獅子坪水電站工程特點與難點以及現(xiàn)場監(jiān)理工作的對策與措施綜述

劉 建 林， 劉 波， 代 輝

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川成都 610072)

1 獅子坪水電站工程概述

獅子坪水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州理縣境內(nèi)的雜谷腦河上。雜谷腦河是岷江上游右岸的一級支流，流域位于北緯31°12’～31°55’、東經(jīng) 102°36’～103°39’之間。獅子坪水電站壩址布置在沙壩鄉(xiāng)小丘地溝至白馬溝之間長約800 m的河段上，距理縣41 km，距成都244 km。

獅子坪電站的工程任務是發(fā)電，采用混合式開發(fā)，裝機容量195 MW，多年平均發(fā)電量8.76億kW·h。電站水庫正常蓄水位高程2 540 m，相應庫容1.327 億 m3，調(diào)節(jié)庫容 1.189 億 m3，具有年調(diào)節(jié)性能，死水位高程為2 460 m。

獅子坪水電站為雜谷腦河梯級開發(fā)的龍頭水庫，首部樞紐由攔河大壩、泄洪洞、放空洞等組成。引水系統(tǒng)布置于右岸山體內(nèi)，由進水口、引水隧洞、調(diào)壓室和壓力管道等建筑物組成。廠址位于理縣新店子村小學附近，電站尾水與紅葉二級電站水庫銜接，廠區(qū)樞紐主要包括主副廠房、主變與GIS室、尾水閘門室、尾水洞、尾水暗、明渠及附屬洞室等。

2 獅子坪水電站工程建設(shè)情況

2.1 工程招投標實施情況

(1)設(shè)計單位:中水顧問集團成都勘測設(shè)計研究院(資質(zhì):甲級)。

(2)監(jiān)理單位:四川二灘國際咨詢有限公司(資質(zhì):甲級)。

(3)承包商:

CⅠ標［導流(放空)洞工程］:重慶煤礦建設(shè)

第五工程處，資質(zhì):水利水電工程施工總承包一級。

CⅡ標(大壩工程):安能＆水電七局聯(lián)營體，資質(zhì):水利水電工程施工總承包特級。

CⅢ標(大壩基礎(chǔ)處理工程):中國基礎(chǔ)處理局，資質(zhì):水利水電工程施工總承包一級。

CⅣ標［引水隧洞工程(引0+000.00～引2+372.00)］:重慶煤礦建設(shè)第五工程處，資質(zhì):水利水電工程施工總承包一級。

CV標［引水隧洞工程(樁號2+372.00～4+707.00)］:安蓉建設(shè)總公司，資質(zhì):水利水電工程施工總承包一級。

CⅥ標［引水隧洞工程(樁號4+707.00～8+205.00)］:中鐵十六局，資質(zhì):水利水電工程施工總承包一級。

CⅦ標［引水隧洞工程(樁號8+205.00～12+123.00)］:中鐵十九局，資質(zhì):水利水電工程施工總承包一級。

CⅧ標［引水隧洞工程(樁號12+123.00～16+025.00)］:原為中國水利水電第二工程局，資質(zhì):水利水電工程施工總承包一級;現(xiàn)為中國葛洲壩水利水電工程集團有限公司，資質(zhì):水利水電工程施工總承包特級。

CⅨ標［引水隧洞工程(樁號16+025.00～18+713.00)］:中國水利水電第五工程局，資質(zhì):水利水電工程施工總承包特級。

CⅩ標(地下廠房工程):中國葛洲壩水利水電工程集團有限公司，資質(zhì):水利水電工程施工總承包特級。

M3標(機電設(shè)備安裝):中國葛洲壩水利水電工程集團有限公司，資質(zhì):水利水電工程施工總承包特級。

2.2 工程建設(shè)過程

獅子坪水電站于2004年12月25日實現(xiàn)截流，主體工程于2004年5月陸續(xù)開工，建設(shè)過程中經(jīng)歷了2008年“5.12”汶川大地震。大壩工程于2009年6月30日填筑至2 500 m高程，于2009年9月通過大壩工程一期蓄水安全鑒定，于2009年9月正式下閘蓄水，獅子坪電站于2010年1月具備引水隧洞沖水與機組啟動條件，2010年1月20日通過啟動委員會驗收，2010年1月25日引水隧洞正式?jīng)_水，并開始機組調(diào)式工作，首臺機組于2001年2月24日正式投入商業(yè)運行，最后一臺機組于2010年3月18日完成72 h試運行并具備商業(yè)運行條件。從目前整個電站投入運行情況看，無論是大壩工程、引水隧洞工程、調(diào)壓井與壓力管道工程、地下廠房工程，還是機組運行情況均滿足設(shè)計要求，運行良好可靠。整個建設(shè)過程中沒有出現(xiàn)重大質(zhì)量事故和重大安全事故。

