向 洪 聶永華
(湖南省水利電力工程建設(shè)監(jiān)理咨詢(xún)公司 長(zhǎng)沙市 410007)
洮水水庫(kù)位于湖南省株洲市茶陵縣境內(nèi)的洣水河一級(jí)支流—沔水河下游出口區(qū)。樞紐區(qū)主要建筑物有混凝土面板堆石堆,設(shè)計(jì)最大壩高為102.5 m,堆石填筑167.5萬(wàn)m3。正常蓄水位205.00 m、相應(yīng)庫(kù)容為5.15×108m3。開(kāi)敞式溢洪道布置在左岸,右岸有導(dǎo)流、放空兼引水隧洞,壩后電站廠(chǎng)房,電站總裝機(jī)69 MW。是一座以防洪為主,兼有發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖等綜合效益的大Ⅱ型水利水電工程。
壩區(qū)枯水期河水面寬度(47~55)m,左岸為一條形山脊,略顯單薄最高山頂標(biāo)高263.79m,岸坡平均坡度為46°~49°;右岸山體較雄厚,平均地形坡度為27°~29°。壩址所處構(gòu)造部位為倒轉(zhuǎn)背斜的SW翼,巖層倒轉(zhuǎn)產(chǎn)出,橫切~斜切河谷,產(chǎn)狀變化較大。出露地層有奧陶系上統(tǒng)砂、泥質(zhì)板巖和淺變質(zhì)砂巖,泥盆系中統(tǒng)石英礫巖、石英砂巖、含鐵砂巖等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)有大小斷層30余條,以NEE、NNW和NWW三組為主。其中對(duì)工程影響比較大的主要是F1斷層,順河床貫穿整個(gè)壩區(qū),斷層傾角 72°~82°,破碎帶寬度(3~10)m,影響帶寬度(5~10)m,水平斷距(140~180)m。
工程于2005年2月開(kāi)始施工,2007年7月開(kāi)始大壩堆石體填筑,至2008年12月完成,2009年1月開(kāi)始混凝土澆筑,至2010年7月全部完成,2011年9月1日下閘蓄水,運(yùn)行至今,大壩沒(méi)有發(fā)生過(guò)滲流異常的現(xiàn)象。
施工是決定水利水電工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但監(jiān)理的指導(dǎo)、檢查、監(jiān)督也十分必要。洮水水庫(kù)工程監(jiān)理部對(duì)大壩工程施工質(zhì)量控制總體思路是:嚴(yán)格施工技術(shù)文件審批,建立質(zhì)量檢驗(yàn)工作制度及工作程序,堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)跟蹤檢查,采用多種手段嚴(yán)把質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)。施工質(zhì)量控制要點(diǎn)如下:
(1)重視施工測(cè)量控制,保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。
水利工程建設(shè)中,施工測(cè)量是施工的第一步,測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響到一些施工工序乃至整個(gè)工程的綜合質(zhì)量,因此搞好施工測(cè)量工作,保證測(cè)量的準(zhǔn)確性是確保水利工程整體施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。
(2)加強(qiáng)原材料、中間產(chǎn)品的質(zhì)量控制。
原材料的質(zhì)量是工程施工質(zhì)量的保障和基礎(chǔ),加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制是提高工程施工質(zhì)量的重要前提條件。為確保洮水大壩工程質(zhì)量,配備了負(fù)責(zé)試驗(yàn)的監(jiān)理工程師,重點(diǎn)跟蹤檢查,并對(duì)原材料及混凝土中間產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)與控制工作作了規(guī)定。
(3)加強(qiáng)施工工序質(zhì)量控制。
為保證施工工序質(zhì)量,一是對(duì)影響工程質(zhì)量的因素,從人、材料、機(jī)械、工藝和方法、環(huán)境五個(gè)方面,在施工過(guò)程中進(jìn)行全面控制;二是明確質(zhì)量控制點(diǎn),如壩體墊層、過(guò)渡層、主堆石的填筑、面板、趾板、接縫止水等分部工程作為質(zhì)量控制點(diǎn),重點(diǎn)加以控制;三是督促施工單位嚴(yán)格實(shí)行施工工序自檢 “三檢制”;四是未經(jīng)監(jiān)理部檢查認(rèn)證或檢查不合格的,不得進(jìn)行下一道工序的施工。
