藏區(qū)巨孤漂石地層土石圍堰防滲體系監(jiān)理控制

楊光忠

(中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 工程概述

工程位于西藏自治區(qū)境內(nèi)，屬YLZBJ干流中游第2級電站。電站為二等大(2)型工程，攔河壩為碾壓混凝土重力壩，發(fā)電廠房采用壩后式布置，安裝4臺單機容量165MW的混流式水輪發(fā)電機組。

施工導(dǎo)流為一次攔斷河床全年擋水圍堰、2條導(dǎo)流洞泄流方式，上、下游圍堰均為土石圍堰。上游圍堰堰頂高程3418.50m，最大堰高60.0m，堰頂長373.8m。上游圍堰采用堰體土工膜斜墻+堰基混凝土防滲墻+墻下帷幕灌漿的防滲方式。堰體土工膜斜墻21043m2，混凝土防滲墻3515m2，最大深度40.7m，墻下帷幕灌漿4473.0m。下游圍堰堰頂高程3379.50m，最大堰高17.5m。下游圍堰采用堰體現(xiàn)澆混凝土心墻+堰基混凝土防滲墻+墻下帷幕灌漿的防滲方式。堰體現(xiàn)澆混凝土心墻1260m2。混凝土防滲墻3146m2，最大深度約43.6m，墻下帷幕灌漿3432.8m。

工程特點如下：

(1)施工工期緊。2016年12月底大江截流，要求2017年5月底圍堰具備度汛條件，施工工期緊；圍堰防滲體系嚴密，工序繁雜，混凝土防滲墻施工進度制約墻下帷幕灌漿和上部防滲體系施工，施工強度高。

(2)氣候環(huán)境惡劣。工程位于青藏高原氣候區(qū)，氣候干燥、高原缺氧，施工人員及施工機械設(shè)備在3400m高程降效明顯；冬季施工、晝夜溫差大，防滲墻水下混凝土澆筑溫控難度大。

(3)地質(zhì)條件復(fù)雜。河床基巖面可能起伏較大，且河床及兩岸坡腳大孤石、沖積漂卵石、大塊石等含量超40%，粒徑以0.5～2.0m為主，個別粒徑達7.5m，分布不均、存在架空現(xiàn)象，漂卵石層滲透系數(shù)為0.02～0.13cm/s，呈強透水性，防滲難度較大；基巖為黑云母花崗閃長巖，巖性堅硬，造孔質(zhì)量控制要求高。

(4)防滲體系工序繁雜?；炷练罎B墻施工工序環(huán)節(jié)多，基覆界線判定、清孔、混凝土澆筑、墻段連接等工序容易產(chǎn)生質(zhì)量問題；上游圍堰迎水面防滲體系采用復(fù)合土工膜鋪設(shè)，外噴20cm厚C25混凝土防護，其土工膜焊接、鋪設(shè)及混凝土噴護等工序是質(zhì)量波動環(huán)節(jié)。

2 監(jiān)理工作

2.1 組織管理

在既有制度的基礎(chǔ)上，監(jiān)理機構(gòu)編制完善了上、下游圍堰施工監(jiān)理實施細則和上下游圍堰混凝土防滲墻施工監(jiān)理實施細則，修訂完善混凝土防滲墻與帷幕灌漿施工質(zhì)量控制指導(dǎo)書，基本涵蓋了防滲體系監(jiān)理工作的各個方面，對規(guī)范監(jiān)理行為、促進監(jiān)理工作發(fā)揮了應(yīng)有的作用。

藏區(qū)已建類似工程中發(fā)生過嚴重的圍堰漏水事故，其主要原因是基覆界線判斷失誤，槽孔造孔時誤將原始河床覆蓋層中的大孤漂石判定為基巖，導(dǎo)致混凝土防滲墻未真正伸入基巖而呈懸掛狀態(tài)。基坑抽排水時，水壓力擊穿混凝土防滲墻下部原始覆蓋層而發(fā)生透水事故。為避免上述問題發(fā)生，監(jiān)理機構(gòu)以“提高高寒地區(qū)大漂卵石河床土石圍堰混凝土防滲墻施工質(zhì)量”為課題開展QC小組活動，并與參建各方成立防滲墻基覆界線判定聯(lián)合工作組，開展防滲墻基覆界線判定、驗收工作。

