前坪水庫工程質(zhì)量控制管理措施與實踐

朱順強，王新民，韋 哲

（河南省前坪水庫建設(shè)管理局，450000，鄭州)

前坪水庫位于淮河流域沙潁河支流北汝河上游，是國家172 項重點水利工程之一。 前坪水庫主壩為黏土心墻砂卵石壩，壩頂長818.0 m,壩頂高程423.50 m，壩頂設(shè)高l.2 m 鋼筋混凝土防浪墻，墻頂高程為424.70 m，最大壩高90.0 m，壩頂寬度10.0 m,壩頂采用瀝青混凝土路面。

一、質(zhì)量管理控制措施

根據(jù) 《水利工程質(zhì)量管理規(guī)定》要求，項目法人根據(jù)工程特點采取如下措施進行工程質(zhì)量控制管理：

①工程開工前，向水利工程質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)辦理工程質(zhì)量監(jiān)督手續(xù)，明確質(zhì)量管理機構(gòu)、編寫質(zhì)量管理制度及體系文件。

②通過招標投標選擇勘察設(shè)計、施工、監(jiān)理以及重要設(shè)備材料供應等單位并實行合同管理，在合同文件中有工程質(zhì)量條款，明確圖紙、資料、工程、材料、設(shè)備等的質(zhì)量標準及合同雙方的質(zhì)量責任。

③組織設(shè)計和施工單位進行設(shè)計交底， 施工中對工程質(zhì)量進行檢查，工程完工后，及時組織有關(guān)單位進行工程質(zhì)量驗收、簽證。

④項目法人建立健全工程質(zhì)量管理體系；勘察、設(shè)計單位建立健全質(zhì)量服務體系，健全勘察、設(shè)計文件的審核、會簽、批準制度；施工單位建立健全施工質(zhì)量保證體系， 加強施工過程質(zhì)量控制， 對水利工程的施工質(zhì)量負責；監(jiān)理單位建立健全質(zhì)量控制體系。

⑤嚴格開展施工自檢、監(jiān)理平行檢測、跟蹤檢測,項目法人委托具有資質(zhì)的第三方機構(gòu)檢測。

⑥落實“四個責任制”，即從業(yè)單位質(zhì)量主體責任制、從業(yè)單位領(lǐng)導人責任制、從業(yè)人員責任制、質(zhì)量終身責任制。

⑦加強質(zhì)量風險管理。 對質(zhì)量風險做到早發(fā)現(xiàn)、早預警、早研判、早處置，有效預防、及時控制和消除水利工程質(zhì)量事故的危害。

⑧堅持“四不放過”原則，做好事故問題處理工作。

⑨嚴格項目法人質(zhì)量考核工作和對各參建單位的考評工作。

二、清單責任制的管理控制

前坪水庫工程涉及的主要建筑物為大壩、溢洪道、泄洪洞、輸水洞電站等，重要隱蔽和關(guān)鍵部位工程甚多，質(zhì)量控制管理尤為重要。 在工程施工前項目法人會同監(jiān)理單位制定責任清單，實行跟蹤管理。以溢洪道閘室段堰面抗沖耐磨混凝土澆筑為例說明：

①施工前項目法人會同監(jiān)理單位制定工程施工的責任清單，清單內(nèi)容可根據(jù)工程實際情況適當增減。

②每道工序施工時，由建管和監(jiān)理單位分別派相關(guān)技術(shù)人員進行現(xiàn)場旁站監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)并記錄施工過程中出現(xiàn)的各種影響質(zhì)量的問題。

③施工單位負責具體實施問題整改，完成后由建管、監(jiān)理單位聯(lián)合進行驗收， 合格后方可進入下道工序，否則繼續(xù)整改至合格。

通過對工序施工的層層把關(guān)和監(jiān)督，各單位切實履行相應的職責并執(zhí)行徹底，重要隱蔽和關(guān)鍵部位工程施工完成后未發(fā)生質(zhì)量責任事故。

三、發(fā)明專利及新技術(shù)應用管理

前坪水庫工程在實施過程中大量使用國家發(fā)明專利、實用新型發(fā)明專利和新技術(shù)。 在大壩填筑中使用清華大學“無人駕駛筑壩技術(shù)”國家發(fā)明專利，泄洪洞、溢洪道、輸水洞石方開挖中使用 “復合反射聚能與緩沖消能裝置”實用新型專利，溢洪道、泄洪洞等大體積混凝土澆筑中采用北京航空航天大學“分布式光纖測溫”技術(shù)等，對工程的質(zhì)量控制起著決定性作用。

