倪新燕

(新疆尉犁縣水利局,新疆 尉犁 841500)

1 工程概述

希尼爾水庫工程包括:主壩、副壩、引水閘、引水渠、放水閘、分水閘、放水渠及附屬設施等。壩體為土工膜斜墻防滲碾壓式土石壩,壩頂寬 6m,壩長 7650m,上游壩坡 1∶2.5,下游壩坡 1∶2;壩體防滲采取斜鋪復合膜 (兩布一膜)結構,其中膜厚 0.75mm,無紡布規(guī)格為 200g/m2;壩上游護坡設計為混凝土板 (C 30W8F 300)護坡,混凝土板厚 15～22cm。壩基防滲,根據(jù)地質情況的不同,分別采取 P E塑膜、塑性混凝土防滲墻、水泥土攪拌樁防滲墻三種不同形式的防滲方式。

工程概算總投資為 14462萬元,計劃總工期為3年 (2000年 5月 ～2003年 5月)。項目業(yè)主為希尼爾水庫管理處,設計單位為巴州水利水電勘測設計院,施工單位為中國安能建設總公司、江蘇省水利建設工程公司、庫爾勒市政工程處、新疆湖光水利水電建筑安裝工程公司、新疆通力路橋水利有限責任公司,監(jiān)理單位為新疆水利水電工程建設監(jiān)理中心巴州監(jiān)理分部,質量監(jiān)督單位為巴州水利水電工程質量監(jiān)督站。

2 工程質量控制方法

工程質量是工程建設的生命。監(jiān)理部始終以創(chuàng)優(yōu)質工程作為為業(yè)主服務的宗旨,促使各承包商建立全面質量管理體系,把握每一個環(huán)節(jié),控制每一個過程,利用各種有利于工程建設的手段,按照水利部對工程 “業(yè)主負責,監(jiān)理控制,施工單位保證,政府監(jiān)督”的要求。通過一整套完整、嚴格的組織機構、工作制度和方法,對工程施工質量進行嚴格檢查、監(jiān)理。

(1)事前預防。在單位工程正式開工前,根據(jù)施工單位申報請求開始施工的報告,各工程的項目監(jiān)理工程師首先檢查施工單位的質量保證體系和質量檢查措施,充分研究設計文件,熟悉合同文件條款及相關技術規(guī)范,并組織設計單位的設計代表與施工單位技術負責人或施工員進行技術交底,深刻了解、貫徹設計意圖,在此基礎上認真審查施工單位上報的施工組織設計及技術措施,審查各種原材料的質量自檢報告,并配合施工單位,進行有關技術數(shù)據(jù)要求的現(xiàn)場試驗,對運到工地的用于該單項工程的鋼筋、水泥、砂石骨料、添加劑等除查有“三證”外,還要求施工單位復檢,監(jiān)理部抽檢。一切手續(xù)完備后,對施工部位開工前的各工序再進行一次檢查,合格后才簽發(fā)開工令,其目的就是要把不符合工程質量的隱患消滅在萌芽初期。

(2)事中控制。監(jiān)理工程師在施工過程中,對施工現(xiàn)場加強巡視,檢查其施工措施及施工工序是否按施工技術相關規(guī)范要求進行。重要的工程部位、隱蔽工程、關鍵崗位,加強現(xiàn)場 “旁站”監(jiān)理。監(jiān)理工程師通過隨時現(xiàn)場巡視,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,如施工單位采用的施工工藝比較落后,機械設備陳舊、數(shù)量不足時,監(jiān)理部可提供信息,要求其采用較先進的施工工藝和施工機械,并增加人力、機械,以保證各環(huán)節(jié)的工程質量。施工過程中,對每道工序驗收合格后方可進行下道工序。

