工程建设管理中对引水隧洞超挖的管控研究 邓建华 （中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司．四川成都６１００７２） 摘要：长距离引水隧洞开挖施工的超挖管控是工程建设中的重点项目，从工程建设管理角度阐述了超挖定义及有关计量支付规定分析了超 挖影响和引起超挖的原因，指出了有关超挖管控方法。 关键词：引水隧洞；开挖；超挖；管控 ０前言 长距离隧洞引水式水电站的引水隧洞工程往往是整个工 程的关键路线项目 对其开挖施工的超挖管控是工程建设管理 中的关键，不仅直接影响工程投资可控，而且影响工程建设工 期可控。 １超挖定义 水工引水隧洞超挖是指按照施工图纸所示超出设计开挖 线的部分，或超出充许超挖范围线的部分。超挖主要与围岩完 整程度、管理精细化程度、施工速度快慢等因素有关，一般讲， 在Ｉ、Ⅱ、Ⅲ类围岩中，扣除地质原因如倒楔体、裂隙切割成的 危石等外，超挖在２０ｃｍ以内是可以达到的，而在Ⅳ、Ｖ类围岩 中，要控制超挖在２０ｃｍ以内是难以达到的。《水工建筑物地下 开挖工程施工技术规范》（ＤＬ／Ｔ５０９９－２０１１）规定Ｉ、Ⅱ、Ⅲ类围 岩地下建筑物平洞开挖平均径向超挖值应不大于２０ｃｍ。因此， 有的合同技术条款规定：“施工图纸中标明的设计开挖线是付 款的依据。规范允许范围内的超挖（规范允许的超挖值为 ２０ｃｍ）及其在允许超挖空间内回填混凝土或其它回填物所发生 的费用，均应包括在《工程量清单》该项目的单价中，发包人不 再另行支付。” ２超挖计量支付 根据招标文件技术条款范本，超挖可分为施工措施不当引 起的超挖和地质原因引起的超挖。由于承包人施工措施不当造 成的超挖．均应由承包人承担超挖增加的费用，包括为超挖需 要回填的费用。对地质原因引起的超挖分为可预见和不可预 见：①可预见地质原因引起的超挖是指在施工图纸中已标示了 明确的地质特征。但承包人在施工中未采取有效的控制爆破措 施，或未按施工图纸的要求或监理人的指示进行及时处理而发 生的超挖。其费用由承包人自行承担。②不可预见地质原因引 起的超挖是指在施工图纸中未标示明确的地质特征，或承包人 已按施工图纸要求或监理人的指示施工，但仍产生的超挖，经 监理人的检查核准后，其费用由发包人承担。 招标文件技术条款范本对地下洞室开挖计量支付规定为： ①地下洞室（不含施工支洞）应按照施工图纸所示的开挖线内 的自然方计量．按工程量清单所列项目单价支付。单价中包括 准备工作、洞线测量、施工期临时排水、施工照明、钻孔爆破、装 卸、运输、堆存、开挖面清撬冲洗、质量检查、验收前的维护以及 设计允许超挖范围以内的超挖等费用。②超出设计允许超挖范 围以外的开挖．及其在该超挖空间内回填混凝土或其它回填物 所发生的费用由承包人承担，发包人不另行支付。③经监理人 确认的不可预见地质原因引起的超挖。包括由此而增加的支护 和回填量。均应按监理人签认的工程量，并按工程量清单中相 应项目的单价进行支付。 ，３超挖影响 隧洞超挖给工程建设带来的影响是多方面的．主要有包 括：①增加隧洞开挖工程量，其主要为洞挖岩石的装卸、运输、 堆存；②增加隧洞支护工程量，其主要为围岩暴露在空气中的 面积增大，增加了喷混凝土、挂钢筋网的工程量；③对超挖需采 用混凝土或其它回填物回填，相应增加回填工程量；④超挖的 同时易带来欠挖，对欠挖的处理将增加了对围岩的二次爆破扰 动，人为地造成围岩的松弛和应力再次重新分布，带来不安全 因素也易造成超挖；⑤超挖的同时易带来围岩的受力状态恶 化，使山岩压力在围岩局部产生应力集中，降低围岩承载能力， 导致局部失稳，进一步将增加施工安全风险和锚杆支护工程 量；⑥超挖易降低围岩工程地质分类中岩体完整程度评分，Ⅲ 类围岩或将被评为Ⅳ类围岩，进一步将带来大量的Ⅳ类围岩支 护工程量；⑦以上开挖、支护、回填、欠挖处理、安全措施等工程 量的增加，不仅大大增加工程费用，还将大大增加施工时间，影 响工程建设进度可控。 ４超挖原因 对地质原因引起的超挖主要表现为：①围岩体构造和裂隙 发育易导致开挖破裂线沿软弱结构面（断层、节理面等）开裂， 造成超挖；②围岩体均质性差、存在软硬交界部位，可能造成围 岩较软部位超挖；③围岩体风化严重、整体硬度低等，爆破后周 边开挖轮廓难以沿设计开挖线开裂．造成超挖。Ⅱ、Ⅲ类围岩主 要为①类超挖，Ⅳ、Ｖ类围岩主要为②、③类超挖。 对施工措施不当引起的超挖主要原因有：①爆破参数选取不 合理：单循环进尺偏大，爆破孔孔距偏大，最小抵抗线选择不合 理，线装药量选择偏大，药径选择偏大，未采用间隔装药等；②测 量放线不规范。周边孑Ｌ开挖轮廓线不是每茬炮都放线或者放线时 超放了５￣１０ｃｍ；③钻孔作业不规范，钻孔操作人员未严格按照设 定的周边孔孔位钻孔，造成开孔孔位偏差大、钻孔外偏角过大、孔 与孔间不平行或孑Ｌ底未落到同一开挖面上等现象；④爆破完成后 未及时对开挖面进行喷锚支护，开挖面长期暴露不作支护会产生 围岩掉块扩大形成超挖；⑤对Ⅳ、Ｖ类围岩未采取适当超前支护 措施；⑥未采取预留保护层措施，或分层分区不合理。 ５超挖管控 工程建设管理中对引水隧洞开挖施工的超挖管控贯穿于招 标文件编制到现场超挖量的计量支付。重点在现场精细化管理。 （１）在招标文件编制阶段：①可将规范允许范围内的超挖 及其在允许超挖空间内回填混凝土或其它回填物所发生的费 用包括在《工程量清单》该项目的单价中，在合理单价下可激励 承包人减少允许范围内的超挖；②对Ⅳ、Ｖ类围岩的超前注浆 小导管或超前锚杆、格栅拱架或钢支撑等的施工期安全临时支 （下转第８７页） 广东科技２０１４ ８第１６期１０９ 表１该台断路器进行低电压试验、分合闸时间检查试验数据 序号 试验项目 试验标准 实测数据 分闸１（ｖ） 分闸２（ｖ） 了同期点，因此引发了这次非同期合闸事故。将辅助转换开关 的固定螺栓紧固，并再对３ＱＦ做了时间、同期、低电压试验。试 验数据与上次数据进行比较没有大的变化。检查所有螺栓并紧 固。对其它电接点进行检查紧固：转动轴润滑比较好．没有加润 分、合闸电磁铁上的 动作电压 最低动作电压应在操 合闸（ｖ） １ 测量 作电压额定伸值的 ３０％ ６５％之间。 ８５ 滑剂；检查开口销没有发现脱掉、锈蚀、断裂等现象。 ９０ ８５ 分、合闸时 ①分、合闸时间符合 间测量 厂家要求；②分、合闸 相别 不同期不大于２ｍｓ。 １ ２ 检查二次控制操作回路，试验发现了防跳闭锁不在本体而 在保护盘上，合闸线圈在没有储能的条件下仍然处于带电状体 态，在设定的３００ｍｓ时间后，没有使合闸线圈控制回路失电的 措施，保持时间过长，只要断路器储能就产生合闸，经过相关部 合闸（ｍｓ） ３ ４ ５ Ａ ５６．８４９ ５６．０９９ ５６．７９９ ５７ ０７５ ５６ ４２４ Ｂ ５７．０２５ ５６．２７５ ５６ ９６０ ５７ ２５０ ５６ ５９９ ２ Ｃ ５６ ８４９ ５６０７５ ５６．７５Ｏ ５７．０２５ ５６．４００ ．门讨论同意取消了保护盘上的防跳闭锁继电器，修改了合闸控 制操作回路，使发电机不再产生非同期并网的事件。 分闸１（ｍｓ） 相 Ａ Ｂ Ｃ ３结语 ３ ４７ ８４９ ４７．２５０ ４７ ８４９ １ ４７ ９７４ ４７．４００ ４７ ７９９ ２ ４７ ９００ ４７．４００ ４７．７９９ 发电厂的发电机出口断路器是非常的关键设备，如果没有 备品，将影响到发电量、安全天数。在以往的设备清扫、预试过 程中，由于过度信赖该类设备产品（厂家免维护），没有开机构 面板对机构箱内的元件设备进行详细检查紧固．在此次的开关 备注：储能方式为电动储能。 重点检查．检查后没有发现有异常。并对定子做了直流耐压、绝 缘电阻、吸收比、直流电阻试验，对转子做了直流电阻试验。试验 合闸过程中暴露出了较大的问题。