3 獅子坪水電站工程特點與現(xiàn)場監(jiān)理工作難點分析

獅子坪水電站工程無論所處的地理位置，還是工程本身具有其自身的工程特點和施工難點，是其他工程無法比擬的。

3.1 獅子坪水電站工程特點

首先，就獅子坪水電站工程本身而言，具有“三高一深”的特點。所謂“三高”，系指獅子坪大壩工程為國內(nèi)實施開工較早的100 m級碎石土心墻堆石高壩，壩高136 m;為國內(nèi)少有的高壓長隧洞，全長18.7 km，隧洞進水口水頭達90 m，末端水頭達150 m;發(fā)電機機組為混流式高轉(zhuǎn)速機組，轉(zhuǎn)速高達600 r/min。所謂“一深”，系指獅子坪大壩基礎(chǔ)的防滲墻工程。由于獅子坪大壩座落在深厚覆蓋層基礎(chǔ)上，且覆蓋層最大深度達101.8 m，故獅子坪大壩基礎(chǔ)防滲墻設(shè)計為墻體厚1.2 m的嵌巖式防滲墻，墻體最大深度達101.8 m，為當時國內(nèi)同期施工最深的防滲墻。

其次，該工程先天不足，地質(zhì)條件相對較差，給大壩料場的選定帶來很大難度;同時，在長隧洞施工過程中，由于一些洞段圍巖裂隙發(fā)育，地下水豐富，施工過程隨時可能發(fā)生塌方，從而構(gòu)成施工安全威脅，增加了施工難度。

再次，就獅子坪水電站工程所處的地理位置而言，工程地處阿壩藏族羌族自治洲及米亞羅紅葉風景區(qū)，317國道橫穿整個工程，因此，工程在建設(shè)過程中受外界干擾大，同時，對工程的環(huán)保要求較高，加之受工程地理位置的客觀自然條件和氣候條件的制約，施工現(xiàn)場狹窄，給施工場地的布置和現(xiàn)場施工帶來了非常大的困難。

3.2 獅子坪水電站工程現(xiàn)場監(jiān)理工作的重點與難點

(1)防滲墻施工質(zhì)量控制。壩基覆蓋層采用一道厚1.2 m的混凝土防滲墻全封閉防滲，防滲墻底嵌入基巖1～2 m，墻頂與心墻底部齊平，墻頂設(shè)觀測、檢修、灌漿廊道且與兩岸帷幕灌漿平洞相連。防滲墻最大墻深101.8 m，防滲墻軸線長約85 m，為國內(nèi)同類型防滲墻之最。同時，防滲墻所處的覆蓋層主要由含沙漂卵礫石組成，結(jié)構(gòu)極不均一，無相對完整的隔水層分布，中等～強透水，滲透系數(shù)為 2.48 ×10－3～1.72 ×10－2cm/s，局部架空部位具極強的透水性。如何控制好防滲墻施工質(zhì)量是大壩成敗的關(guān)鍵，也是整個大壩質(zhì)量控制的重點和難點。

(2)心墻施工質(zhì)量控制。碎石土心墻堆石壩的關(guān)鍵為碎石土心墻的施工和質(zhì)量控制，它是整個大壩施工的重點和難點，也是整個大壩質(zhì)量控制的核心。

獅子坪大壩碎石土心墻料場地處大壩上游17 km處的長河壩，由于天然料源的不均勻性，加之大規(guī)模開采用料和長距離的運輸，難以確保各項級配指標完全符合設(shè)計要求。

同時，獅子坪大壩所處區(qū)域氣候條件較為特殊，白晝溫差較大，夏季的日曬和降雨對心墻料的含水率造成波動，給施工質(zhì)量的控制，尤其對碎石土心墻料最優(yōu)含水率的控制帶來一定的難度。