(3)事后檢查。希尼爾水庫工程劃分為單位工程、分部工程、單元工程。按照這一順序進行質量的跟蹤檢查驗收和質量評定,從而體現(xiàn)其規(guī)范化、統(tǒng)一化、科學化。監(jiān)理部根據(jù)工程項目劃分,各項目標段監(jiān)理工程師對單元工程在施工單位“三檢”合格的基礎上,按 “單元工程質量評定表”進行檢查驗收。重要的工程部位或隱蔽單元工程,監(jiān)理部組織業(yè)主、設計代表、工程質量監(jiān)督站代表和施工單位,按 “單元工程質量評定表”進行檢查驗收。分部工程的驗收是在各單元工程檢查驗收全部合格的基礎上,由施工單位按分部工程向監(jiān)理部提出驗收申請,由總監(jiān)理工程師主持,組織業(yè)主、設計單位代表、質量監(jiān)督站、施工單位等參加的分部工程驗收小組,嚴格按 《水利水電建設驗收規(guī)程》(S L223—1999)的驗收程序進行驗收,最后填寫 “分部工程驗收簽證”,并附驗收小組各成員簽字名單。

3 工程質量控制

3.1 壩基清基工程質量控制

希尼爾水庫的壩基清基是從 2000年 5月 18日以后就開始。首先,施工單位按照監(jiān)理簽發(fā)的施工圖紙復測了原始地面高程和橫斷面高程,經(jīng)監(jiān)理認可后,確定清基寬度,利用挖掘機、推土機、自卸翻斗車,投入清基。當按要求清至建基面后發(fā)現(xiàn)西副壩、主壩段某些壩段仍有第四系較松散物,當時地質工程師現(xiàn)場查看后,立即向設計單位匯報。業(yè)主和設計單位組織有關專家現(xiàn)場咨詢、調(diào)研,經(jīng)討論評估,一致認為建基面要落在第三系上。設計單位隨即下達了 “希尼爾水庫 -變更 05”。

東副壩長 550m,在二級臺地上,清基完全按設計要求進行,并清除第三系上層分化強烈的砂巖層,清基深度 40cm,完成后經(jīng)地質、監(jiān)理工程師聯(lián)合現(xiàn)場檢查確認,符合設計要求。主壩段長3663m,清基深度設計為 1～3m,即將完成時,按“希尼爾水庫 -變更 05”通知,清基深度部分段又加深 1m左右,以 3+150～3+640、3+925～4+620為代表,這些段地下水位高,就在工作面挖了縱橫排水溝,降低地下水位后繼續(xù)清除第四系洪積砂層和第三系上層分化強烈的砂巖,使建基面干容重大于 1.7g/cm3,水溶鹽含量小于 5%。二次清基完成后,經(jīng)現(xiàn)場檢驗和地質、監(jiān)理工程師確認完全符合設計要求。

西副壩壩長 2437m,按設計要求前 1.5km清基深 1m,后 900m清基深 0.5m。清基完成后,在前段 300m仍有第四系風積砂層,又進行了二次清基,深約 30cm。另外由于上壩料場的改變,而設計單位對新料場又未能及時提供,中間停留了一段時間,建基面上又有一層風積砂或部分段輕度分化。新料場確定后,表面又進行了二次清除,直至建基面干容重大于 1.64g/cm3,水溶鹽含量小于5%,經(jīng)地質工程師、監(jiān)理工程師聯(lián)合現(xiàn)場檢查確認,完全符合設計要求。

3.2 壩基防滲工程質量控制

希尼爾水庫壩基防滲,各投標商按多頭小直徑深層攪拌水泥土薄防滲墻投標報價的。試驗施工時,由于地層變化較大,經(jīng)過試驗無法施工。后決定修改為明挖鋪膜及塑性混凝土防滲墻。具體樁號是 0+000～3+950、6+200～7+650段采用明挖鋪設防滲膜,3+950～6+200段采用塑性混凝土防滲墻結構,并由設計單位專題上報原批準設計的批準單位審批后實施。