混凝土防滲墻施工監(jiān)理工作程序如圖1所示。

圖1 混凝土防滲墻施工監(jiān)理工作流程圖

根據(jù)設(shè)計文件、合同文件、規(guī)程規(guī)范及經(jīng)過審批的施工方案，對圍堰工程各施工工藝、監(jiān)理控制要求等對監(jiān)理人員進行培訓(xùn)及交底。

經(jīng)全面檢查施工條件、施工資源、控制測量、進場材料質(zhì)量檢驗等準備工作后，頒發(fā)分部、分項工程開工許可證。

2.2 施工圖審查及設(shè)計優(yōu)化

施工圖紙審查涉及施工圖紙和技術(shù)要求的符合性、專業(yè)關(guān)系的協(xié)調(diào)性、圖紙表述的正確性、施工關(guān)系的適應(yīng)性等。并在工程項目開工前，組織參建各方進行設(shè)計圖紙審查及技術(shù)交底，使施工單位掌握設(shè)計意圖、技術(shù)標(biāo)準和設(shè)計技術(shù)要求。

監(jiān)理機構(gòu)根據(jù)工程特點及類似工程成功經(jīng)驗，對技施階段設(shè)計圖紙?zhí)岢鋈缦聝?yōu)化建議，并經(jīng)參建各方專題會研究通過并采納。

(1)根據(jù)原設(shè)計圖紙要求，防滲墻為塑性混凝土，單軸抗壓強度≥5MPa，未提及抗凍指標(biāo)要求。因工程處于高寒地區(qū)，且防滲墻混凝土于冬季施工，為防止混凝土凍裂影響防滲墻質(zhì)量，監(jiān)理機構(gòu)配合業(yè)主組織專家論證，最終確定防滲墻塑性混凝土調(diào)整為C30F150W8。

(2)下游圍堰3371m高程以上原設(shè)計采用復(fù)合土工膜心墻防滲，鑒于下游圍堰基覆界線及墻下帷幕灌漿控制線實際較原設(shè)計整體降低，造成下游圍堰防滲墻及墻下帷幕灌漿量增加。若待防滲墻施工完成后再進行墻下帷幕灌漿施工，最后進行3371m高程以上復(fù)合土工膜及圍堰填筑施工，其工期已無法滿足度汛條件要求。為此，將下游圍堰3371m高程以上復(fù)合土工膜心墻調(diào)整為C25現(xiàn)澆混凝土心墻，并將帷幕灌漿孔埋管上引至堰頂，圍堰填筑完成后利用汛期時段補充墻下帷幕灌漿施工。

2.3 施工技術(shù)準備

工程開工前21天，要求施工單位按照施工圖紙、施工技術(shù)要求及有關(guān)施工規(guī)范等規(guī)定，編制分部(分項)施工技術(shù)措施和進度計劃。監(jiān)理機構(gòu)著重對施工單位所選擇的施工技術(shù)方案、程序、工藝是否符合施工條件、強制性標(biāo)準、合同技術(shù)條款，以及對施工質(zhì)量、施工安全的針對性及可靠性等進行審查。重點審查施工單位類似工程業(yè)績并配合業(yè)主單位對工程實體進行核查，監(jiān)督施工單位對作業(yè)班組進行施工技術(shù)交底及班前教育，考核作業(yè)人員熟練程度等。

2.4 施工過程控制

(1)質(zhì)量控制

依據(jù)施工合同文件、設(shè)計文件、技術(shù)規(guī)范與質(zhì)量檢驗標(biāo)準，以單元工程和工序過程為基礎(chǔ)，通過巡視、旁站、試驗、檢查和驗收等有效措施和手段，對工程質(zhì)量實行全面、全過程監(jiān)督和控制。

(2)進度控制

進度控制主要從進度計劃的編制及各控制性目標(biāo)的確定、進度計劃實施的檢查監(jiān)督與協(xié)調(diào)、進度的統(tǒng)計分析與進度計劃的調(diào)整等幾方面采取措施進行控制。

(3)費用控制

依據(jù)承包合同與工程監(jiān)理服務(wù)合同約定對施工合同費用、工程造價進行有效控制。嚴格執(zhí)行施工合同支付管理工作程序及工程施工合同費用支付控制過程管理。

(4)安全管理

安全監(jiān)督管理工作遵守法規(guī)規(guī)定、合同約定，堅持“安全第一、預(yù)防為主”的原則，開展對作業(yè)人員、狀態(tài)的監(jiān)控與隱患排查處理，重視對施工生產(chǎn)中各種不安全因素的分析和預(yù)控制，避免安全事故的發(fā)生。按照工程承建合同規(guī)定和國家標(biāo)準規(guī)定督促施工單位做好施工現(xiàn)場的環(huán)境保護及水土保持工作。