(3)大壩防滲墻基礎(chǔ)深孔帷幕灌漿與壩肩固結(jié)灌漿質(zhì)量控制。大壩防滲墻基礎(chǔ)深孔帷幕灌漿要穿過防滲墻，最大鉆孔深度達130 m，孔斜率控制難度大。如何控制深孔帷幕灌漿，確保墻下帷幕連續(xù)完整封閉難度非常大。

壩肩圍巖完整性較差，裂隙較為發(fā)育，固結(jié)灌漿范圍和工程量較大。如何在規(guī)定的時間內(nèi)，既能確保灌漿質(zhì)量，又能有效的控制超灌水泥量是現(xiàn)場監(jiān)理工作面臨的一大難題。

(4)隧洞開挖安全控制。獅子坪水電站引水隧洞全長18.7 km，地質(zhì)條件相對較復雜，局部洞段圍巖完整性差，存在不利的結(jié)構(gòu)組合，地下水較豐富，在開挖過程中容易造成塌方。加之在獅子坪工程招標文件中約定，開挖過程中，為確保施工期安全而采取的臨時支護措施費用已包括在相應的開挖價格中而不單獨計量支護，從而造成在開挖過程，一些承包商為了控制施工成本，對開挖過程中的臨時安全支護抱有一種僥幸心理，安全支護不及時，給現(xiàn)場監(jiān)理工作增加了一定難度。

(5)隧洞回填灌漿與固結(jié)灌漿質(zhì)量控制。隧洞灌漿質(zhì)量的好壞將直接影響隧洞的施工質(zhì)量。在我國水電史上，絕大多數(shù)水電站引水隧洞發(fā)生的質(zhì)量事故多與隧洞灌漿質(zhì)量有關(guān)，尤其是隧洞回填灌漿質(zhì)量。在獅子坪電站長達18.7 km的隧洞中，襯砌洞段超過10 km，施工標段多，同時展開的灌漿施工工作面多。如何有效地控制好整個隧洞灌漿的質(zhì)量，也是現(xiàn)場監(jiān)理面臨的一個難題。

(6)調(diào)壓井施工質(zhì)量控制與安全。獅子坪電站調(diào)壓井為雙室差動式，豎井直徑6 m，高150 m;上室長242 m，斷面為城門洞型，寬6 m，高6.87～8 m;下室長53 m，斷面為城門洞型，寬6 m，高7～8 m;上室交通洞長89.692 m，斷面為城門洞型，寬3 m，高3.5 m。上室、下室和上室交通洞均采用全斷面鋼筋混凝土襯砌。

獅子坪電站調(diào)壓井受所處地理位置的限制，調(diào)壓井上部地勢陡峭，不具備形成場內(nèi)交通的條件，唯一的交通只能靠一條山間羊腸小道，最窄的路段只能勉強一個人通行，因此，給現(xiàn)場施工帶來了前所未有的難度。工程前期，調(diào)壓井上部的施工設(shè)備、建筑材料全部依靠洞外山間羊腸小道由人工搬運，調(diào)壓井開挖完成后，后期的設(shè)備和材料運輸全部依靠調(diào)壓井這一通道進行，上下干擾大，施工安全形勢嚴峻，同時，由于受運輸通道的制約，嚴重影響了材料的運輸強度，施工強度和施工質(zhì)量難以保證。

(7)壓力鋼管的制作與安裝質(zhì)量控制。獅子坪水電站壓力管道全長606 m，垂直高差395 m，斜井與水平面的夾角為60°。壓力管道鋼襯段采用WDB620鋼板襯砌，主管壁厚24～38 mm，支管壁厚24 mm。岔管為“卜”形布置，采用內(nèi)加強月牙肋岔管型式，岔管分岔角為50°。加工制作和現(xiàn)場安裝施工工藝要求較高，難度大。如何確保整個壓力鋼管制作安裝質(zhì)量是現(xiàn)場監(jiān)理工作的又一難點。

(8)地下廠房的開挖質(zhì)量與安全控制。獅子坪水電站地下廠房系統(tǒng)由多個相互關(guān)聯(lián)的地下洞室組成，布置了主副廠房、主變與GIS室、尾水閘門室、尾水洞、交通洞、出線洞、排風洞等，地下建筑物縱橫交錯，結(jié)構(gòu)較為復雜。加之地下廠房的地質(zhì)條件復雜，圍巖較差，裂隙發(fā)育，存在局部不利的結(jié)構(gòu)組合，其中尾水洞、交通洞、出線洞、排風洞等四條洞室要穿過100多m厚的覆蓋層，給地下洞室群的開挖掘進帶來非常大的困難，施工安全形勢嚴峻。如何有效控制施工安全和施工質(zhì)量，確保工期如期實現(xiàn)預期的工期目標是現(xiàn)場監(jiān)理工作必須解決的課題，也是整個地下廠房的重點和關(guān)鍵點。

