赫慶彬 李淼 劉國(guó)強(qiáng) 李強(qiáng)

莫肯水電站位于喀麥隆南部阿達(dá)馬瓦?。ˋdamaoua）的Dja 河上，是一座低壩河床式水電站，工程主要任務(wù)為發(fā)電，兼有內(nèi)陸?zhàn)B魚(yú)、旅游及灌溉等綜合利用功能。工程主要由攔河壩（主、副壩）、漿砌石溢流壩、漿砌石重力擋水壩、泄洪沖沙閘、電站廠房、升壓站、進(jìn)場(chǎng)公路、輸電線路、變電所及管理生活區(qū)等組成。水庫(kù)總庫(kù)容2.10 億m3，設(shè)計(jì)水頭8.2 m，發(fā)電引水流量214.5 m3/s，電站總裝機(jī)1.50 萬(wàn) kW，年發(fā)電量 7 628 萬(wàn) kW · h，年利用小時(shí)為5 085 h。

喀麥隆莫肯水電站由喀麥隆能源與水資源部負(fù)責(zé)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理。合同總工期為36 個(gè)月，計(jì)劃2015 年5 月完工。工程于2011 年開(kāi)工建設(shè)，攔河樞紐采用分期導(dǎo)流施工。一期工程主要包括主壩、電站廠房、泄洪沖沙閘等建筑物，二期工程主要包括漿砌石溢流壩、漿砌石重力擋水壩及副壩。由于施工資源配置、合同支付和設(shè)計(jì)變更索賠等問(wèn)題，造成項(xiàng)目進(jìn)度滯后，二期導(dǎo)流未能按原計(jì)劃如期進(jìn)行，二期導(dǎo)流時(shí)段、導(dǎo)流建筑物及后續(xù)施工進(jìn)度計(jì)劃需要調(diào)整。為解決工程面臨的問(wèn)題，加快施工進(jìn)度，2015 年3 月受業(yè)主委托，對(duì)喀麥隆莫肯水電站工程的二期建筑物設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核，并給業(yè)主提供全方位咨詢服務(wù)，以達(dá)到項(xiàng)目在進(jìn)度、質(zhì)量等方面的控制。

本文主要介紹莫肯項(xiàng)目的咨詢方案制定、延伸服務(wù)、咨詢過(guò)程及成果輸出等方面。

1 咨詢方案制定

1.1 國(guó)際工程咨詢服務(wù)形式及特點(diǎn)

國(guó)際工程咨詢服務(wù)主要包括工程項(xiàng)目前期的項(xiàng)目建議書(shū)、可行性研究、項(xiàng)目評(píng)估、招標(biāo)文件編制以及項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的施工及設(shè)備采購(gòu)、安裝階段的監(jiān)理及相關(guān)的技術(shù)咨詢服務(wù)。水利水電工程咨詢服務(wù)屬于智力密集型服務(wù)，具有復(fù)雜性和跨專業(yè)性等特點(diǎn)。國(guó)外工程咨詢業(yè)務(wù)與國(guó)內(nèi)業(yè)務(wù)相比，影響因素更為復(fù)雜，如受到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、審批程序不同于國(guó)內(nèi)的影響，項(xiàng)目所在國(guó)的經(jīng)濟(jì)、政治環(huán)境等因素也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

1.2 本工程咨詢方案制定

本工程的咨詢服務(wù)除了上述國(guó)際工程咨詢的普遍特點(diǎn)外，其特殊性還在于工程已經(jīng)實(shí)施了4 年，由于施工前期未介入，盡快制定咨詢方案就成為首要問(wèn)題。 在成立了項(xiàng)目咨詢團(tuán)隊(duì)后，隨即分步開(kāi)展了以下工作，并依據(jù)相關(guān)工作制定咨詢方案。

1.2.1 前期準(zhǔn)備工作

1.2.1.1 業(yè)主及設(shè)計(jì)單位座談、溝通

2015 年4、5 月份分別與業(yè)主及設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了多次座談與溝通，對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)展、面臨問(wèn)題進(jìn)行全面了解，并收集咨詢服務(wù)所必需的基礎(chǔ)資料。

