黃登水電站大壩工程質量的控制方法與成效

郭萬里，楊 琦，穆曉東

(中國水利水電建設工程咨詢西北有限公司黃登監理中心，云南 蘭坪 671406)

1 拌和系統質量控制與管理

1.1 建立拌和系統運行審批制度

黃登水電站布置有甸尾和梅沖河2座拌和系統，預冷混凝土設計生產能力900 m3/h。拌和系統需在滿足一定條件下才能開始拌制混凝土，如骨料砸石溫度指標、各種原材料品質、設備工況、人員配置等。為了更好地做好拌和系統的運行管理，中國水利水電建設工程咨詢西北有限公司黃登監理中心(以下簡稱“西北監理”)制定了拌和系統運行審批制度，將規范的、固化的系統開樓準備程序以清單形式做成標準化審批表格，監理工程師對照清單逐項檢查進行打勾確認，待所有準備工作檢查無誤后審批“混凝土拌和許可證”。拌和樓運行審批的具體流程為：開倉申請單→混凝土用料單→原材料品質檢測單→骨料砸石溫度檢測單→混凝土配料單→設備運行工況及人員配置檢查單→混凝土拌和許可證。為避免因檢查檢測流程對施工環節造成影響，制度中對關鍵審批環節的時間進行了嚴格規定：如混凝土用料單必須提前4 h申請試驗監理工程師審批，制冷系統需提前3 h開啟，在此期間同步檢查稱量設備、原材料品質、儲備情況等是否滿足生產需求，以保證大壩混凝土施工各環節配合銜接順暢。

1.2 混凝土拌和質量預警機制

連續高強度的生產是碾壓混凝土施工的特點之一。黃登水電站大壩倉面一般按6 000～8 000 m2進行規劃分區，單倉升層高度6 m，采用平層法澆筑，碾壓混凝土平均入倉強度達400～500 m3/h。在連續高強度的混凝土生產條件下，一旦出現質量問題往往處理難度極大，因此必須要保證拌和物穩定的質量控制水平。對混凝土出機口溫度規定按每小時不少于3次的頻次進行監控，如發現1 h內連續3次測得混凝土出機口溫度接近溫度控制值時，應立即要求系統運行人員進行檢查調整。對出機口混凝土的坍落度、VC值及含氣量每2 h檢測1次，發現檢測指標存在較大波動時立即加密檢測。如有任何一項指標超出質控區間范圍的一律按廢料處理。

2 大壩混凝土質量控制與管理

2.1 工藝首建制

工藝首建制是指重要或特殊工程(項目)必須通過生產性工藝試驗過程所形成的首建工程(項目)。通過對首建工程(項目)各項質量指標綜合總結評價，查找分析施工質量存在的不足之處，提出各施工工藝的改進措施，以指導后續施工，預防后續施工可能存在的各類施工質量問題，提高工程質量為目的。

黃登大壩碾壓混凝土施工工藝過程管理以“工藝首建制”管理理念為核心，通過PDCA質量管理循環程序，抓好施工工藝過程各環節管理，包括工藝措施編制、工藝措施審查、工藝措施實施及監督、工藝實施效果檢查和評價、總結及完善等，做到精細化管理，持續改進與提高工藝質量。對于倉面鋼筋、模板、止水等工序驗收、混凝土碾壓運輸、卸料、平倉、碾壓等嚴格執行“工藝首建制”；混凝土澆筑前對倉面設計進行評審→施工中全過程實施監理旁站→施工完成后進行總結→制定改進措施并貫徹執行，不斷提高和固化施工工藝水平。

2.2 驗收清單制

大壩混凝土倉號實行清單化驗收制度，將驗收項目包括技術準備、工序驗收及專業會簽、安全標準化及文明施工、資源及現場準備等4方面細化為25小項，并明確各細項的驗收標準，形成驗收清單，倉號驗收時對照清單項目和標準驗收合格一項消除一項，直至全部驗收合格簽字開倉。驗收清單制的執行避免了驗收項目的遺漏、驗收標準的不統一；同時，明確的處理意見對于加快處理進度、提高驗收效率大有益處。