(5)合同管理

審核各類工程變更(包括設(shè)計修改、設(shè)計變更等)，提出處理意見，報業(yè)主批準后執(zhí)行。對工程實施情況做好記錄以備對索賠事件的核查分析，組織施工合同雙方進行協(xié)商，做好調(diào)解協(xié)調(diào)工作。對事實成立、意向已經(jīng)達成的項目，及時督辦工程索賠立項及費用審核。

(6)信息管理

做好施工現(xiàn)場監(jiān)理記錄與信息反饋，按要求編制監(jiān)理月、年報，對工程資料及檔案按期進行整編和管理，并在工程竣工驗收后移交業(yè)主。

(7)施工協(xié)調(diào)

監(jiān)理機構(gòu)重點協(xié)調(diào)防滲墻基覆界線判定環(huán)節(jié)。監(jiān)理工程師通過發(fā)揮溝通、協(xié)調(diào)職責(zé)，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，實現(xiàn)施工合同目標(biāo)。

3 質(zhì)量控制要點

3.1 生產(chǎn)性試驗

根據(jù)圍堰項目施工安排，指導(dǎo)開展防滲墻施工、墻下帷幕灌漿、土工膜焊接等現(xiàn)場工藝試驗，總結(jié)經(jīng)驗，檢查復(fù)核實施效果。

3.2 混凝土防滲墻

防滲墻典型槽段長度7m，一、二期槽均分為三主、兩副槽孔。防滲墻施工采用“鉆劈法”造孔，“導(dǎo)管法”澆筑混凝土成墻，墻段連接采用“接頭管法”施工工藝，堰肩覆蓋層深度小于6m的槽孔采用開挖成槽后現(xiàn)澆混凝土。

(1)基覆界線判定

基巖與覆蓋層分界面的正確判定是混凝土防滲墻施工的關(guān)鍵控制要點，類似工程失敗的主要原因是因基覆界線判定失誤導(dǎo)致混凝土防滲墻施工質(zhì)量不滿足要求。為確保基覆界面判斷準確，監(jiān)理工程師組織參建各方主要從以下幾方面資料綜合分析判定基覆界線：①設(shè)計單位根據(jù)前期地質(zhì)勘探資料擬定的基覆界線；②防滲墻軸線位置覆蓋層內(nèi)大孤漂石預(yù)爆資料；③實施階段設(shè)計單位補充地質(zhì)勘探資料；④實施階段施工單位補充勘探資料(補勘孔孔距10～20m，深入基巖不小于15m)；⑤實施階段物探單位采用電磁波CT法、鉆孔錄像及單孔聲波測試3種方法聯(lián)合對防滲墻基覆界面的鑒定資料；⑥防滲墻單孔及槽孔的造孔記錄等。

(2)造孔

因覆蓋層內(nèi)大孤石、漂卵石含量高，局部存在架空，造成防滲墻成孔困難。采用阿特拉斯A66鉆機套管(DN146mm)跟進造孔，單孔完成采用PVC管(DN100mm)放入跟管裝藥預(yù)爆。防滲墻典型槽段長度7m，一、二期槽均分為三主、兩副。鉆孔設(shè)備主要選用CZ- 6D型沖擊鉆機，過程中嚴格控制孔斜率。

(3)清孔

主要采用氣舉反循環(huán)法清孔，單孔清孔完成后移動鉆機或吊車逐孔清孔。過程中嚴格控制孔底淤積厚度及泥漿指標(biāo)，泥漿凈化設(shè)備為ZX- 200。清孔換漿完成后及時下放預(yù)埋灌漿管，并在清孔驗收合格4h內(nèi)開始澆筑混凝土。

(4)混凝土澆筑

混凝土由拌和系統(tǒng)按照經(jīng)過審批的配合比集中拌制，嚴格控制混凝土各性能指標(biāo)。采用8m3攪拌車將混凝土運送至槽口分料斗，通過導(dǎo)管(φ250mm)入槽澆筑。混凝土澆筑過程嚴格控制導(dǎo)管中心距、導(dǎo)管底口位置、導(dǎo)管埋入混凝土深度、導(dǎo)管提升速度及混凝土澆筑上升速度等。