(9)機組安裝與調(diào)試質(zhì)量控制。獅子坪水電站機組為國內(nèi)為數(shù)不多的混流式高水頭高轉(zhuǎn)速機組，額定轉(zhuǎn)速600 r/min。由于該類型機組技術(shù)要求高，從而給現(xiàn)場機組安裝與調(diào)試工作增加了較大的難度，尤其是機組的動平衡調(diào)試難度大。

4 獅子坪電站工程現(xiàn)場監(jiān)理工作的對策與措施

4.1 監(jiān)理工作的指導方針

結(jié)合獅子坪水電站工程現(xiàn)場監(jiān)理工作的實際，監(jiān)理部制定了現(xiàn)場監(jiān)理工作的指導方針:質(zhì)量安全為監(jiān)理工作的永恒主題，以規(guī)范化施工行為為宗旨，點面結(jié)合為方法，旁站與現(xiàn)場巡視相結(jié)合為手段。

4.2 組織措施

該工程監(jiān)理項目部實行總監(jiān)負責制和二灘國際項目管理制?？偙O(jiān)負責本項目監(jiān)理工作的組織、策劃和實施并對此項目的監(jiān)理工作實施結(jié)果全面負責。根據(jù)該工程項目的特點和建設(shè)監(jiān)理合同的規(guī)定，在綜合考慮了獅子坪水電站的基本情況后，根據(jù)合同工程的特點以及招標文件規(guī)定的監(jiān)理服務要求，結(jié)合以往在多個不同類型的合同工程的監(jiān)理服務實踐，決定在該電站采用直線式組織機構(gòu)。在監(jiān)理組織機構(gòu)中，為避免指令源過多、指令要求不統(tǒng)一等因素對正常監(jiān)理工作的影響，確立了明確的領(lǐng)導責任關(guān)系，并配備了技術(shù)水平和施工管理經(jīng)驗均較強的現(xiàn)場監(jiān)理人員，監(jiān)理人數(shù)達40多人。監(jiān)理部設(shè)總監(jiān)、副總監(jiān)、總監(jiān)代表兩名、總監(jiān)顧問一名，總監(jiān)助理、總工、副總工各一名，下設(shè)總監(jiān)辦公室、項目組和專業(yè)技術(shù)組，專業(yè)技術(shù)組包括:安全、測量、材料與試驗、基礎(chǔ)處理、經(jīng)管、金結(jié)、機電專業(yè)工程師，辦公室和專業(yè)技術(shù)組為各監(jiān)理項目組提供后勤和技術(shù)服務，協(xié)助各項目組完成每個項目的現(xiàn)場工作;監(jiān)理項目組根據(jù)本工程分標情況確定為3個項目組:大壩樞紐工程項目組、引水隧洞工程項目組和廠房樞紐工程項目組。各項目組由項目組長牽頭，下設(shè)現(xiàn)場監(jiān)理工程師、助理監(jiān)理工程師和監(jiān)理員，各崗位均制定了詳細、全面的崗位職責。

4.3 技術(shù)措施

為確?，F(xiàn)場監(jiān)理工作的有效性，監(jiān)理部主要采取了以下幾方面的技術(shù)措施:(1)依靠二灘國際公司技術(shù)委員會，針對獅子坪水電站施工進展的不同時期，組織專家到現(xiàn)場進行技術(shù)咨詢，提出咨詢意見指導現(xiàn)場的施工與監(jiān)理工作，所開展的工作有:獅子坪水電站大壩料源試驗與大壩填筑施工質(zhì)量控制咨詢、引水隧洞塌方洞段處理方案技術(shù)咨詢、地下廠房覆蓋層洞挖技術(shù)方案咨詢、引水隧洞灌漿施工質(zhì)量控制技術(shù)咨詢等多個專題咨詢，對如何更好地指導現(xiàn)場監(jiān)理工作起到了很好的作用;(2)依據(jù)二灘國際公司的質(zhì)量保證體系文件為技術(shù)保障體系文件;(3)結(jié)合獅子坪水電站監(jiān)理工作的特點，編制了監(jiān)理工作大綱、現(xiàn)場監(jiān)理工作實施細則以及防滲墻、大壩填筑等專項的質(zhì)量控制體系文件。