因此真空开关在清扫、预试、 检查中对机构箱内的所有设备一定要进行严格仔细的检查，对 脱落、锈蚀的销钉进行更换，松动的螺母加弹簧垫圈并紧固，保 证二次插线无松动，弹簧、转轴无锈蚀，电机完好，储能正常，各 位置指示正确，杜绝此类事故的再次发生。 参考文献： ［１］郭雷，吴慧颖，焦立娜．发电机自动准同期并网断路器拒合原因分 析［Ｊ］．科技信息，２００９（１４）． ［２］叶志伟．变电站真空断路器事故分析与防范措施［Ｊ］．沿海企业与 科技．２００９（９）． 数据与２０１２年的数据进行比较没有大的变化，满足规程要求。 检查出口断路器３ＱＦ，拆开３ＱＦ面板，检查机构箱内设 备，发现辅助转换开关松动，３ＱＦ在运行、清扫、预试过程中，经 过多次的分合闸动作．产生震动，引起机构箱内辅助转换开关 的两颗没有加防松措施的固定螺栓松动移位。在分合闸时，引 起辅助转换开关内的电接点移位，在本次合闸回路提前断开， 使合闸脉冲持续时间太短，达不到设定值５ｓ，造成断路器合不 上闸，这次合闸和第一次２０１２年７月１９日发生的并网合闸现 象完全一样的合闸现象。当在３ＱＦ储能完毕即储能时间约８ｓ 时，现场试验测定与主控室状态一览表一致．又具备了一次合 闸的条件，而由于合闸电信号一直保持，致使合闸线圈励磁，铁 芯也一直把合闸启动板顶住，开关就合上了．但此时早已经过 作者简介：刘功平（１９６２￣），男，工程师，本科，从事电气一次管 理技术工作。 （上接第１０９页） 已开挖洞段爆破效果和地质情况变化及时调整钻孔和爆破参 数，以保证爆破后开挖面达到设计要求．调整的爆破作业参数 应重新报批：同时，为满足施工总进度计划或提前工期的要求， 可调整选用超挖工程量增加较少但开挖进尺速度增加较多的钻 护规定按每延米单独计量报价，在合理单价下可激励承包人控 制超挖以减少施工期安全临时支护工程量。 （２）在评标及合同谈判阶段：①详细核算承包人的开挖及永 久支护单价，并将其控制在较为充足的水平，以保障承包人开挖 及支护措施的投入：②详细核算承包人对Ⅳ、Ｖ类围岩施工期安 全临时支护每延米支护方案及单价，并将其控制在稍低单价内， 既保障承包人对Ⅳ、Ｖ类围岩临时支护投入，确保施工安全，又 激励承包人控制超挖，尽量避免使用施工期安全临时支护。 孔和爆破参数。，④爆破和清撬所有开挖面上残留的危石碎块完 成后，立即进行实际开挖断面测量，存在不可预见地质原因超挖 需及时申报，超出申报时限将按施工措施不当引起的超挖处理， 以促使承包人及时对开挖面进行喷锚支护和控制超挖扩大。 ６结语 工程建设管理是复杂的系统工作，管控好引水隧洞工程的 施工超挖是其中的重点，需要从合同条件、地质条件、技术条 件、时间条件等方面进行综合分析引起超挖的原因及影响，并 采取综合措施进行管控。 参考文献： ［１］ＤＬ／Ｔ ５０９９－２０１１水工建筑物地下工程开挖施工技术规范［ｓ］． ［２］杨玉银，蒋斌，刘春，等．隧洞开挖爆破超挖控制技术研究［Ｊ］．工程 爆破．２０１３（４）． （３）施工阶段重在现场精细化管理：①严格审批承包人所 报地下洞室开挖程序、钻孔爆破设计等：对Ｖ类围岩破碎段、地 下水发育段、高地应力段等复杂不良地质段，对地下洞室群、洞 （井）口开挖、洞室交叉部位，应采取超前锚杆、超前注浆小导 管、即时素喷封闭、铣挖机开挖等超前、即时支护和先进开挖设 备。②严格要求承包人按照报批的方案进行施工，以保证施工 方案措施切实执行和检验存在的问题．为不断改进提供依据； 同时，一般情况下承包人已按报批方案及有关监理人指示进行 施工。仍然发生的超挖均为不可预见地质原因超挖，发包人应 给以支付。因此如果未能严格检查承包人按报批方案及有关监 理人指示进行施工，将容易造成不可预见地质超挖的定性误 作者简介：邓建华（１９８１￣），男，工程师，硕士研究生，从事工程 判，进一步将促使承包人有意造成超挖。③在开挖过程中，根据 建设管理工作。 广东科技２０１４８第１６期８７