由于方案的改變,業(yè)主與施工單位直到 2002年 5月底,西副壩 0+000～2+437段壩基明挖鋪膜防滲才簽訂合同。同年 6月 3日開工,按設計單位的變更通知,施工單位對開挖深度又加深了 30～50cm,邊挖土方,邊鋪膜、焊接、檢查回填,監(jiān)理工程師跟蹤檢查,較順利的完成了主要地段的防滲工作。施工中,主要控制了防滲深度,采用水準儀實際測量高程,如果挖深不夠,繼續(xù)挖至設計高程;其二控制鋪膜面,為防止槽壁表面外露的尖角將膜頂破,施工單位搭設了腳手架進行削坡整修;其三因為復合膜的幅寬只有 6m,而復合膜連接須焊接,焊接工作由復合膜供應廠商完成。搭接寬度控制在 10cm以上,然后進行焊接,監(jiān)理工程師檢查焊縫必須焊接牢固,每道焊縫均經(jīng)過充氣檢查,充氣氣壓在 0.1～0.2MP a,保持在 1m i n左右。發(fā)現(xiàn)漏焊、脫焊立即補上。一旦復合膜有破損、撕裂,也要補牢。最后是回填土的控制,不能有塊狀土靠近復合膜,回填必須是循序漸進,逐步向前推進,同時掌握好復合膜不能拉的過緊,以防撕裂。

西副壩壩基防滲開始后,主壩、東副壩 2+437～3+950段和 6+200～7+650段明挖鋪膜也陸續(xù)開工。其中主壩 2+437～3+950段、6+200～7+000段地下水位較高,很難挖到設計深度,施工單位就在工作面集中挖坑強排水或在工作面外打井抽水,降低地下水位,千方百計加緊施工。東副壩 7+100～7+650段地下水位低,全部明挖、鋪膜、回填,監(jiān)理工程師本著質量第一的原則,嚴格控制工程質量。

明槽開挖鋪膜防滲深度在建基面以下,西副壩前 800m為 5～8m,以后段平均 12.5m,最深14.5m,最淺 9.5m。主壩段 2+437～2+850段,深 11.5m,2+850～3+950段平均深 6.1m,最深9.5m,最淺 3.5m。6+200～6+900段平均深4.8m,最深 6.5m,最淺 3m,6+900～7+100段平均深 8.1m。東副壩前 100m平均深 9.3m,以后450m平均深 4.8m,最深 5.5m,最淺 4m。

塑膜在槽底處理有兩種形式。第一種形式是在槽底先鋪 35cm厚的一層黏土,夯實后,將 P E膜彎轉嵌埋在黏土內(nèi),再向上滿槽填黏土 1.2m,每30cm一層,蛙式打夯機 10遍夯實。自檢、抽檢干密度在 1.64g/cm3以上,最優(yōu)含水率在 18.5%。其上原位土回填。這種形式用在主壩的 2+437～2+700段和 6+200～7+100段以及東副壩的 7+100～7+650段。第二種形式是在槽底先滿槽澆15cm的塑性混凝土,將 P E膜彎轉嵌入,再滿槽澆 20cm的塑性混凝土,然后用原位土松填至地面。這種形式用在西副壩 0+000～2+437段,主壩 2+700～4+350段、6+100～6+200段這三段。

主壩段 4+350～6+100段防滲深度較深,地下水位又高,明挖鋪膜防滲非常困難,經(jīng)業(yè)主同意,設計修改為現(xiàn)澆塑性混凝土防滲墻及水泥土薄防滲墻結構。塑性混凝土的施工工藝有液壓抓斗和鋸槽成槽,再澆筑塑性混凝土。液壓抓斗成墻寬度30cm,深度按設計要求,成墻深度完成后,經(jīng)監(jiān)理工程師會同設計、質監(jiān)、業(yè)主共同復測深度,符合設計要求后,再澆筑塑性混凝土。塑性混凝土因水膠比較大,坍落度控制在 18cm左右,槽孔內(nèi)又有泥漿。澆筑塑性混凝土時,按水下混凝土的施工工藝進行。