1.2.1.2 資料解讀、問(wèn)題分析

咨詢團(tuán)隊(duì)開(kāi)展前期資料解讀，結(jié)合業(yè)主及設(shè)計(jì)單位的反饋，總結(jié)出本項(xiàng)目面臨的主要問(wèn)題為施工進(jìn)度及質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)度滯后問(wèn)題尤為突出。

1.2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

資料解讀同時(shí)，派遣專業(yè)人員赴工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)工程各個(gè)建筑物施工進(jìn)展情況進(jìn)行摸底并及時(shí)以紀(jì)要、圖片等形式反饋給國(guó)內(nèi)咨詢團(tuán)隊(duì)。

1.2.2 咨詢方案制定

經(jīng)過(guò)調(diào)查、研究，明確了本工程面臨的主要問(wèn)題為工期滯后，咨詢服務(wù)主要圍繞在保證工程質(zhì)量的前提下，采取措施提高施工進(jìn)度。在該原則下，確定了咨詢方案主要內(nèi)容：

（1）設(shè)計(jì)復(fù)核與咨詢，包括二期建筑物設(shè)計(jì)復(fù)核，全部機(jī)電與金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)截流方案設(shè)計(jì)咨詢。

（2）對(duì)外技術(shù)溝通與設(shè)計(jì)審批協(xié)調(diào)，包括協(xié)助同監(jiān)理的溝通，加快審批進(jìn)度；為加快施工進(jìn)度提供必要的設(shè)計(jì)變更的建議。

（3）現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)，根據(jù)需要提供駐現(xiàn)場(chǎng)的專業(yè)技術(shù)人員。

（4）多專業(yè)、全過(guò)程咨詢管理服務(wù)，咨詢服務(wù)并不僅限于對(duì)原設(shè)計(jì)的復(fù)核及提出咨詢報(bào)告，而重在解決實(shí)際問(wèn)題，因此，在咨詢過(guò)程中與項(xiàng)目參與各方保持緊密聯(lián)系，如對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的意見(jiàn)及時(shí)反饋、參與設(shè)備廠家的聯(lián)絡(luò)會(huì)等，與各方一起推動(dòng)項(xiàng)目開(kāi)展。

2 咨詢延伸服務(wù)

本工程設(shè)計(jì)咨詢服務(wù)過(guò)程與工程施工同時(shí)進(jìn)行，實(shí)際上也是不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。比如原工程二期導(dǎo)流方案由于施工進(jìn)度滯后，已經(jīng)不適用于最新的施工方案，通過(guò)與業(yè)主簽訂補(bǔ)充協(xié)議，我方承擔(dān)了二期導(dǎo)流方案的重新設(shè)計(jì)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件以及空間限制，采用1∶1 邊坡的小斷面設(shè)計(jì)，既保證二期圍堰擋水發(fā)電要求，又能滿足工期及現(xiàn)場(chǎng)施工條件。

二期圍堰在2015 年7 月成功截流，并在當(dāng)年9月份雨季來(lái)臨前完成圍堰加高，為二期建筑物施工順利開(kāi)展提供了條件。

3 咨詢過(guò)程與成果概述

咨詢服務(wù)的設(shè)計(jì)復(fù)核部分主要針對(duì)副壩、重力壩、溢流壩等二期建筑物進(jìn)行。除針對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)核外，也針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)，進(jìn)行了材料替代方案研究。

3.1 副壩

副壩擋水壩位于Dja 河左側(cè)山體凹口，壩軸線與主壩軸線呈137.76°傾向上游。副壩擋水壩全長(zhǎng)295.00 m，為礫石土斜墻砂礫壩，壩頂高程615.20 m，壩頂寬4.00 m，最大壩高6.70 m，上游迎水面壩坡坡比1∶2.75，下游背水面坡比1∶2.00，壩體上游采用干砌石護(hù)坡，下游采用木框格草皮護(hù)坡，壩腳利用干砌石貼坡排水。大壩基礎(chǔ)采用截水槽防滲，回填礫石土，深入基巖。

