黄登水电站大坝工程质量的控制方法与成效

郭万里，杨 琦，穆晓东

(中国水利水电建设工程咨询西北有限公司黄登监理中心，云南 兰坪 671406)

1 拌和系统质量控制与管理

1.1 建立拌和系统运行审批制度

黄登水电站布置有甸尾和梅冲河2座拌和系统，预冷混凝土设计生产能力900 m3/h。拌和系统需在满足一定条件下才能开始拌制混凝土，如骨料砸石温度指标、各种原材料品质、设备工况、人员配置等。为了更好地做好拌和系统的运行管理，中国水利水电建设工程咨询西北有限公司黄登监理中心(以下简称“西北监理”)制定了拌和系统运行审批制度，将规范的、固化的系统开楼准备程序以清单形式做成标准化审批表格，监理工程师对照清单逐项检查进行打勾确认，待所有准备工作检查无误后审批“混凝土拌和许可证”。拌和楼运行审批的具体流程为：开仓申请单→混凝土用料单→原材料品质检测单→骨料砸石温度检测单→混凝土配料单→设备运行工况及人员配置检查单→混凝土拌和许可证。为避免因检查检测流程对施工环节造成影响，制度中对关键审批环节的时间进行了严格规定：如混凝土用料单必须提前4 h申请试验监理工程师审批，制冷系统需提前3 h开启，在此期间同步检查称量设备、原材料品质、储备情况等是否满足生产需求，以保证大坝混凝土施工各环节配合衔接顺畅。

1.2 混凝土拌和质量预警机制

连续高强度的生产是碾压混凝土施工的特点之一。黄登水电站大坝仓面一般按6 000～8 000 m2进行规划分区，单仓升层高度6 m，采用平层法浇筑，碾压混凝土平均入仓强度达400～500 m3/h。在连续高强度的混凝土生产条件下，一旦出现质量问题往往处理难度极大，因此必须要保证拌和物稳定的质量控制水平。对混凝土出机口温度规定按每小时不少于3次的频次进行监控，如发现1 h内连续3次测得混凝土出机口温度接近温度控制值时，应立即要求系统运行人员进行检查调整。对出机口混凝土的坍落度、VC值及含气量每2 h检测1次，发现检测指标存在较大波动时立即加密检测。如有任何一项指标超出质控区间范围的一律按废料处理。

2 大坝混凝土质量控制与管理

2.1 工艺首建制

工艺首建制是指重要或特殊工程(项目)必须通过生产性工艺试验过程所形成的首建工程(项目)。通过对首建工程(项目)各项质量指标综合总结评价，查找分析施工质量存在的不足之处，提出各施工工艺的改进措施，以指导后续施工，预防后续施工可能存在的各类施工质量问题，提高工程质量为目的。

黄登大坝碾压混凝土施工工艺过程管理以“工艺首建制”管理理念为核心，通过PDCA质量管理循环程序，抓好施工工艺过程各环节管理，包括工艺措施编制、工艺措施审查、工艺措施实施及监督、工艺实施效果检查和评价、总结及完善等，做到精细化管理，持续改进与提高工艺质量。对于仓面钢筋、模板、止水等工序验收、混凝土碾压运输、卸料、平仓、碾压等严格执行“工艺首建制”；混凝土浇筑前对仓面设计进行评审→施工中全过程实施监理旁站→施工完成后进行总结→制定改进措施并贯彻执行，不断提高和固化施工工艺水平。

2.2 验收清单制

大坝混凝土仓号实行清单化验收制度，将验收项目包括技术准备、工序验收及专业会签、安全标准化及文明施工、资源及现场准备等4方面细化为25小项，并明确各细项的验收标准，形成验收清单，仓号验收时对照清单项目和标准验收合格一项消除一项，直至全部验收合格签字开仓。验收清单制的执行避免了验收项目的遗漏、验收标准的不统一；同时，明确的处理意见对于加快处理进度、提高验收效率大有益处。

2.3 机制变态混凝土的应用

黄登大坝变态混凝土工程量较大，全部采用人工插孔加浆的工艺存在人为因素造成的质量不稳定性，经过工艺试验，在拌和楼生产碾压混凝土时根据碾压混凝土拌制方量加入一定比例的灰浆所生产出的机制变态混凝土，在混凝土物理性能指标、取芯芯样外观及混凝土压水方面均满足规范和设计要求，混凝土质量稳定性高，且经济费用未增加。因此，黄登大坝全面推广应用了机制变态混凝土，机制变态混凝土施工机械化水平高，施工干扰小，可缩短层间间隔时间，从而提高层间结合质量；且机制变态混凝土性能稳定，施工过程质量风险低，有利于大坝混凝土质量控制。

