水電站混凝土面板堆石壩技術(shù)優(yōu)化與質(zhì)量管控措施

錢(qián)海青

技術(shù)應(yīng)用的作用首先體現(xiàn)在工程質(zhì)量能夠得到保障，其次，工程建設(shè)效率能夠提升，并且人員安全能夠獲得一定保障。但是上述目標(biāo)達(dá)成都是基于技術(shù)正確應(yīng)用的前提下，影響技術(shù)應(yīng)用結(jié)果與質(zhì)量的因素是多方面的，工作人員如果沒(méi)有完全考慮，對(duì)其應(yīng)用過(guò)程沒(méi)有嚴(yán)格把控，就可能會(huì)帶來(lái)隱患。因此，施工單位一方面需要積極引入應(yīng)用新技術(shù)，另一方面也需要結(jié)合到建設(shè)項(xiàng)目的具體情況對(duì)技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的優(yōu)化，使技術(shù)能夠更好地服務(wù)于項(xiàng)目建設(shè)工作開(kāi)展。

1 工程概況

某水電站位于我國(guó)西南地區(qū)，屬一級(jí)大型工程，以發(fā)電為主，兼顧旅游與航運(yùn)。電站樞紐由溢洪道、泄洪沖砂洞、混凝土面板堆石壩、引水隧洞、地面建筑等組成。

2 技術(shù)優(yōu)化

2.1 堆石壩基礎(chǔ)優(yōu)化

壩體左側(cè)沿著河流的流向展布，分布于1055m高程之下到江邊是崩積、洪積、沖積與冰水堆積形成的混合體，其主要組成包括了卵礫石、碎石土等。堆積物主要是漂石混合土，中等透水性而顆粒偏細(xì)，泥質(zhì)弱膠結(jié)而總體結(jié)構(gòu)密實(shí)，具有一定變形與承載能力，經(jīng)過(guò)分析能夠滿足堆石壩要求。為了進(jìn)一步研究堆石壩的可行性，布設(shè)了一定數(shù)量的勘探孔，研究此堆積體物質(zhì)組成、層次結(jié)構(gòu)、厚度等。結(jié)合到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)顆粒進(jìn)行分析，開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)注水、干密度、三軸壓縮等實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，堆積物體小于5mm的顆粒占到了總數(shù)的20%～40%之間。經(jīng)過(guò)綜合分析，左側(cè)堆積物體的組成物質(zhì)與砂礫石料具有相似性、壓縮性較低、承載力要求也能夠較好的滿足。通過(guò)應(yīng)力及應(yīng)變分析，左側(cè)堆積物不會(huì)對(duì)應(yīng)力與變形產(chǎn)生不利影響，因此可以將其保留，作為壩基。此項(xiàng)優(yōu)化措施能夠降低工作開(kāi)挖量、縮短施工周期、節(jié)約成本、增加經(jīng)濟(jì)收益。

2.2 進(jìn)水口冰水堆積體粗顆粒用于下游堆石干燥區(qū)優(yōu)化

電站進(jìn)水口位于左岸壩前堆積體的北側(cè)邊緣地帶，冰水堆積體量達(dá)到了400多萬(wàn)m3，組成物質(zhì)主要是砂卵礫石，其中的粗顆粒又主要是灰?guī)r、玄武巖等，顆?？傮w偏細(xì)。對(duì)堆積體的顆粒進(jìn)行分析，進(jìn)行滲透性、天然干密度、三軸壓縮試驗(yàn)?？紤]到堆積體開(kāi)展工作比較復(fù)雜，結(jié)合到進(jìn)水口開(kāi)挖工作情況，進(jìn)行了堆積體現(xiàn)場(chǎng)碾壓實(shí)驗(yàn)，室內(nèi)顆粒分析，以此來(lái)驗(yàn)證冰水堆積物質(zhì)應(yīng)用于干燥區(qū)域的行性。顆粒分析實(shí)驗(yàn)表明，冰水堆積體砂卵礫石共分兩層，電站的進(jìn)水口高部開(kāi)挖料中小于5mm的含量在30%～50%范圍內(nèi)，并且相對(duì)較細(xì)。而中低部位其含量則保持在30%甚至是更低水平，顆粒級(jí)別相對(duì)較粗。對(duì)粗顆粒部分進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)碾壓與室內(nèi)分析，試驗(yàn)的結(jié)果表明，粗顆粒組成中，小于5mm的含量保持在30%左右。通過(guò)綜合分析，進(jìn)水口高低程開(kāi)挖冰水堆積物質(zhì)能夠滿足堆石料相關(guān)要求，可以將其應(yīng)用于下游干燥區(qū)。此項(xiàng)措施能夠減少料場(chǎng)開(kāi)挖工作量，邊坡支護(hù)工程量，節(jié)約大量成本。