4.4 實施的控制手段

現(xiàn)場監(jiān)理工作抓住了控制的三個關(guān)鍵環(huán)節(jié):事前、事中、事后。重視事前控制，重點事中控制，嚴把事后控制關(guān)。所謂事前控制，就是對承包商進場后所編制的施工組織設(shè)計進行嚴格審查，對開工前的各項專項措施和技術(shù)方案嚴格把關(guān)，以確保方案和措施的科學性、安全性、實效性和經(jīng)濟性。所謂事中控制，即為過程控制，它是整個監(jiān)理工作的中心工作，采用點面結(jié)合的方法，根據(jù)不同階段對工程進行全面分析，按進度、安全、質(zhì)量等三個方面進行梳理，找出影響工期關(guān)鍵線路的因素，確定關(guān)鍵施工項目和施工瓶頸，編制切實可行的措施;找出不同時段威脅工程安全的危險源與安全隱患，制定消除危險源和安全隱患的措施與預案;分析影響施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序和質(zhì)量控制的關(guān)鍵施工項目，確定質(zhì)量控制點;所謂事后控制，即為最后的質(zhì)量檢查驗收與缺陷處理。

根據(jù)上述分析，確定了現(xiàn)場監(jiān)理工作的事實手段:對不同時期工程施工過程的關(guān)鍵項目和關(guān)鍵工序給予重點關(guān)注和控制，必要時采取全過程、全方位現(xiàn)場旁站監(jiān)理，監(jiān)督承包商的施工過程，以確保工程施工質(zhì)量，如大壩防滲墻墻體混凝土澆筑、調(diào)壓井混凝土澆筑、2 410.5 m高程大壩基礎(chǔ)廊道因“5.12震損裂縫處理、灌漿過程中異?？锥蔚墓酀{、洞內(nèi)塌方洞段的混凝土澆筑和灌漿等均實施了現(xiàn)場旁站監(jiān)理。

同時，在重點控制好關(guān)鍵工序和關(guān)鍵施工項目的基礎(chǔ)上，強化日常各個工序的檢查驗收工作，對上道工序檢查出的問題要求承包商必須及時根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)理指令進行整改，驗收合格后才能進行下道工序施工，從而確保了各道工序的施工質(zhì)量。另外，加強現(xiàn)場監(jiān)理力度，采取定時和不定時巡檢的形式，隨機抽查施工過程的質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)承包商在現(xiàn)場施工過程中有違規(guī)行為，現(xiàn)場監(jiān)理人員及時責令其立即糾正，對情節(jié)嚴重者責令其停工整頓并在全工地范圍內(nèi)進行通報批評和罰款處罰。

在后期的工程質(zhì)量檢查驗收環(huán)節(jié)中，為嚴把工程質(zhì)量最后的關(guān)口，對重點施工項目采取特殊的檢查驗收手段:如對大壩基礎(chǔ)防滲墻實體質(zhì)量采取鉆孔取心進行檢查;對引水隧洞噴混凝土施工質(zhì)量與混凝土襯砌洞段頂拱回填灌漿質(zhì)量采取第三方現(xiàn)場鉆孔進行取心檢查;對壓力鋼管的一、二類焊縫全部采取第三方實施100%射線探傷檢查;對大壩壩體填筑質(zhì)量控制采取第三方平行抽檢手段實施全過程施工質(zhì)量跟蹤控制。

5 監(jiān)理工作實施效果評價

在獅子坪水電站的整個施工過程中，未發(fā)生重大安全和質(zhì)量事故，安全和質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)。從目前獅子坪水電站首臺機組于2010年2月24日正式投入商業(yè)運行至今，大壩建筑物運行良好，壩體抗?jié)B指標和沉降指標均滿足設(shè)計要求，從2010年5月引水隧洞全停水放空檢查結(jié)果看，整個引水隧洞結(jié)構(gòu)完整、良好，無任何掉塊和塌方現(xiàn)象，調(diào)壓井、壓力管道和地下廠房運行情況良好，全部機組具備商業(yè)運行條件，機組運行可靠。