2.4 平层法碾压的应用

黄登大坝河谷狭窄，坝段宽度为20～27 m，但上下游方向长度最大近170 m，不适宜斜层碾压。实践表明，在综合考虑拌和系统供应能力强的情况下，采用平层碾压可保证施工质量，且有利于加快碾压混凝土施工进度。采用平层法碾压对入仓强度、浇筑资源配置、碾压分区和条带作业控制等要求很高。为保证施工质量，在大坝碾压混凝土浇筑前，结合仓面面积和理论入仓强度对仓面设计进行评审，评审内容包括入仓方案、碾压分区划分、条带作业宽度、资源配置等。实施过程中严格执行仓面设计，做到分区施工井然有序，条带作业清晰、设备作业流畅。施工过程中，监理全过程进行旁站，并结合数字黄登系统对混凝土坯层铺料厚度、碾压遍数和轨迹、层间间隔时间等指标的全面监控。黄登大坝碾压混凝土全部采用平层碾压施工，最大浇筑仓面面积近8 800 m2，层间覆盖时间未超过6 h，层间结合质量良好。

2.5 数字黄登系统在大坝混凝土的应用

工程信息管理系统实现了对大坝各仓号单元工程工序验收、信息录入采集、查询等，首次在水电工程上实行全面无纸化办公、流程化管理和大坝数字信息化，是水电工程建设管理当中的一大重大突破；混凝土施工工艺监控系统实现了对混凝土坯层铺料厚度、碾压遍数和轨迹、层间间隔时间等指标的全面监控；混凝土温度控制系统实现了对混凝土通水冷却的流量、水温、降温速率、通水时间等自动化监控；数字黄登系统涵盖了黄登大坝工程质量工艺控制的整个过程，在施工质量控制当中发挥重大作用。

在数字黄登监控系统运行过程中，成立了专职管理机构，组织召开系统运行例会或专题会，及时协调、解决系统运行期间存在的问题；编制系统运行月报、季报、年报，向业主汇报现场工作开展情况、系统应用中存在的问题和其他需协调、解决的问题；督促承建单位将工程的设计信息、原材料生产、施工过程及监控信息进行全面的采集，进行规范化、标准化的综合管理，最终形成一套完整的数字化工程档案，为后期的竣工验收与运营移交提供参考。

3 帷幕灌浆施工质量控制与管理

帷幕灌浆工程是重要的隐蔽工程。其“隐蔽”的特点在于对灌浆质量的评价方面具有局限性，灌浆完成后“工程实体”隐蔽于地下，施工质量不能通过直观做出判断，只能通过灌浆成果和检查孔的检查检验进行综合评价；因此，做好帷幕灌浆工程的过程质量控制与管理至关重要。通过对关键工序设置“质量控制点”，抓好各个环节、各个工序的施工质量，才能保证最终帷幕灌浆的防渗效果。西北监理针对黄登水电站帷幕灌浆施工特点，制定了一些质量控制方法，对帷幕灌浆进行全面、系统的质量过程管理。

3.1 帷幕灌浆“三准证”制度

帷幕灌浆“三准证”制度。即，准钻证、准灌证、准终孔证。帷幕灌浆新开工作面具备施工条件后，经对施工布置、设备和材料、施工形象进度图、人员配置、技术交底和培训及专业会签单等检查完成后，由监理工程师签署“准钻证”。而“准灌证”内容包括孔位平面布置图、钻孔参数表、段孔进度图、灌浆设备及仪器仪表情况、浆液拌制情况等资料，在每个孔段完成灌前压水试验后，监理工程师逐条检查确认后，签发“准灌证”方可进行灌浆施工。帷幕灌浆孔段接近设计终孔孔深后，对终孔前一段以及终孔段的灌前压水透水率及单耗进行确认，确认已达到设计结束标准后签发“准终孔证”。

3.2 “红黄牌”考核机制

为了确保黄登水电站大坝帷幕灌浆的施工质量全面受控，借鉴其他领域的“红色禁止、黄色警告”的通用做法，西北监理在帷幕灌浆质量管理上推行了“红黄牌”考核机制。红黄牌考核制度主要针对质量违规的警告与处罚，由监理工程师每周根据旁站质量违规事项按部位进行统计考核。考核原则如下：根据每周完成孔段，统计违反设计或规范要求事项，合格率在90%～95%的记黄牌一张；合格率低于90%记红牌一张；若坝段作业面连续两周考核得红牌或连续四周考核得黄牌，对该部位将采取罚款处罚措施。