2.3 分期施工縫，壩面接縫止水優(yōu)化

混凝土面板堆石壩面板止水通常應(yīng)用了三層止水結(jié)構(gòu)，表層主要是塑性填料或者是無(wú)粘性自愈填料，接縫中部止水帶，縫底銅止水。工程建設(shè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，中部止水帶施工難度較大，并且難以與混凝土保持緊密結(jié)合，容易出現(xiàn)漏水問(wèn)題，同時(shí)受到接縫位移作用，止水帶集中應(yīng)變比較大，如果受到破壞將無(wú)法確保止水效果。對(duì)于100m以上高度壩體而言，通常不會(huì)考慮中部止水，主要是在表面設(shè)置塑性填料，與自愈填料達(dá)成止水目標(biāo)。面板止水縫需要考慮的問(wèn)題有，利用膨脹螺栓將常用蓋板進(jìn)行固定，以此作為止水在實(shí)際情況下發(fā)揮的作用得有限。面板表面的混凝土無(wú)法絕對(duì)平順，并且螺栓之間會(huì)有一定的間距，利用剛性連接的方式，緊密無(wú)縫可靠性較低。周邊縫口多變曲折，存在不同形狀的接頭與折角，防浪墻底部與頂部折角可能會(huì)大于90°，上述部接頭與扁鋼安裝工作容易出現(xiàn)問(wèn)題。螺栓在水位變化區(qū)域受到溫度的影響可能會(huì)脫落，扁鋼與壓存條存在腐蝕與耐久問(wèn)題。塑性填料與蓋板二者結(jié)合不嚴(yán)實(shí)，在冰壓力的作用下容易受到損壞。蓋板自身質(zhì)量會(huì)存在一定的問(wèn)題，不同的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)方面會(huì)存在某些差異，因此，在協(xié)調(diào)性方面可能會(huì)存在一定的問(wèn)題。

為確保大壩止水縫施工效果，建設(shè)單位開(kāi)展專項(xiàng)課題研究，工作人員提出了利用柔性防滲涂層來(lái)替代卷材蓋板，涂刷于混凝土表面與塑性填料的表面。固化能夠形成整體柔性的防護(hù)層，與混凝土成為一體，既能夠作為獨(dú)立的防水止水層，同時(shí)又能夠?qū)λ苄蕴盍掀鸬捷^好的保護(hù)作用，具備了較好的變形適應(yīng)能力。考慮到此工藝首次應(yīng)用，在設(shè)計(jì)方面并沒(méi)有減少原有止水，在復(fù)合橡膠板與塑性填料之間增加了一道柔性防滲涂層。水電站面板接縫在設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有減少原有止水，而是新增了柔性復(fù)合涂層，涂層優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在高強(qiáng)度、防滲性能好等方面。

3 項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程質(zhì)量控制工作

項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及到工程的多個(gè)方面，需要管理人員綜合考慮各個(gè)方面原因素，基于此而采取針對(duì)性的措施進(jìn)行管理，確保管理工作的效果。

對(duì)于一項(xiàng)工程而言，無(wú)論應(yīng)用何種技術(shù)，都需要相應(yīng)的施工建筑材料，因此，項(xiàng)目質(zhì)量控制工作首先可以從材料質(zhì)量控制方面著手。工程在建設(shè)的不同環(huán)節(jié)需要的材料不同，某些工程可以就地取材，只要材料質(zhì)量不存在問(wèn)題即可。而某些環(huán)節(jié)則需要向?qū)I(yè)的生產(chǎn)廠商采購(gòu)材料，此種情況下涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)，質(zhì)量控制工作就需要考慮到不同環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。比如，采購(gòu)需要考慮到廠商的資質(zhì)，廠商后期材料供應(yīng)能力?，F(xiàn)場(chǎng)材料管理也是一項(xiàng)重要的工作，要考慮到自然環(huán)境對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料造成的影響，同時(shí)避免人為因素對(duì)材料質(zhì)量的影響。

某些材料在使用前還需要進(jìn)行試驗(yàn)從而確保各項(xiàng)參數(shù)能夠符合實(shí)際工作要求，避免大規(guī)模應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題。