(5)墻段連接

防滲墻段連接采用“接頭管法”施工，接頭管吊放時準確定位，控制偏斜率在1%內(nèi)，準確掌握接頭管起拔時間，偏斜時及時糾偏。

(6)特殊情況處理

為確保防滲墻施工順利進行，防止各工序環(huán)節(jié)中出現(xiàn)意外而影響施工質(zhì)量及施工進度，施工前針對各工序環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)問題狀況進行梳理，制定特殊情況處理應(yīng)對措施。

3.3 帷幕灌漿

帷幕灌漿采用孔口鑲鑄孔口管。以孔距2m，單排布置，采用自上而下分段灌漿。鉆孔主要采用回轉(zhuǎn)式XY- 2地質(zhì)鉆機鉆進，鉆孔過程中嚴格控制孔斜，灌漿采用3SNS型高壓灌漿泵，按分序加密的原則進行。灌漿段在最大設(shè)計壓力下，當(dāng)注入率不大于1L/min，繼續(xù)灌注60min，可結(jié)束灌漿。對透水率大、無壓無回孔段采取限流、間隙、限量、待凝、添加速凝劑等方式進行處理，采用“全孔灌漿封孔法”對灌漿孔封孔。

帷幕灌漿質(zhì)量檢查主要有：鉆孔取芯、單點壓水、巖體聲波等。

3.4 土工膜及混凝土噴護

上游圍堰迎水面防滲體系采用復(fù)合土工膜(600g/1.0mmHDPE/600g)鋪設(shè)，外噴20cm厚C25混凝土防護。堰體填筑完成后，鋪筑厚3m的過渡料和0.5厚的墊層料，經(jīng)碾壓密實后，涂刷厚1cm的貧水泥砂漿層，然后鋪設(shè)土工膜，嚴格控制起伏差。土工膜的接頭施工采用熱熔擠壓焊接方法，拼接前對焊接面進行清掃，焊接面無油污、灰塵、水珠。陰雨天暫停施工，以保持焊接面干燥。土工膜裁剪整齊，保證足夠的搭接寬度，方便焊接。施工中出現(xiàn)收縮起皺及扭曲鼓包等現(xiàn)象時，將其剔除后重新進行焊接。鋪設(shè)過程中，現(xiàn)場施工人員和監(jiān)督人員不得穿硬底皮鞋或帶釘?shù)男?。嚴禁在土工膜上堆放物品，嚴禁在土工膜上施工，土工膜在施工過程中遭到損壞，發(fā)現(xiàn)機械損傷和生產(chǎn)創(chuàng)傷造成孔洞、折損等缺陷，及時按監(jiān)理的指示進行修理。在修理復(fù)合土工膜前，將保護層破壞部位不符合要求的料物清除干凈，補充填入合格料物，并予以整平。對受損的復(fù)合土工膜部位之上另鋪一層合格的復(fù)合土工膜，其各邊長度應(yīng)至少大于破損部位的1m以上，并將兩者進行拼接處理。

表1 防滲體系施工質(zhì)量主要成果

3.5 堰體填筑

圍堰沉降和水平位移變化是造成土工膜斜墻及混凝土噴護是否被拉裂破壞的主要因素，堰體填筑質(zhì)量直接影響圍堰沉降量及水平位移變化量。堰體填筑料包括石渣料、細石渣料、過渡料、墊層料、防滲土料及大塊石等，監(jiān)理工程師全程旁站監(jiān)督施工，嚴格控制堰體填筑料巖性、顆粒級配、干密度及含水率等，嚴格監(jiān)控填筑厚度和碾壓參數(shù)，嚴格監(jiān)控堰基、巖坡結(jié)合及縱橫接縫處理。

4 質(zhì)量評價

通過防滲墻混凝土試件性能試驗、防滲墻體取芯及注水試驗、防滲墻體及墻下帷幕聲波檢測、墻下帷幕灌后壓水試驗、復(fù)合土工膜及混凝土噴護檢查等相關(guān)檢查，并通過主汛期基坑抽排水檢驗，防滲體系施工質(zhì)量較好。施工質(zhì)量主要成果參見表1。

5 結(jié)語

監(jiān)理機構(gòu)采取系列控制措施，與參建各方共同努力，上下游圍堰施工質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求，并如期實現(xiàn)既定目標(biāo)。本工程于2016年12月28日實現(xiàn)大江截流，2017年1月15日防滲墻槽孔開工，2017年4月28日圍堰防滲墻混凝土施工完成。2017年8月圍堰經(jīng)受江水流量6740m3/s(超5年一遇標(biāo)準)考驗。