設(shè)計(jì)咨詢主要針對(duì)副壩的筑壩材料、填筑要求、壩體分區(qū)、壩坡、壩頂高程及防滲設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了復(fù)核。

副壩各部位壩體及基礎(chǔ)變化平順，基本無(wú)突變，壩體計(jì)算選取最大壩高作為典型計(jì)算斷面，進(jìn)行壩坡穩(wěn)定、壩體沉降、滲流穩(wěn)定等復(fù)核。

經(jīng)復(fù)核，給出如下咨詢結(jié)論：

（1）原設(shè)計(jì)滲流及滲流穩(wěn)定計(jì)算模型、工況及計(jì)算采用的程序是合適的。

（2）壩體內(nèi)各部位最大比降小于相應(yīng)允許比降；壩基下游出逸點(diǎn)比降小于壩基允許滲透比降。

（3）上下游壩坡穩(wěn)定在各工況均是安全的。

（4）副壩壩體沉降小于壩高的1%，滿足規(guī)范要求。但是要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，測(cè)量出已經(jīng)完成填筑的壩頂高程，預(yù)留出沉降量。

3.2 重力壩

漿砌石重力壩位于Dja 河左側(cè)河岸二級(jí)階地堆積層構(gòu)成的壤土斜坡、主壩軸線左壩端，右側(cè)與溢流壩連接，漿砌石重力壩全長(zhǎng)22.00 m。

漿砌石重力壩采用塊石砌筑，壩頂高程615.20 m，壩頂寬4.00 m，最大壩高15.20 m，上游迎水面垂直，下游壩面坡比1∶0.75，上游側(cè)布置0.30 m 厚鋼筋混凝土防滲層，基礎(chǔ)坐落在強(qiáng)風(fēng)化下限基巖上。

重力壩段壩基礎(chǔ)存在軟弱夾層，原初設(shè)報(bào)告僅對(duì)壩基進(jìn)行了穩(wěn)定及應(yīng)力復(fù)核，沒(méi)有針對(duì)該軟弱夾層進(jìn)行深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算。本次設(shè)計(jì)復(fù)核針對(duì)該軟弱夾層，假定不同傾角進(jìn)行了深層抗滑敏感性分析。

由于實(shí)測(cè)地勘資料有限，斷面走向不明確，綜合考慮地質(zhì)情況說(shuō)明，特假定α=10°、15°、20°，β=15°、30°、45°三種情況進(jìn)行組合計(jì)算深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。

經(jīng)復(fù)核，給出如下咨詢結(jié)論：

（1）采用的計(jì)算公式滿足規(guī)范要求。

（2）計(jì)算結(jié)果表明，壩體抗滑及建基面應(yīng)力安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，壩基穩(wěn)定滿足要求。

（3）針對(duì)軟弱夾層，假定不同傾角進(jìn)行了深層抗滑敏感性分析。假定的第一滑裂面傾角分別為10°、 15°、 20°， 第 二 滑 裂 面 傾 角 分 別 為 15°、30°、45°時(shí)，計(jì)算結(jié)果所有工況均滿足規(guī)范要求的抗滑穩(wěn)定要求。

3.3 溢流壩

漿砌石溢流壩位于Dja 河主槽，與主壩同軸，左與漿砌石重力壩、右與泄洪沖沙排漂閘連接，漿砌石溢流壩全長(zhǎng)115.00 m。

溢流壩采用開(kāi)敞式漿砌石溢流壩，溢流壩總寬115.00 m，過(guò)流凈寬96.00 m，堰頂高程612.00 m，最大壩高15.00 m，底寬14.00 m。為實(shí)用堰型式。下游采用臺(tái)階狀堰面至河床，每階高1.5 m，寬1.125 m。