(4)加強(qiáng)工程質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)。
工程質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)是控制工程施工質(zhì)量的重要手段。為此要求施工單位加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制,對(duì)不合格材料不得使用;強(qiáng)化關(guān)鍵工序和重點(diǎn)部位的工程質(zhì)量的檢驗(yàn)檢測(cè);嚴(yán)格監(jiān)理對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢或跟班監(jiān)督制度,確認(rèn)合格后方能簽證認(rèn)可。
大壩填筑料料源主要來(lái)自石料場(chǎng)、天然砂礫料場(chǎng)及樞紐建筑物開(kāi)挖可利用料三部分。墊層料中的粗粒料采用爆破石料進(jìn)行破碎、篩分,細(xì)粒料不足部分采用下游天然砂補(bǔ)充,粗、細(xì)粒料通過(guò)摻配獲得合格的墊層料;特殊墊層料全部采用天然砂礫料進(jìn)行篩分、摻配;過(guò)渡料部分可利用隧洞洞挖合格料,其余從石料場(chǎng)開(kāi)采;主堆石料、過(guò)渡料和墊層料中的粗骨料要求為新鮮、微風(fēng)化石料,次堆石區(qū)的開(kāi)挖利用料要求采用弱風(fēng)化石料。
在筑壩材料正式開(kāi)采、加工前,根據(jù)主堆石料、過(guò)渡料的設(shè)計(jì)級(jí)配要求在石料場(chǎng)進(jìn)行了堆石料爆破試驗(yàn),以確定石料場(chǎng)開(kāi)采炮孔直徑、孔深、間距及裝藥量等爆破參數(shù);對(duì)墊層料、特殊墊層料加工、摻配進(jìn)行了工藝性試驗(yàn)。為防止壩料在開(kāi)挖運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生粗料集中現(xiàn)象,安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)料場(chǎng)的檢查、監(jiān)控,嚴(yán)格區(qū)分各分區(qū)壩料,并進(jìn)行定期或不定期抽檢,從而保證筑壩料源的質(zhì)量。
3.2.1 壩料運(yùn)輸與卸料質(zhì)量控制
壩料運(yùn)輸以20 t自卸車(chē)為主,對(duì)運(yùn)輸與卸料質(zhì)量控制的具體措施主要有:
(1)在裝運(yùn)壩料的自卸車(chē)上懸掛各分區(qū)壩料的標(biāo)識(shí)牌,填筑作業(yè)面派專(zhuān)人指揮車(chē)輛卸料。
(2)上壩車(chē)輛輪胎應(yīng)經(jīng)水槽清洗或沖洗干凈,以免夾帶泥塊進(jìn)入壩內(nèi)。
(3)嚴(yán)格控制上壩料的質(zhì)量,特別注意墊層料和過(guò)渡料的質(zhì)量,及時(shí)檢查壩料的粒徑、含水量及含泥量等,不符合要求的石料不得上壩。
3.2.2 壩料攤鋪厚度控制
(1)在每層料鋪料時(shí),應(yīng)在推土機(jī)前方設(shè)置層厚標(biāo)桿,方便推土機(jī)操作手控制好層厚。
(2)填筑鋪料方向要求平行于壩軸線(xiàn),特殊墊層料、墊層料、過(guò)渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料,主、次堆石料采用進(jìn)占法卸料。
(3)主、次堆石料的鋪料厚度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)成果,按壓實(shí)后每層厚80 cm控制,墊層料、過(guò)渡料按壓實(shí)后每層厚40 cm控制,每層鋪料厚度應(yīng)進(jìn)行檢查,控制誤差不超過(guò)壓實(shí)層厚的10%。
3.2.3 灑水質(zhì)量控制
堆石料加水碾壓是提高壓實(shí)效果的重要措施。本工程壩體填筑各區(qū)灑水量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)確定。堆石料加水碾壓采用壩面灑水方式為主,在大壩兩岸分別布設(shè)供水管路,用軟管接至壩面。高強(qiáng)度填筑時(shí),可增加灑水車(chē)配合灑水,保證灑水量滿(mǎn)足要求。
3.2.4 壓實(shí)質(zhì)量控制