2.3 機制變態混凝土的應用

黃登大壩變態混凝土工程量較大，全部采用人工插孔加漿的工藝存在人為因素造成的質量不穩定性，經過工藝試驗，在拌和樓生產碾壓混凝土時根據碾壓混凝土拌制方量加入一定比例的灰漿所生產出的機制變態混凝土，在混凝土物理性能指標、取芯芯樣外觀及混凝土壓水方面均滿足規范和設計要求，混凝土質量穩定性高，且經濟費用未增加。因此，黃登大壩全面推廣應用了機制變態混凝土，機制變態混凝土施工機械化水平高，施工干擾小，可縮短層間間隔時間，從而提高層間結合質量；且機制變態混凝土性能穩定，施工過程質量風險低，有利于大壩混凝土質量控制。

2.4 平層法碾壓的應用

黃登大壩河谷狹窄，壩段寬度為20～27 m，但上下游方向長度最大近170 m，不適宜斜層碾壓。實踐表明，在綜合考慮拌和系統供應能力強的情況下，采用平層碾壓可保證施工質量，且有利于加快碾壓混凝土施工進度。采用平層法碾壓對入倉強度、澆筑資源配置、碾壓分區和條帶作業控制等要求很高。為保證施工質量，在大壩碾壓混凝土澆筑前，結合倉面面積和理論入倉強度對倉面設計進行評審，評審內容包括入倉方案、碾壓分區劃分、條帶作業寬度、資源配置等。實施過程中嚴格執行倉面設計，做到分區施工井然有序，條帶作業清晰、設備作業流暢。施工過程中，監理全過程進行旁站，并結合數字黃登系統對混凝土坯層鋪料厚度、碾壓遍數和軌跡、層間間隔時間等指標的全面監控。黃登大壩碾壓混凝土全部采用平層碾壓施工，最大澆筑倉面面積近8 800 m2，層間覆蓋時間未超過6 h，層間結合質量良好。

2.5 數字黃登系統在大壩混凝土的應用

工程信息管理系統實現了對大壩各倉號單元工程工序驗收、信息錄入采集、查詢等，首次在水電工程上實行全面無紙化辦公、流程化管理和大壩數字信息化，是水電工程建設管理當中的一大重大突破；混凝土施工工藝監控系統實現了對混凝土坯層鋪料厚度、碾壓遍數和軌跡、層間間隔時間等指標的全面監控；混凝土溫度控制系統實現了對混凝土通水冷卻的流量、水溫、降溫速率、通水時間等自動化監控；數字黃登系統涵蓋了黃登大壩工程質量工藝控制的整個過程，在施工質量控制當中發揮重大作用。

在數字黃登監控系統運行過程中，成立了專職管理機構，組織召開系統運行例會或專題會，及時協調、解決系統運行期間存在的問題；編制系統運行月報、季報、年報，向業主匯報現場工作開展情況、系統應用中存在的問題和其他需協調、解決的問題；督促承建單位將工程的設計信息、原材料生產、施工過程及監控信息進行全面的采集，進行規范化、標準化的綜合管理，最終形成一套完整的數字化工程檔案，為后期的竣工驗收與運營移交提供參考。

3 帷幕灌漿施工質量控制與管理

帷幕灌漿工程是重要的隱蔽工程。其“隱蔽”的特點在于對灌漿質量的評價方面具有局限性，灌漿完成后“工程實體”隱蔽于地下，施工質量不能通過直觀做出判斷，只能通過灌漿成果和檢查孔的檢查檢驗進行綜合評價；因此，做好帷幕灌漿工程的過程質量控制與管理至關重要。通過對關鍵工序設置“質量控制點”，抓好各個環節、各個工序的施工質量，才能保證最終帷幕灌漿的防滲效果。西北監理針對黃登水電站帷幕灌漿施工特點，制定了一些質量控制方法，對帷幕灌漿進行全面、系統的質量過程管理。