施工后期由于工期較緊,施工單位又引進了水泥土深層攪拌樁成墻設備。施工中,監(jiān)理工程師在質量控制方面,將抓斗和鋸槽按每澆筑一槽為一單元,深層攪拌樁成墻是每 25m為一檢驗單元,檢驗指標仍然是強度、滲透系數(shù)、彈模和水力坡降。

塑性混凝土成墻和攪拌樁成墻,其強度指標從所留試塊進行測定。成墻后的滲透系數(shù)、彈性模量及水力降度已請長江水利委員會長江科學院試驗室及解放軍某部采用地探雷達無損探測。結果表明,從留取的試壓塊測定,抗壓強度均大于 2M P a,對墻體鉆孔及芯樣測定,滲透系數(shù)在 6.48×10-7～2.30×10-8cm/s之間,均小于 1×10-6cm/s,水力坡度 J=68.3～87.9,均大于 60,符合設計要求。同時采用地探雷達對塑性混凝土防滲墻全面探測,總體上是連續(xù)的,防滲墻塑性混凝土澆筑基本上是均勻的,未發(fā)現(xiàn)大的空洞和裂縫。雷達信號異常部位 11個,對該 11個部位反復探測后,其中由于地表影響因素造成 4個異常,可以剔除,6+040～6+050部位進行抗?jié)B性能原位壓水試驗,滲透系數(shù)為 6.48×10-7cm/s,小于 1×10-6cm/s,滿足設計要求。6+020～6+025、5+580、4+627三個部位雷達信號異常。挖開檢查,5+580有傾斜不連續(xù)現(xiàn)象,用滲層攪拌樁重新補好后,再開挖檢查,結果墻體連續(xù)、光滑符合設計要求。4+627挖開檢查是鋸槽成墻澆注塑性混凝土用的膜袋,已與墻體結合緊密、光滑,這是雷達波對不同介質反射信號不同而出現(xiàn)的異常。6+020～6+025開挖觀察,墻面連續(xù)、光滑。其余異常部位經(jīng)過雷達復查和分析研究認為對防滲性能沒有影響。因此,塑性混凝土防滲墻和深層攪拌樁成墻總體來說,墻體力學性能指標滿足設計要求,墻體基本均勻連續(xù)、完整。滲透系數(shù)、水力坡降滿足設計要求。

3.3 壩體填筑工程的質量控制

希尼爾水庫壩體設計為碾壓式均質天然砂礫石壩。當壩基清基完成后,即開始壩體填筑。填筑前,有關施工單位,首先對所屬料場進行復查和規(guī)劃,然后按碾壓式均質天然砂礫石壩的施工驗收規(guī)范,設計提出Ⅰ區(qū)相對緊密度 0.85,Ⅱ區(qū)相對緊密度 0.80的技術指標,編寫、上報 “填筑試驗大綱”,經(jīng)監(jiān)理部批準后,在料場附近選擇寬闊地塊,在業(yè)主、設計代表、質量監(jiān)督員、監(jiān)理工程師的參與下,按批準的填筑碾壓試驗大綱規(guī)定進行試驗,取得各項參數(shù)后,再正式運料填筑。

壩體填筑施工中,各施工單位按不同料場,不同填筑部位,不同碾壓試驗成果指標,不同填筑參數(shù),控制質量。監(jiān)理工程師對每個單元工程按 《碾壓式均質砂礫石壩填筑驗收規(guī)范》和監(jiān)理部制定的 《希尼爾水庫大壩填筑監(jiān)理實施細則》的規(guī)定,結合實際情況,每個單元施工單位自檢 10個點,監(jiān)理抽檢 2個點,抽檢合格后再進行下一單元的填筑施工。如抽檢不合格,再進行壓實、自檢,二次抽檢不合格者,將該單元的所有填筑料全部清除壩面以外,重新填料、壓實、自檢、直至抽檢合格。

