁、变形；
刚足不足；
连接不牢、支撑力不足；
接缝不严、漏浆；
拆卸方法不当、不保养或修复质量差；
滑动模板安装质量差，提开过早、过快或过晚和预制混凝土模板与现浇混凝土模板凿毛程度不满足要求。
模板是混凝土工程的一个最重要工序，模板型式、使用材料、模板的制作与模板的安装，对保证混凝土、钢筋混凝土结构与构件的外观平整度和儿何尺寸的准确性，以及结构的强度和刚度都起重要作用。
由于使用材料、模板型式、模板制作、模板的平整度、模板的安装精度、支撑结构的强度都直接影响混凝土的外观质量和几何尺寸，摸板的拆除、保养、运输又直接影响模板的使用周期，所以应高度重视模板的质量，严格按相关规范要求进行模板选型、选材，精工制作，保证安装质量，认真拆卸、精心保养，提高模板使用效率。
（二）钢筋
钢筋共列质量通病8条分别为钢筋表面有浮锈、色锈表面存在污物；
焊接质量差；
绑扎不牢；
机械连接不符合规定；
保护层厚度超标；
接头在同一断面；
间距误差超标和浇筑过程中错位、变形。
混凝土工程离不开钢筋，他不仅是混凝土结构物承受外载的关键，也是防止混凝土裂缝的主要措施，所以钢筋的安装质量就特别重要，一些工程失事的主要原因就是因为钢筋材料低劣、安装数量不足、尺寸不合理、焊接和连接质量差造成的。
在钢筋工程中，对钢筋材质只要使用有资质的正规厂家生产的，具有合格证，经过质量抽检，其质量容易保证。
但对进场后钢筋的保管、堆放不当造成的钢筋表面有浮锈和表面污染确是容易忽视的问题。
在钢筋混凝土结构中，钢筋的间排距，受力钢筋的安装位置、保护层厚度，钢筋的焊接质量和机械连接质量，以及混凝土浇筑过程中钢筋的位置错动及变形都是经常发生的质量通病，他们的施工质量也直接关系到钢筋混凝土的承受荷载的能力。
关于钢筋的焊接，常用的方法有电弧焊、闪光对接焊、气压焊和电渣压力焊；
机械连接的方法主要有钢筋挤压套筒连接、钢筋锥螺纹连接和钢筋直螺纹连接。
上述焊接与机械连接在钢筋安装中均有采用，不同焊接和连接都有不同的质量要求，为防止质量通病发生，一定要按相应的要求进行质量控制并做到控制到位和检查到位。
（三）止水及埋件
止水及埋件共列质量通病5条，分别为：
未对止水材料进行质量抽检；
止水材料损坏，老化污染；
止水材料连接不规范；
安装位置不正确；
预埋件安装不规范等。
止水安装是水工混凝土结构中特有工序，他关系到水工结构是否漏水、渗水的关键。
止水材料主要有三种。
一种为金属材制成的止水片，一种为橡胶或聚氯乙烯制成的止水带，近几年来还生产一种新的、合成的膨胀性止水条。
这三种止水材料的生产质量、保管、安装及封闭性连接质量都影响止水效果。
特别是安装位置不准确，连接方法不合适是经常和极易发生的质量问题，所以要高度重视，并且对质量不符合规范要求的现象要在混凝土浇筑前得到纠正。
在水工混凝土结构中，埋件主要指供、排水管，测压管，观测穿线管以及闸门槽埋件等，其经常发生的质量通病是埋设位置不正确或局部堵塞造成不通畅，影响工程的使用。
（四）混凝土制备、运输、浇筑及养护
混凝土制备、运输、浇筑和养护是所有品种混凝土共同的工序环节，所以在混凝土工程中将其共性问题做为单独一节列出容易产生的质量通病。
本节共归纳质量通病16条，其中属于原材料检测和混凝土配合比2条，混凝土制备5条，混凝土浇筑5条，养护1条，混凝土外观及质量检查3条。
关于混凝土工程的质量通病不再逐条说明，这里只强调影响混凝土工程质量的几个主要问题。
1.关于配合比试验与配制强度的确定。
混凝土配制强度
混凝土配制强度按下式确定
fcu.o=fcu.k+tσ
式中：
fcu.o——混凝土配制强度（MPa）
fcu.k——混凝土设计龄期的立方体强度标准值（MPa）
t——概率系数，由给定的保证率选定，其值按下表选定
保证率和概率系数关系表
保证率p
（%）
70.0
75.0
80.0
84.1
85.0
90.0
95.0
97.7
99.9
概率系数t
0.525
0.675
0.840
1.000
1.040
1.280
1.645
2.000
3.000
σ——立方体抗压强度标准差（MPa），其值按下表选取
设计龄期
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