3.1 帷幕灌漿“三準證”制度

帷幕灌漿“三準證”制度。即，準鉆證、準灌證、準終孔證。帷幕灌漿新開工作面具備施工條件后，經對施工布置、設備和材料、施工形象進度圖、人員配置、技術交底和培訓及專業會簽單等檢查完成后，由監理工程師簽署“準鉆證”。而“準灌證”內容包括孔位平面布置圖、鉆孔參數表、段孔進度圖、灌漿設備及儀器儀表情況、漿液拌制情況等資料，在每個孔段完成灌前壓水試驗后，監理工程師逐條檢查確認后，簽發“準灌證”方可進行灌漿施工。帷幕灌漿孔段接近設計終孔孔深后，對終孔前一段以及終孔段的灌前壓水透水率及單耗進行確認，確認已達到設計結束標準后簽發“準終孔證”。

3.2 “紅黃牌”考核機制

為了確保黃登水電站大壩帷幕灌漿的施工質量全面受控，借鑒其他領域的“紅色禁止、黃色警告”的通用做法，西北監理在帷幕灌漿質量管理上推行了“紅黃牌”考核機制。紅黃牌考核制度主要針對質量違規的警告與處罰，由監理工程師每周根據旁站質量違規事項按部位進行統計考核。考核原則如下：根據每周完成孔段，統計違反設計或規范要求事項，合格率在90%～95%的記黃牌一張；合格率低于90%記紅牌一張；若壩段作業面連續兩周考核得紅牌或連續四周考核得黃牌，對該部位將采取罰款處罰措施。

3.3 “日碰頭會”跟蹤機制

為了實現帷幕灌漿全方位、全過程質量管控，在監理現場旁站的基礎上，實行了“日碰頭會”跟蹤機制。“日碰頭會”由西北監理中心主管部門負責人組織，施工單位、數字系統運行單位等管理人員參加，有選擇、有目的、有針對性地進行每日巡查，對灌漿過程中的灌漿孔的灌漿壓力、灌漿流量、灌漿抬動、灌漿密度及灌漿結束條件等細致檢查。“日碰頭會”檢查即是對灌漿施工質量的檢查，也是對值班監理、質檢人員是否認真履職的檢查，當涉及較大工程技術、質量等問題時，還邀請業主單位、設計單位參加，營造了“各負自責、齊抓共管”的質量氛圍。

4 積極開展質量活動，全面提升質量管理水平

黃登水電站碾壓混凝土重力壩是世界級高壩，施工技術難度大，質量要求高，在質量管控過程中，通過開展工藝控制研究、工藝標準化手冊、施工工法創建、專利發明、QC小組活動等質量活動，為施工工藝質量提升起到積極效果。

4.1 積極推進施工工法創建工作

黃登電站建設過程中，西北監理積極組織開展可視化工法創建活動，達到了固化成熟施工經驗，將施工工藝規范化、標準化的目的。其中《全過程數字化帷幕灌漿監測施工工法》《大中型拌和系統混凝土生產工法》《大壩閘門門槽一次性安裝工法》《大壩碾壓混凝土智能溫控工法》等技術成果，已獲得中建電協批準。西北監理全程參與創建了《全過程數字監控碾壓混凝土壩可視化施工工法》。該工法以三維動畫形式展現，直觀可視化，按碾壓混凝土施工各工序全方位細致介紹工藝特點及做法，全面展示碾壓混凝土施工工藝，是碾壓混凝土施工質量不斷提升的基礎。

4.2 加強質量管理提升，積極開展QC質量活動

西北監理為不斷提升質量管理水平，持續不斷地結合工作實際有的放矢開展QC小組活動，在質量管理過程中共計開展QC小組活動17項，成果榮獲“全國優秀質量管理小組”三項，獲國家工程建設(勘察設計)優秀QC小組一等獎一項、二等獎三項；獲全國電力行業優秀成果一等獎一項；獲水利行業優秀質量管理小組QC成果二等獎兩項。各項技術成果形成，對黃登水電站碾壓混凝土施工奠定了堅實基礎，為指導施工、規范工藝，提升質量起到積極效果。其中“降低拌合系統二次篩分大石遜徑含量”、“提高碾壓混凝土條帶作業時間合格率”、“提高砂石加工系統中石產能”、“提高成品粗骨料長距離膠帶機運輸合格率”、“縮短河床壩段帷幕灌漿涌水孔段處理時間”、“提高碾壓混凝土重力壩體型質量”等QC小組活動成果對工程的質量提升的顯著效果，具有一定的推廣意義。