填筑壓實(shí)采用18 t自行式振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓,壩料碾壓行進(jìn)方向平行于壩軸線(xiàn),速度控制在2 km/h左右;靠近岸坡、施工道路邊坡處除增加順向碾壓外,碾壓不到的邊角部位采用液壓振動(dòng)夯夯實(shí)。根據(jù)碾壓試驗(yàn)成果,碾壓遍數(shù)為8遍,壓實(shí)過(guò)程中設(shè)專(zhuān)人監(jiān)控,嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)及錯(cuò)距,并振動(dòng)碾的激振力和行走速度是否達(dá)到規(guī)定要求,以防止漏振或欠碾。
(1)墊層區(qū)填筑質(zhì)量控制。
墊層料和過(guò)渡料的填筑須與臨近的主堆石區(qū)同步進(jìn)行,且填筑時(shí)墊層料、特別墊層料與過(guò)渡料之間的填筑高差不允許超過(guò)40 cm。墊層料采用天然砂與級(jí)配碎石料在摻配場(chǎng)摻混而成,最大粒徑不大于80 mm。施工中,嚴(yán)格控制墊層料的鋪料寬度、鋪料厚度、加水量、碾壓機(jī)具和碾壓遍數(shù)等參數(shù),專(zhuān)職質(zhì)檢員跟班記錄,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理;并按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行填筑質(zhì)量檢測(cè)工作。
(2)過(guò)渡層區(qū)填筑質(zhì)量控制。
過(guò)渡料填筑前,必須把與主堆石區(qū)交接界面上所有大于300 mm的已分離的塊石清除干凈。用推土機(jī)攤鋪,人工輔助平整。過(guò)渡料填筑時(shí)與同層墊層料和相鄰主堆石料一并進(jìn)行碾壓,施工中,嚴(yán)格控制過(guò)渡料的鋪料寬度、鋪料厚度、加水量、碾壓機(jī)具和碾壓遍數(shù)等參數(shù)。
(3)主、次堆石區(qū)填筑質(zhì)量控制。
主、次堆石區(qū)填筑施工前,須進(jìn)行測(cè)量放樣劃分填筑界限,在左、右岸岸坡標(biāo)明高程及樁號(hào),在填筑區(qū)域設(shè)置鋪料層厚標(biāo)志。
分段分區(qū)進(jìn)行填筑時(shí),各碾壓段之間的搭接不小于1.0 m;要求鋪筑碾壓層次分明,做到平起平升,以防碾壓時(shí)漏振欠碾。對(duì)于分段分區(qū)結(jié)合部位填筑層坡面的松動(dòng)不密實(shí)部分挖到后填筑區(qū)域,待后填筑層碾壓時(shí)一并進(jìn)行搭接處理,騎縫碾壓密實(shí),以保證先填層與后填層結(jié)合良好。
主堆石區(qū)與岸坡結(jié)合部位要求采用粒徑較小且級(jí)配良好的過(guò)渡料填筑,寬度不小于(1~2)m。對(duì)振動(dòng)碾控制不到的邊角部位,采用液壓振動(dòng)夯夯實(shí)。
面板、趾板是面板堆石壩壩體防滲的主要防線(xiàn),其混凝土施工質(zhì)量的好壞優(yōu)劣,與壩體的擋水性能及使用壽命有著決定性的關(guān)系。因此,面板、趾板的施工是洮水混凝土面板堆石壩施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)。
(1)面板混凝土要求采用42.5普通硅酸鹽水泥,最少水泥用量應(yīng)滿(mǎn)足水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
(2)嚴(yán)格限制水灰比,本工程水灰比要求不超過(guò)0.45。
(3)摻加不低于Ⅱ級(jí)的優(yōu)質(zhì)粉煤灰替代部分水泥,以提高混凝土的耐久性和抗裂性。
(4)摻高效減水劑和引氣劑,可提高混凝土的抗凍、抗?jié)B和抗裂性。外加劑和摻合料種類(lèi)及摻量通過(guò)試驗(yàn)確定。
要求用于面板混凝土的細(xì)骨料吸水率不應(yīng)大于3%,含泥量不應(yīng)大于2%,細(xì)度模數(shù)宜在(2.4~2.8)范圍內(nèi)。粗骨料的吸水率不應(yīng)大于2%,含泥量不應(yīng)大于1%。在計(jì)量控制上,則要求對(duì)混凝土系統(tǒng)全部試驗(yàn)儀器和計(jì)量設(shè)備按計(jì)量部門(mén)的規(guī)定定期校驗(yàn),以確保計(jì)量精度滿(mǎn)足規(guī)范要求。
