巴拉水電站面板堆石壩監理質量控制

張 自 淼, 羅 來 宏, 舒 玉

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司,四川 成都 610072)

1 面板堆石壩結構設計

巴拉水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康市日部鄉境內,系大渡河干流水電規劃“3庫28級”中的主源——腳木足河自上而下的第2梯級水電站。攔河大壩為混凝土面板堆石壩,壩頂高程2 925.00 m,趾板建基面最低高程2 785.00 m,最大壩高140.0 m,壩頂寬10.0 m、長286.5 m。上游壩坡為1∶1.4,下游公路間壩坡為1∶1.3,面板堆石壩從上游到下游依次由上游蓋重體(1B)、上游粘土鋪蓋(1A)、趾板(T)、混凝土面板(F)、墊層料(2A)、特殊墊層料(2B)、過渡料(3A)、上游堆石特別碾壓區(3BB)、上游堆石(3B)、下游堆石(3C1/3C2)、反濾料、干砌石護坡(P)等組成。面板厚度35～74 cm,墊層區水平寬度3.0 m,過渡區水平寬度5.0 m,上游堆石區岸坡15.0 m范圍設上游堆石特別碾壓區(3BB)[1]。壩料分區見表1。

表1 壩料分區表

2 監理工作程序

質量控制目標的實現,不僅要使監理人明確質量控制的目標、掌握質量控制的原則,更主要的是把這些目標和原則落實到具體的質量控制工作過程和質量控制的工作程序當中。根據“填筑監理檢查程序”,在大壩填筑工程的監理服務工作中,監理人要對填筑作業進行全過程、全方位的監督、檢查與控制。壩體填筑監理工序檢查程序見圖1。

圖1 壩體填筑監理工序檢查程序圖

3 監理工作控制要點

(1) 壩體填筑前督促承包人報送堆石料開采爆破試驗方案,經批準后實施。試驗目的是通過試驗優選最優爆破參數來指導施工,使爆破設計付諸實施,驗證爆破設計的效果。

(2)督促承包人做好料場開采區填筑料的物理力學性質的抽樣檢驗,以及現場生產性試驗選定的施工碾壓參數及其各項試驗成果的檢查和驗收[2]。

(3)壩體填筑前對用于計量的地形平、剖面測量資料的復核檢查。

(4)壩基中布置有觀測設備,承包人應在觀測設備埋設完畢經監理人驗收合格后,才能開始壩體填筑,并注意過程中保護監測設備。

(5)填筑區域出現塌滑時,承包人應根據監理人指示清除塌滑料,直到形成穩定邊坡并修復損壞的部分,且按設計技術要求重新填筑[3]。

(6)工序質量控制。①壩體填筑前壩基和岸坡應經參建四方聯合驗收合格后方可進行填筑施工;②壩體填筑應按碾壓試驗確定的鋪料厚度、碾壓設備行走速度、碾壓遍數、搭接寬度、壩料加水量等施工參數進行施工;③分塊填筑接頭部位和與岸坡接觸部位須嚴格按設計和規范要求進行控制;④壩基與岸坡地質缺陷應按設計要求處理完成,在實施過程中,若發現新的地質情況或檢驗成果與發包人提供資料有較大出入時,承包人應及時報告現場監理人組織參建四方對現場進行查勘;⑤填筑料質量控制:各填筑部位的填筑料均應符合設計要求。嚴格控制上壩料質量,不合格材料嚴禁上壩,已上壩的不合格材料必須清除至指定區域;⑥道路規劃:料場開采及上壩道路規劃應滿足壩體填筑強度要求;⑦質量驗收:每層填筑完成后,經監理人驗收合格后方可進入上一層填筑施工;⑧擠壓邊墻:原材料抽檢合格、配合比經試驗工程師批準、基礎及斷面形式滿足設計要求,測量工程師應及時跟進對邊線進行復核。

4 質量控制

大壩填筑質量監控以控制上壩料料源質量、控制壩料碾壓參數為主,各區壩料壓實指標、滲透指標按設計及施工規范要求檢測項目及取樣頻率進行檢測,根據檢測結果進行反饋控制[4]。