3.4 壩面混凝土護坡工程的質量控制

當壩體填筑完成以后即組織機械與施工人員進行削坡,完成后的削坡面按壩體填筑的要求進行抽檢,合格后就可鋪設復合土工膜及苯板,一切準備工作完成后,開始進行壩面混凝土護坡的澆筑。

壩面混凝土澆筑前,施工單位首先委托有資質的試驗室做混凝土配合比試驗,同時對進入現(xiàn)場材料進行自檢和抽檢,一切符合相關規(guī)范要求后,監(jiān)理部才下達開工令。在施工過程中,拌和站、澆筑倉面均派有 “旁站”監(jiān)理工程師或監(jiān)理員,主要控制混凝土的水膠比、坍落度、含氣量,一旦出現(xiàn)問題,由現(xiàn)場試驗工程師進行調(diào)整,以滿足混凝土澆筑質量。

壩面護坡 C 30混凝土澆筑,采用的是鋼滑模,在全過程澆筑施工中,對模板的要求是:側模槽鋼按 6m寬一單元支撐,為了不損壞底層 P E防滲膜,跳倉支撐必須牢固。按 “質量評定表”的要求項目,逐項檢查,每項均必須符合規(guī)定,滑模壓重要保證。

混凝土拌和站在開始拌和前,在監(jiān)理工程師在場的情況下,對稱量系統(tǒng)進行一次嚴格的檢查和調(diào)試。混凝土在拌制中,監(jiān)理旁站,主要對水灰比、坍落度、含氣量進行控制,發(fā)現(xiàn)問題立即糾正。根據(jù)不完全統(tǒng)計,由于拌制的混凝土不符合要求,主壩段曾廢棄 20多罐,西副壩廢棄 10罐左右?；炷恋乃竭\輸,原計劃用翻斗車,但在試澆時,由于坍落度損失較大,離析現(xiàn)象嚴重,卸車困難。正式澆筑時,全部改用混凝土罐車,運輸順利。

混凝土從溜槽送到艙面以后,完全是人工平倉、嚴禁振搗棒平倉。倉面開多以后,旁站監(jiān)理工程師加強巡視,對薄弱施工面,加強監(jiān)督指導力度,振搗棒一定要 “快插、振動 20秒、慢拔”順序振搗。對運送混凝土間隙較長的工作面,采用覆蓋辦法,以減少水分的損失。當澆筑到設計分縫處時,工作面的施工人員集中力量快速整平、修直,快速安放苯板,之后繼續(xù)澆筑。

抹面收光、拆模養(yǎng)護是混凝土澆筑的最后工序。當滑模拉動停止以后,就進行第一次收面。收面必須是原漿抹面,嚴格禁止在混凝土面上灑水、撒灰。當混凝土快到初凝前,進行第三次抹面收光,一定要平整光滑。在澆筑過程中,由于抹面收光不好,又是試澆,混凝土振搗方面有不密實的現(xiàn)象,曾打掉 4個單元,160多m3的混凝土,這在施工單位引起了足夠的重視,使他們在以后的施工中,特別注重工程質量。當混凝土拆模以后,達到養(yǎng)護條件時,就開始灑水養(yǎng)護,每個施工班組派有專人負責,除施工單位加強養(yǎng)護力度,經(jīng)常檢查外,監(jiān)理工程師經(jīng)常巡視監(jiān)督。為了保證混凝土面的潮濕,對混凝土面用麻袋覆蓋、灑水或拉上水管用微噴養(yǎng)護。

4 結語

水利工程建設投入大、公益性強,對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的作用。質量控制是保證各方利益的重要手段,也是保證工程發(fā)揮基礎設施功能的重要基礎。希尼爾水庫工程建設監(jiān)理在施工質量控制過程中建立了良好的質量控制體系,采取了積極有效、科學合理的措施,在質量控制方面取得了很好的效果。