1.應用“無人駕駛筑壩技術(shù)”國家發(fā)明專利

①無人駕駛碾壓系統(tǒng)由GPS 基站、通信中繼站、遠程監(jiān)控中心、無人駕駛碾壓機等主要部分構(gòu)成，確定碾壓區(qū)域之后， 采集碾壓區(qū)域4 個角點坐標，輸入到控制系統(tǒng)里， 下發(fā)給碾壓機，碾壓機自動分片區(qū)、自動規(guī)劃軌道、按設(shè)置的施工參數(shù)自動執(zhí)行碾壓任務。

②在計算機中先創(chuàng)建碾壓層，形成大壩三維模型； 碾壓過程中可自動生成碾壓軌跡圖、碾壓高程圖、碾壓效果圖等；系統(tǒng)具備回放功能（可以查看之前碾壓的任意一層資料， 可以細化到第幾遍、第幾條，軌跡可以調(diào)整播放速度）、打印功能（碾壓完成后可以自動生成文字資料（層數(shù)、面積、樁號、偏距、碾壓參數(shù)、壓路機信息、碾壓高程信息、壓實質(zhì)量信息等）和各個圖示資料（碾壓層創(chuàng)建、碾壓作業(yè)區(qū)、軌跡圖、高程圖、效果圖等）；可同時開展3 個碾壓區(qū)域作業(yè)， 滿足大壩不同填筑區(qū)域同時作業(yè)要求；實時3D 顯示大壩整體填筑形象進度、碾壓區(qū)域施工進度、碾壓機運行軌跡、碾壓區(qū)域施工質(zhì)量。

③系統(tǒng)電子資料永久保存，和紙質(zhì)資料相互映照，在后期管理中便于查找和調(diào)閱，使用方便快捷，省去紙質(zhì)資料查找的煩瑣程序和工作量。

2.應用“分布式光纖測溫”技術(shù)

（1）系統(tǒng)介紹

前坪水庫溢洪道大體積混凝土工程應用四通道DTS 光纖測溫主機與分布式光纖測溫數(shù)據(jù)采集與分析軟件。 該系統(tǒng)能夠探測出光纖上任意點的溫度變化，根據(jù)數(shù)據(jù)智能分析，實現(xiàn)真正分布式測量， 將光纖埋入混凝土內(nèi)部， 可實時監(jiān)控混凝土內(nèi)部的溫升或溫降，提供混凝土內(nèi)部的溫度狀態(tài)，與仿真結(jié)果對比分析， 方便根據(jù)施工現(xiàn)場的多變性調(diào)整模型參數(shù)。 該技術(shù)利用光時域反射及光纖散射的溫度效應來進行自動化溫度監(jiān)測， 測溫數(shù)據(jù)存儲在硬盤中， 顯示器用來顯示不同時刻光纖上每一點的溫度值。 利用熔接機將測溫光纜與DTS 主機上的尾纖相連，整個系統(tǒng)就構(gòu)成了一個整體。將光纜埋入預定位置， 就可在監(jiān)控室對混凝土溫度變化進行實時監(jiān)控。

（2）工作原理

DTS 光纖測溫儀根據(jù)光在光纖中傳輸可以后向散射光波的原理，通過發(fā)射器發(fā)射一定波寬和能量的激光脈沖到光纖中，傳播時產(chǎn)生的向后散射的受到散射點的溫度影響而改變狀態(tài)的光波被分解和解調(diào)后， 輸入DTS 信號處理系統(tǒng)，經(jīng)過處理分析，測溫主機界面顯示出溫度信號，信號位置可以根據(jù)光纖中背向回波時間及傳輸速度確定。