4.1 施工過程質量控制

4.1.1 壩體填筑前的準備工作

(1)火燒山石料場爆破開采試驗。面板堆石壩填筑前,應督促承包人報送石料開采爆破試驗方案,通過爆破試驗確定最優爆破參數,使爆破所得堆石料的級配曲線處于設計級配包絡線范圍之內。初期開采以試驗確定的爆破參數進行控制,在開采過程中根據爆破效果及時總結對爆破參數進行動態調整,以確保爆破開采料質量。同時,監理人不定期會同承包人試驗人員對爆破開挖料進行取樣,篩分試驗或獨立取樣送試驗中心進行篩分試驗檢測。

(2)壩體填筑碾壓試驗。堆石壩各壩區填筑開始前,承包人應根據《巴拉水電站壩體填筑碾壓試驗要求》編制報送碾壓試驗大綱,送監理人審批后實施。試驗要針對上游堆石區(3B)、特殊墊層區(3BB)、下游堆石料區(3C1)、下游堆石料區(3C2)、墊層料(2A)、特殊墊層料(2B)、過渡料(3A)和反濾料等8種分區壩料分別進行碾壓試驗。試驗目的:驗證壩料設計填筑指標的合理性,確定達到設計填筑標準的施工參數(機械類型、機械參數、鋪料厚度、碾壓編數等施工參數)。每個壩區料在填筑碾壓試驗前,監理人、試驗中心均要參與對料源質量的篩分檢測,填筑碾壓試驗在料源質量合格的基礎上進行。試驗過程中,監理試驗專業工程師、試驗中心、設計、承包人相關人員(技術人員、質量人員、試驗人員)等要全程參與。試驗完成后,承包人整理試驗報告并提交監理人,監理人收到相關試驗成果報告后組織發包人、設計、承包人、試驗中心等參建單位相關負責人進行專題討論,確定最終的壩體填筑碾壓參數。

(3)混凝土配合比試驗及批復。擠壓邊墻混凝土的原材料和質量應符合《水工混凝土施工規范》和《水工混凝土外加劑技術規程》的規定,通過試驗確定最終采取的混凝土配合比[5]。

(4)施工方案的報審。督促承包人提前編制大壩填筑施工方案,施工方案根據現場情況做好填筑分區、鋪料順序、碾壓方式等,各壩區料填筑參數應與試驗結果一致,方案內容滿足規范要求并具有可操作性。

(5)人員設備方面。填筑開始前,檢查承包人人員設備配置情況是否滿足現場施工要求,碾壓機具設備的型號、規格必須與填筑試驗所用的一致。承包人應選派有經驗的工程技術人員在土、石料場開挖和現場上壩填筑中進行監督和指導。

(6)督促承包人做好技術交底。壩體填筑前應檢查承包人施工方案、填筑碾壓參數及現場質量控制等設計交底情況,未進行技術交底前現場不得進行施工。

(7)測量監理人應在填筑區基礎驗收后,督促承包人做好原始地形的測量,并通知測量中心進行原始地形測量[6]。

4.1.2 壩體填筑施工過程質量控制

(1)在壩基、岸坡基礎具備填筑條件前,承包人質檢人員向監理人提出基礎驗收申請,監理人在接到承包人驗收申請后應對現場進行檢查復核[7],確定是否具備聯合驗收條件;滿足基礎面驗收條件后監理人應組織發包人、設計及承包人等單位的相關人員對基礎面進行聯合驗收,驗收合格并經參建各方相關人員簽署《腳木足河巴拉水電站巖石地基開挖竣工面施工質量聯合檢驗簽證表》后方可開始填筑施工準備工作。

(2)大壩堆石料區填筑前,現場應按批復的施工方案進行填筑分區規劃,現場做好分區劃線并進行標識。

(3)填筑區應安放相關標識標牌:包括填筑壩區填筑碾壓參數標識牌、填筑區域標識牌(高程、樁號)、壩料分區標識牌、鋪料厚度檢測標桿。

(4)各項驗收及準備工作完成后,承包人填寫《腳木足河巴拉水電站首部樞紐工程大壩填筑申請表》,現場監理人檢查確定滿足填筑要求并簽署大壩填筑驗收申請表后方可進行填筑[8]。當填筑層填筑完成,現場監理人要進行檢查,具備驗收條件時通知試驗監理人進行取樣試驗,試驗合格,由承包人填寫大壩填筑申請單,經現場監理人簽證確認,方可進行填筑。