4.3 落實強制性條文，實現精細化管理

為了規范各施工單位在黃登水電站工程建設中的安全、質量行為，強化強制性條文在建設過程中的貫徹執行力度，西北監理成立強制性條文領導小組，組建強制性條文執行辦公室和各專業組(質量安全組、金屬結構組、工程管理組)，編制強制性條文實施細則，包含計劃、宣貫、培訓、執行、檢查、控制等，學習強制性條文管理制度、開展培訓，審定強制性條文實施方案，規范現場施工工藝控制，并將強制性條文日常檢查工作貫穿于單元、分部、單位工程施工全過程。通過過程檢查、整改措施和整改結果，淘汰落后施工工藝，以工藝保質量，同時開展強制性條文執行情況階段監督、檢查，將強制性條文滲透至施工的各環節，最終實現施工過程精細化管理。

4.4 開展質量閉環管理，推行“樣板工程”評優

為促進黃登水電站建設質量穩步提升，著力打造施工質量“亮點”，西北監理按月制訂質量專項檢查計劃，組織開展鋼筋、模板、固結灌漿、試驗檢測、內業資料等一系列質量專項檢查，認真查找施工過程中存在的問題，并印發檢查通報，明確整改要求；同時，加強對整改過程的跟蹤和整改結果的復查，保證質量檢查不留死角，質量整改不留問題，持續提升管理人員質量意識；還積極組織“樣板工程”評優活動，每年初制定達標創優工作計劃，并編制創優實施細則，細化每項工作內容，明確完成時間和要求，落實創優工作責任單和責任人，并定期召開創優推進會，對創優工作進展情況進行跟蹤督促，經過申報、評選及批準，實現“樣板工程”評優工作，大壩工程中共組織創建碾壓混凝土、金屬結構安裝、帷幕灌漿各類“樣板工程”7個，樹立了質量標桿和示范作用。

5 質量管理成效與評價

黃登水電站大壩于2015年4月29日開始首倉混凝土施工，2018年4月11日全線封頂，混凝土施工歷時37個月，累計完成碾壓混凝土250.89萬m3，常態混凝土60.42萬m3，帷幕灌漿103 233 m。碾壓混凝土出機口VC值檢測8 211次，合格率98.8%；常態混凝土出機口坍落度共檢測9016次，合格率99.2%。出機口溫度共檢測7 674次，合格率為94.6%；含氣量從3.0%～4.0%至5.0%～6.5%的控制范圍共檢測19 825次，合格率為98.7%。混凝土抗壓強度、劈拉強度共檢測15 551組，混凝土全面指標共檢測790組，檢測結果均滿足要求。帷幕灌漿質量檢查經自檢與第三方檢查，各檢查孔段壓水合格率分別為99.8%、92.4%，不合格孔段分布不集中且未超過設計要求的1.5倍，帷幕灌漿質量達到優良標準。

黃登大壩碾壓混凝土施工澆筑強度日最高達到10 150 m3，月最高達20.2萬m3，現場鋪料、碾壓工序合格率100%，壩體混凝土壓水結果均滿足設計要求。黃登水電站于2017年11月28日下閘蓄水，2018年7月5日首臺機組發電，2018年8月17日蓄水至正常蓄水位1 619 m高程，大壩擋水水頭197 m，經蓄水檢驗，大壩壩體無滲水、漏水點，帷幕灌漿幕后排水孔總滲漏量僅為9.5 L/s。在黃登水電站大壩工程施工質量控制中，西北監理以完善的質量管理體系和科學系統的控制方法，以“管住過程、守住標準、熱情服務、奉獻精品”的管理理念，提升了工程質量管理水平，實現了大壩工程的質量目標。