在拌制混凝土過(guò)程中,必須控制好坍落度、出機(jī)口溫度、拌合時(shí)間等各項(xiàng)指標(biāo)。每班中抽取一組進(jìn)行抗壓試塊,適當(dāng)?shù)牧羧】節(jié)B、抗凍試塊。為了使混凝土有著較好的均勻性,拌合時(shí)間不能超出(2~3)min。對(duì)砂石料中的含水量進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量,確保拌合用水量的適當(dāng)。每4 h進(jìn)行一次坍落度測(cè)量。
趾板、面板在混凝土過(guò)程中,為確保質(zhì)量。要求做到:
(1)合理安排面板混凝土澆筑時(shí)機(jī);
(2)要求施工準(zhǔn)備充分,包括現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)倉(cāng)、止水系統(tǒng)檢查、設(shè)備配置、人員分工、混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、質(zhì)量檢測(cè)、工藝流程、技術(shù)保障等內(nèi)容;
(3)建立一套完善的驗(yàn)倉(cāng)制度以及值班制度;
(4)嚴(yán)格墊層坡面修整工序施工質(zhì)量;
(5)嚴(yán)格混凝土澆筑工藝。
本工程面板混凝土第一次收面后即采用隨滑模前行的塑料薄膜覆蓋保濕,二次收面后覆蓋雙布一膜土工布保濕保溫;待混凝土面可承受人工踩踏后,改用麻袋或草袋進(jìn)行覆蓋混凝土表面,并及時(shí)采用水管進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù);待一塊面板澆筑完成后,采用布置在面板頂部沿壩軸線(xiàn)向設(shè)一水平養(yǎng)護(hù)專(zhuān)用水管進(jìn)行長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù),保證表面連續(xù)保溫保濕,養(yǎng)護(hù)時(shí)間28 d以上。
在混凝土澆筑施工過(guò)程中,認(rèn)真執(zhí)行規(guī)范和設(shè)計(jì)中的指標(biāo),嚴(yán)格各項(xiàng)檢驗(yàn)制度,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。將部分原材料及混凝土試驗(yàn)檢測(cè)成果匯于表1~表4。
表1 砂質(zhì)量檢測(cè)成果表
表2 粗骨料質(zhì)量檢測(cè)成果表
表3 水泥檢測(cè)結(jié)果表
表4 混凝土試塊強(qiáng)度檢測(cè)成果表
從上述檢查檢測(cè)結(jié)果顯示,大壩各類(lèi)混凝土質(zhì)量均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
在壩體填筑過(guò)程中,根據(jù)工程具體情況,壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)方法采用常規(guī)的挖坑檢測(cè)試驗(yàn),大壩壩體各區(qū)壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)成果見(jiàn)表5。
表5 壩體填筑壓實(shí)質(zhì)量抽檢成果統(tǒng)計(jì)表
大壩填筑質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明,洮水面板壩壩體填筑質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
根據(jù)洮水水庫(kù)面板壩具體的建設(shè)特點(diǎn),結(jié)合國(guó)內(nèi)面板壩施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),監(jiān)理單位通過(guò)制定有針對(duì)性的質(zhì)量控制制度和措施,并與各參建單位一起對(duì)大壩施工質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格控制與管理,使大壩施工全過(guò)程均在受控狀態(tài)下進(jìn)行,從而達(dá)到了大壩單位工程質(zhì)量良好的結(jié)果。
該工程自2011年9月下閘蓄水運(yùn)行以來(lái),大壩下游設(shè)置的量水堰觀(guān)測(cè)結(jié)果顯示,沒(méi)有發(fā)生過(guò)滲流異常的現(xiàn)象,進(jìn)而說(shuō)明大壩設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。該工程面板壩施工質(zhì)量控制措施做法對(duì)類(lèi)似工程具有一定的參考意義。