4.1.3 大壩填筑施工

(1)壩體填筑宜平起施工,均衡上升。特殊情況時,在壩體上下游和壩軸線方向也可分期、分段填筑,其高差不宜大于30.0 m,結合坡面應按穩定邊坡收坡。收坡宜采用臺階法,臺階寬度不小于1.0 m。續填時應削至合格面。上下游分期填筑時,與墊層料、過渡料同時填筑的上游堆石料寬度宜大于20.0 m[9]。

(2)壩面填筑作業應進行分區、分序,按作業工序劃分施工單元,逐層攤鋪、碾壓及檢測。壩面宜按照堆石料、過渡料、墊層料的順序填筑;鋪料時應優先保證墊層料、過渡料的有效寬度,下游填料不得侵入上游填料區。同一填筑區域內建基面填筑應從低處填起,分區碾壓區間搭接寬度不應小于1.0 m。巴拉水電站面板堆石壩填筑采取二層過渡料,一層堆石料的填筑方法,即:先填筑一層過渡料,然后填筑墊層料,再鋪堆石料,然后鋪填第二層過渡料和墊層料[10-11]。

(3)堆石料中不允許夾雜粘土、草、木等有害物質。堆石料宜采用進占法卸料,在裝卸時應特別注意避免分離,不允許從高坡向下卸料,在與岸坡或混凝土建筑物接觸處鋪料時不得發生粗顆粒集中現象。在堆石料區與岸坡或混凝土建筑物接觸處,回填水平寬度不小于 2.0 m 的過渡料,其層厚同堆石料,以防與岸坡、建筑物接觸部位塊石集中和架空。特別注意在邊角部位,應用平板振動器仔細壓實[12]。

(4)不合格壩料的處理。應對上壩料質量進行跟蹤,禁止無用料、級配不滿足設計要求的料上壩;上壩后存在超徑石、樹根、雜草等雜物的應及時清理。若存在不滿足要求的料上壩時應督促承包人及時清出壩面。

(5)大壩填筑碾壓參數控制。現場各壩區填筑施工必須嚴格按批復的碾壓填筑參數進行施工,鋪料過程中檢查鋪料厚度,督促承包人振動碾駕駛人員做好《腳木足河巴拉水電站首部樞紐工程大壩填筑施工記錄表》[13]。

5 質量檢查

施工過程做好質量檢查記錄,對隱蔽工程和工程關鍵部位,進行攝影攝像或保留原狀樣品等方法取證備查。

(1) 填筑質量檢查與取樣試驗,要以經監理人批準的現場試驗參數作為標準,并參照相關規程規定執行。

(2) 壩體各區填筑工程完工后,按監理人的要求和規定及時報請監理人進行檢查驗收。

(3) 經監理人檢查認為質量不合格時,應按監理人指示對工程缺陷部分進行返工、修理和補強。

(4) 除承包人日常質檢工作外,在必要時,監理人可對有疑慮部位和為質檢進行的試驗項目進行復查。

(5) 全部土石壩壩體及其他回填區填筑完成后,按監理人的規定和要求負責編制包括竣工圖及竣工驗收資料的竣工報告。竣工驗收資料中應附有全部質量檢查記錄和文件以及工程缺陷的處理成果資料。

6 結 語

隨著筑壩技術的不斷進步,水電站大壩不斷向投資較省、工期較短、施工速度較快的壩型發展。巴拉水電站地處高寒地帶,壩料資源十分豐富,正是結合了當地豐富的自然資源作為大壩的主體結構,收到快、省、好的效果。自壩體填筑開始,監理人和承包人就根據國家法律法規、技術標準、規程規范、設計技術要求、合同要求和工程的施工特點制定相應的質量驗收程序和檢查項目,督促承包人認真履行主體責任,質量控制充分運用在施工作業的全過程,從施工的各個環節入手,建立了完善的質量管理體系,明確了監理工作程序和控制要點,通過一系列行之有效的質量檢查措施使壩體填筑質量得到了有效的控制,最大程度的減小了填筑質量檢測不合格情況發生。