大壩施工中的監(jiān)測技術(shù)對工程成本的影響

(重慶市忠縣興業(yè)水資源開發(fā)有限責(zé)任公司 重慶 404300)

一、引言

由于目前的巖土勘察技術(shù)無法完整地獲取現(xiàn)實中水利工程項目場地的工程地質(zhì)條件，使得現(xiàn)有的水利工程設(shè)計和施工方案的制定存在一定的缺陷性，在正式施工時可能會遇到一些難以預(yù)知的狀況[1～3]。這就需要在工程施工過程中建立科學(xué)合理的監(jiān)測系統(tǒng)對現(xiàn)場的狀況進行實時地監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)工程問題并采取一定的措施進行處理[4]。多數(shù)大壩工程在施工過程都會布設(shè)一定的儀器和傳感器采集監(jiān)測信息，并對監(jiān)測結(jié)果進行分析來指導(dǎo)施工的進行[5～7]。在重慶金雞水庫堆石壩的施工過程中，在壩體上具體監(jiān)測了壩體的表面變形、壩體心墻內(nèi)部的撓度和心墻與壩角底座接縫處的變形、壩體混凝土凝固時的內(nèi)部溫度和壩體的滲流壓力壩基的滲流壓力。同時還監(jiān)測了大壩場地附近的環(huán)境水文條件，監(jiān)測對象包括水庫的水位變動情況，金雞水庫附近的降水量與氣溫變動情況。通過監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，降低了工程建設(shè)成本，提高了工程建設(shè)質(zhì)量。

二、工程概況

金雞水庫工程是重慶市重點水利工程，批復(fù)項目總投資33925萬元，其中瀝青混凝土心墻分部工程計劃總投資490.36萬元。位于重慶市忠縣金雞鎮(zhèn)，距金雞鎮(zhèn)場鎮(zhèn)150米，地處長江左岸的一小支流甘井河西支的柴家溝上，金雞水庫工程是一座以農(nóng)業(yè)灌溉、城鄉(xiāng)供水為主，兼有防洪等綜合效益的中型水利工程。水庫總庫容1099萬m3，總灌溉面積39716畝，場鎮(zhèn)供水人口3.3萬人，農(nóng)村人飲3.1萬人、畜飲5.436萬頭，水庫多年平均可供水量為1624萬m3。水庫由樞紐工程、借(引)水工程及灌區(qū)工程三部分組成，大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻石渣壩，壩軸線方向垂直于河道方向，最大壩高37.2m，壩頂長度135.5m，壩頂高程514.5m。瀝青混凝土心墻石渣壩分區(qū)有：瀝青混凝土心墻、上下游壩殼、上下游過渡層、下游堆石排水區(qū)、上下游蓋重區(qū)。瀝青混凝土心墻厚度為0.6～0.8m，心墻過渡層上下游寬度為2.2～2.4m。為確保施工期和運行期安全，在壩體內(nèi)部不同部位設(shè)置有傾斜儀、溫度計、位錯計、繞壩滲流計等觀測儀器。

三、具體施工監(jiān)測方案

施工期間設(shè)置有大壩水平位移監(jiān)測點和大壩垂直位移監(jiān)測點以及大壩表面變形監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測大壩施工過程中的變形和位移變化。同時在混凝土內(nèi)設(shè)置有溫度監(jiān)測計用于監(jiān)測混凝土的水化溫度，提醒操作人員及時采取一定措施控制混凝土的水化熱，防止混凝土內(nèi)外溫差過大而開裂。在大壩的瀝青混凝土心墻表面還安裝有心墻位錯計和心墻傾斜儀器用于監(jiān)測混凝土心墻的垂直度。為了防止在施工期間出現(xiàn)滲透破壞，在大壩的壩基和壩體處安裝有滲透壓測量計，壩基的滲透壓主要通過鉆孔的方式安裝在基巖上，壩體上的滲透壓測量計的主要采用測壓管的方式安裝，在壩體上按監(jiān)測設(shè)計圖鉆空安裝測壓管并在測壓管透水段采用粗砂和細砂的混合料作為反濾層[8]。為了規(guī)范施工操作流程，加強施工監(jiān)管，在施工現(xiàn)場還安裝有視頻采集系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸給項目參建各方。

四、應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益

項目參建各方努力研究瀝青混凝土心墻施工技術(shù)，通過縮短運輸路線、定期檢修拌合系統(tǒng)、完善質(zhì)量檢驗程序、采取夜間施工等措施，優(yōu)化了施工流程。因監(jiān)測儀器實時監(jiān)控各項數(shù)據(jù)，可以有效確保心墻質(zhì)量，原定每天最多鋪筑2層，后為了在汛期到來前達到度汛高程，在確保心墻質(zhì)量的前提下，晚上加班鋪筑第3層，加快了施工進度，計劃工期12個月，共節(jié)約工期3個月，完成產(chǎn)值487.55萬元，按照目前水利工程施工管理費用占產(chǎn)值的約6%計算，施工單位節(jié)約管理費用9.75萬元。

在鋪筑心墻第4層時，因參建各方缺乏有效經(jīng)驗及監(jiān)測設(shè)備還未運行，碾壓施工完成后，通過測斜儀發(fā)現(xiàn)第3層心墻向下游側(cè)偏移過大，導(dǎo)致第3、4層全部挖出返工處理。本次返工共造成原材料損失、機械設(shè)備租賃費損失及人工工時損失8.32萬元，占當(dāng)時總完成產(chǎn)值的15%，在采取加強施工工藝流程研究、管理和監(jiān)測儀器實時監(jiān)測等措施后，完成產(chǎn)值432.08萬元，未再發(fā)生整層返工處理事件，根據(jù)上述比例計算，共節(jié)約返工處理成本64.81萬元。

安全監(jiān)測儀器包括覆蓋大壩施工全域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效杜絕違章作業(yè)，降低施工安全風(fēng)險，加快了大壩下閘蓄水時間節(jié)點目標(biāo)實現(xiàn)，為項目業(yè)主單位提前投入運行創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用還提高了今后運行期間大壩安全系數(shù)，降低了運行期心墻受損需要極大成本處理的風(fēng)險。

綜上所述，采用碾壓式瀝青混凝土心墻施工安全監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用后，可節(jié)約直接費用74.56萬元?？烧J(rèn)為：在大壩施工過程中應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)可以產(chǎn)生量化的直接經(jīng)濟效益和可觀的潛在經(jīng)濟效益。

五、結(jié)語

在大壩的建設(shè)過程中，在監(jiān)測技術(shù)上投入一定的成本可以保證整個工程的建設(shè)質(zhì)量和工程的運行安全。在施工過程中可以及時發(fā)現(xiàn)問題，并允與解決減少返工的發(fā)生，加快工程建設(shè)進度并降低整個工程的而管理成本。因此在大壩的建設(shè)中，合理的運用檢測技術(shù)可以有效降低工程建設(shè)成本，提高工程的經(jīng)濟效益。