質(zhì)量控制工作還需要從技術(shù)應(yīng)用的角度來(lái)考慮，無(wú)論是哪一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用都需要標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與流程進(jìn)行操作，使技術(shù)應(yīng)用的每一個(gè)步驟都能夠與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)相符，以此來(lái)確保工程整體的質(zhì)量。技術(shù)應(yīng)用涉及到機(jī)械與人兩個(gè)方面因素，因此，質(zhì)量控制工作也需要從此兩個(gè)方面來(lái)考慮，比如機(jī)械在選擇的時(shí)候就需要考慮到工程實(shí)際情況特點(diǎn)，避免工程環(huán)境情況對(duì)設(shè)備性能造成影響，從而使其性能發(fā)揮受到影響，影響到技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果。人的因素在其中占據(jù)重要比例，無(wú)論是技術(shù)應(yīng)用還是設(shè)備操作都需要人參與其中，因此項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)應(yīng)用需要考慮到相關(guān)工作人員能否勝任此項(xiàng)工作，工作人員技能與經(jīng)驗(yàn)是否能夠應(yīng)對(duì)工作中可能會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題。為了避免人為因素對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量造成負(fù)面影響，前期有必要對(duì)工作人員予以相應(yīng)的培訓(xùn)，尤其是在新技術(shù)應(yīng)用時(shí)，由于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，更需要通過(guò)前期準(zhǔn)備工作，使工作人員有良好心理狀態(tài)，了解技術(shù)原理、存在的不確定性因素，以及技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題、應(yīng)對(duì)措施等。盡量消除人為因素對(duì)項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量帶來(lái)的負(fù)面影響。

從施工采用的具體措施來(lái)看，大壩在建設(shè)的過(guò)程中，為了有效采集與施工相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，研發(fā)了專用的信息管理系統(tǒng)，，系統(tǒng)組成包括了控制中心、分控站、基準(zhǔn)站、服務(wù)器組等設(shè)備。應(yīng)用的技術(shù)包括了附加質(zhì)量快速檢測(cè)密度，依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，過(guò)渡料與墊料層、堆石料等壓實(shí)干密度檢測(cè)，通常采用挖坑灌水的方法，也可以利用其它成熟可靠的方法作為輔助。但是考慮到壩體的高度，各分區(qū)檢測(cè)保持了較高的頻次，利用坑測(cè)方法對(duì)于大粒徑石塊難以有效挖出，會(huì)對(duì)精度產(chǎn)生一定影響，并且工作效率低下。對(duì)于細(xì)顆?？梢钥紤]采用環(huán)刀法，并且方法提交結(jié)果的時(shí)間比較長(zhǎng)，如果其間出現(xiàn)某些問(wèn)題可能會(huì)屋導(dǎo)致返工，在影響到正常工作進(jìn)度的同時(shí)也會(huì)增加工程整體成本，在綜合多項(xiàng)因素考慮基礎(chǔ)上采用了附加質(zhì)量快速檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)量。

對(duì)于測(cè)量工作而言，可以考慮同時(shí)應(yīng)用兩種方法，通過(guò)對(duì)兩種方法獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與比較，擬定壩料相關(guān)參數(shù)，同時(shí)對(duì)測(cè)量方法的合理性與科學(xué)性進(jìn)論證。此項(xiàng)工程中，填筑質(zhì)量依據(jù)驗(yàn)收單元隨機(jī)選擇測(cè)點(diǎn)，粗堆與細(xì)堆石料需要區(qū)別對(duì)待，并且需要確保每個(gè)單元至少有兩個(gè)測(cè)點(diǎn)存在。在施工的過(guò)程中如果其中一個(gè)單元檢測(cè)完畢，應(yīng)該立刻進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)不合格的部分需要及時(shí)修正，修正后利用附加質(zhì)量法或者是坑測(cè)法再次進(jìn)行檢測(cè)，復(fù)測(cè)合格后才能進(jìn)入下一環(huán)節(jié)作業(yè)。在此項(xiàng)工程檢測(cè)過(guò)程中，共設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)6000多個(gè)，不合格檢測(cè)點(diǎn)共有15個(gè)，經(jīng)過(guò)修復(fù)后復(fù)檢全部合格。利用附加質(zhì)量法檢測(cè)干密度，此工程在建設(shè)過(guò)程中檢測(cè)點(diǎn)布置超出了規(guī)范要求，質(zhì)量控制更加的全面，檢測(cè)工作效率獲得了有效提升，精度也得到了保障。

4 結(jié)語(yǔ)

水電站工程需要嚴(yán)格控制其質(zhì)量，確保下游安全，由于工程項(xiàng)目環(huán)境特殊，需要應(yīng)用專業(yè)的技術(shù)與方法。工程在建設(shè)的過(guò)程中需要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，針對(duì)具體情況制定針對(duì)性措施，從而確保整體工程能夠及時(shí)完成。

[1] 楊秀方，石成名，陳宇.梨園水電站混凝土面板堆石壩技術(shù)優(yōu)化與質(zhì)量管控措施[J].水力發(fā)電，2015 （41） .