（3）技術(shù)優(yōu)勢

①采用分布式光纖測溫技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工測溫技術(shù)，具有技術(shù)創(chuàng)新性。實時自動測溫代替了人工手動測溫；無限、 高密度測溫點代替了傳統(tǒng)稀疏測溫點； 遠程在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)代替人工現(xiàn)場監(jiān)測。 ②分布式光纖測溫技術(shù)在嚴寒地區(qū)冬季測溫具備可行性，即使在我國東北冬季氣溫達到-25℃時仍能正常精確測溫。 ③分布式測溫光纖埋設(shè)方法為普通光纖開槽埋設(shè)及鎧裝光纖U 形扣固定直接埋設(shè)。 ④對大體積混凝土越冬保溫進行了實時遠程在線監(jiān)測，監(jiān)測范圍覆蓋廣，時間及空間監(jiān)測密度大。 在時間上，每隔幾秒鐘即可進行一次測溫；在空間上，測溫光纖覆蓋整個大體積混凝土越冬面，進行全方位保溫效果監(jiān)測。

四、常規(guī)和先進的檢測方法相結(jié)合確保工程質(zhì)量可靠

1.高噴防滲墻質(zhì)量檢測

①常規(guī)檢測：高噴灌漿試驗性生產(chǎn)結(jié)束28 天后， 采取開挖尺量的方式檢測高噴防滲墻的厚度、 形狀、連接形式、噴射長度、強度等都符合設(shè)計要求，注水試驗檢測發(fā)現(xiàn)局部有滲水現(xiàn)象。

②為了保證檢測效果的真實性、可靠性，委托黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司工程物探研究院對防滲墻的質(zhì)量進行檢測，針對不同的地質(zhì)情況采用瞬變電磁法和高密度電法對試驗性生產(chǎn)防滲墻的防滲效果進行檢測，結(jié)果同鉆孔注水試驗基本一致。 瞬變電磁法檢測在高程 336～342 m 范圍間存在滲漏點，在高程334～342 m 范圍間存在滲漏風險。高密度電法探測，在樁號 0+520～0+700 m 區(qū)段 342 m 高程以下、 樁號 0+350～0+405 m 和 0+430～0+475 m 區(qū)域高程 342～345 m 之間位置有滲漏點。

2.防滲墻的質(zhì)量檢測

①常規(guī)檢測：防滲墻厚度、深度檢測、防滲效果（光學成像檢測）、防滲墻強度、 防滲墻滲透系數(shù)的檢測根據(jù)《水利工程質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范要求進行。防滲墻體完整性（連續(xù)性）檢測（普查法）使用地質(zhì)雷達進行全斷面掃描檢測， 對斷層破碎帶超深部位輔助以跨孔聲波檢測。

②CT 彈性波全面檢測防滲墻完整性檢測抽檢方法設(shè)計為 “一孔激發(fā)、另一孔接收，炮點距、檢波器點距均為0.5 m”為1 個檢測剖面的彈性波CT 檢測系統(tǒng)。

③完整性CT 成像檢測儀器設(shè)備：由于彈性波CT 檢測孔間距達20 m，塑性混凝土對聲波衰減較快，因此使用電火花震源和地震儀。 彈性波激發(fā)使用大功率HX-DHH 電火花震源，彈性接收使用24 通道的工程地震儀，配置24 道壓電式檢波器串，檢波器道間距為1 m， 檢波串長度應大于60 m。 在彈性波CT 檢測前應使用測斜儀測量鉆孔的垂直度。 電火花震源通過瞬間將水汽化形成氣泡沖擊波，故不會對防滲墻造成損傷。

④完整性CT 成像檢測原理。 彈性波CT 是利用位于同一平面上的鉆孔， 由其中一只鉆孔激發(fā)彈性波，另一只鉆孔接收彈性波，在兩邊之間作出大量交叉的彈性波射線，讀取各彈性波射線的初至時間，把每一條射線的激發(fā)點坐標、接收點坐標和地震波初至時間輸入計算機，使用彈性波CT專用處理軟件， 將斷面之間劃分為M×N 個混凝土小單元，經(jīng)計算機多次迭代擬合運算，得到斷面上各混凝土單元的彈性波速度，作出聲速等值線圖和色譜圖。 根據(jù)斷面上彈性波速度及分布評價混凝土的質(zhì)量，判斷內(nèi)部缺陷混凝土及位置。

經(jīng)常規(guī)和先進的檢測手段檢測，壩基防滲墻的各項參數(shù)均滿足設(shè)計及規(guī)范要求，為該工程的驗收提供了科學、可靠、完整的依據(jù)。