溢流壩選取最大斷面作為典型斷面，主要進(jìn)行了泄流能力、消能復(fù)核。

經(jīng)復(fù)核，給出如下咨詢結(jié)論：

（1）溢洪道的泄流能力滿足泄洪要求。

（2）水流經(jīng)過(guò)臺(tái)階式消能后，溢流壩下游不會(huì)產(chǎn)生沖坑。

（3）溢流壩運(yùn)行期間加強(qiáng)觀測(cè)，如出現(xiàn)影響大壩安全的河床沖刷應(yīng)及時(shí)增設(shè)下游防沖設(shè)施。

3.4 建筑物材料替代方案研究

3.4.1 溢流壩及重力壩優(yōu)化方案

考慮施工進(jìn)度滯后的情況，如按照建筑物先有的設(shè)計(jì)方案施工，施工工期較長(zhǎng)，為了加快施工進(jìn)度，對(duì)溢流壩、重力壩進(jìn)行了替代方案研究，將溢流壩及重力壩調(diào)整為毛石混凝土結(jié)構(gòu)型式。

具體調(diào)整建議為：將原漿砌石調(diào)整為毛石混凝土，取消原上游面的鋼筋混凝土防滲面板，頂部溢流面及下游壩坡消力臺(tái)階采用常態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)并在表面配置鋼筋網(wǎng)，壩體毛石混凝土與溢流面常態(tài)混凝土同步施工。重力壩參照溢流壩方案進(jìn)行調(diào)整。

3.4.2 副壩替代方案研究

副壩原設(shè)計(jì)方案合理，但是由于工期滯后，為加快施工進(jìn)度，調(diào)整副壩壩型，以利于施工?？紤]到副壩周邊防滲土料資源豐富，儲(chǔ)量及質(zhì)量均滿足均值土壩填筑要求。因此，將副壩壩型型式調(diào)整為均質(zhì)土壩（壩體填筑土料全部采用含礫黏土料）。

副壩壩型調(diào)整優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）采用均值土壩壩體材料單一，施工工序簡(jiǎn)單，施工干擾少，有利于加快施工進(jìn)度，加上副壩施工周期均在旱季進(jìn)行，這一優(yōu)勢(shì)更為明顯。

（2）壩體防滲部分厚度大，滲透比降比較小，有利于滲流穩(wěn)定和減少通過(guò)壩體的滲漏量。

（3）壩體和壩基及岸坡的接觸滲徑比較長(zhǎng)，壩基防滲效果好；而土質(zhì)斜墻防滲料則是靠在透水壩殼上，若壩殼沉降較多，將有可能使斜墻開(kāi)裂，從而影響到壩體防滲效果。

（4）由于均值土壩對(duì)壩基地質(zhì)條件要求相對(duì)較低，在除去副壩壩基表層富含植物根系土層（厚度1.0～1.5 m）之后即可作為副壩的建基面。

方案調(diào)整后對(duì)副壩均質(zhì)壩方案進(jìn)行復(fù)核，副壩滲流及邊坡穩(wěn)定均滿足要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）本工程設(shè)計(jì)咨詢服務(wù)針對(duì)本項(xiàng)目特點(diǎn)，通過(guò)與業(yè)主及設(shè)計(jì)單位溝通、資料解讀、問(wèn)題分析、現(xiàn)場(chǎng)考察等制定了相應(yīng)的咨詢方案并嚴(yán)格執(zhí)行多專業(yè)、全過(guò)程管理，以達(dá)到項(xiàng)目在進(jìn)度、質(zhì)量方面的控制，從而達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)的預(yù)期效果。

（2）提供咨詢延伸服務(wù)，如進(jìn)行更新的二期導(dǎo)流方案的設(shè)計(jì)，在擴(kuò)展了業(yè)務(wù)同時(shí)，也贏得了業(yè)主的口碑。

（3）為在保證工程質(zhì)量的前提下，盡量提高施工進(jìn)度，咨詢服務(wù)重點(diǎn)圍繞工程質(zhì)量及施工進(jìn)度進(jìn)行復(fù)核和優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出建筑物材料替代方案，以提高項(xiàng)目建設(shè)的效率和質(zhì)量。

（4）2019 年1 月，莫肯水電站順利完成臨時(shí)驗(yàn)收，工程運(yùn)行良好。