3.3 “日碰头会”跟踪机制

为了实现帷幕灌浆全方位、全过程质量管控，在监理现场旁站的基础上，实行了“日碰头会”跟踪机制。“日碰头会”由西北监理中心主管部门负责人组织，施工单位、数字系统运行单位等管理人员参加，有选择、有目的、有针对性地进行每日巡查，对灌浆过程中的灌浆孔的灌浆压力、灌浆流量、灌浆抬动、灌浆密度及灌浆结束条件等细致检查。“日碰头会”检查即是对灌浆施工质量的检查，也是对值班监理、质检人员是否认真履职的检查，当涉及较大工程技术、质量等问题时，还邀请业主单位、设计单位参加，营造了“各负自责、齐抓共管”的质量氛围。

4 积极开展质量活动，全面提升质量管理水平

黄登水电站碾压混凝土重力坝是世界级高坝，施工技术难度大，质量要求高，在质量管控过程中，通过开展工艺控制研究、工艺标准化手册、施工工法创建、专利发明、QC小组活动等质量活动，为施工工艺质量提升起到积极效果。

4.1 积极推进施工工法创建工作

黄登电站建设过程中，西北监理积极组织开展可视化工法创建活动，达到了固化成熟施工经验，将施工工艺规范化、标准化的目的。其中《全过程数字化帷幕灌浆监测施工工法》《大中型拌和系统混凝土生产工法》《大坝闸门门槽一次性安装工法》《大坝碾压混凝土智能温控工法》等技术成果，已获得中建电协批准。西北监理全程参与创建了《全过程数字监控碾压混凝土坝可视化施工工法》。该工法以三维动画形式展现，直观可视化，按碾压混凝土施工各工序全方位细致介绍工艺特点及做法，全面展示碾压混凝土施工工艺，是碾压混凝土施工质量不断提升的基础。

4.2 加强质量管理提升，积极开展QC质量活动

西北监理为不断提升质量管理水平，持续不断地结合工作实际有的放矢开展QC小组活动，在质量管理过程中共计开展QC小组活动17项，成果荣获“全国优秀质量管理小组”三项，获国家工程建设(勘察设计)优秀QC小组一等奖一项、二等奖三项；获全国电力行业优秀成果一等奖一项；获水利行业优秀质量管理小组QC成果二等奖两项。各项技术成果形成，对黄登水电站碾压混凝土施工奠定了坚实基础，为指导施工、规范工艺，提升质量起到积极效果。其中“降低拌合系统二次筛分大石逊径含量”、“提高碾压混凝土条带作业时间合格率”、“提高砂石加工系统中石产能”、“提高成品粗骨料长距离胶带机运输合格率”、“缩短河床坝段帷幕灌浆涌水孔段处理时间”、“提高碾压混凝土重力坝体型质量”等QC小组活动成果对工程的质量提升的显著效果，具有一定的推广意义。

4.3 落实强制性条文，实现精细化管理

为了规范各施工单位在黄登水电站工程建设中的安全、质量行为，强化强制性条文在建设过程中的贯彻执行力度，西北监理成立强制性条文领导小组，组建强制性条文执行办公室和各专业组(质量安全组、金属结构组、工程管理组)，编制强制性条文实施细则，包含计划、宣贯、培训、执行、检查、控制等，学习强制性条文管理制度、开展培训，审定强制性条文实施方案，规范现场施工工艺控制，并将强制性条文日常检查工作贯穿于单元、分部、单位工程施工全过程。通过过程检查、整改措施和整改结果，淘汰落后施工工艺，以工艺保质量，同时开展强制性条文执行情况阶段监督、检查，将强制性条文渗透至施工的各环节，最终实现施工过程精细化管理。

4.4 开展质量闭环管理，推行“样板工程”评优

为促进黄登水电站建设质量稳步提升，着力打造施工质量“亮点”，西北监理按月制订质量专项检查计划，组织开展钢筋、模板、固结灌浆、试验检测、内业资料等一系列质量专项检查，认真查找施工过程中存在的问题，并印发检查通报，明确整改要求；同时，加强对整改过程的跟踪和整改结果的复查，保证质量检查不留死角，质量整改不留问题，持续提升管理人员质量意识；还积极组织“样板工程”评优活动，每年初制定达标创优工作计划，并编制创优实施细则，细化每项工作内容，明确完成时间和要求，落实创优工作责任单和责任人，并定期召开创优推进会，对创优工作进展情况进行跟踪督促，经过申报、评选及批准，实现“样板工程”评优工作，大坝工程中共组织创建碾压混凝土、金属结构安装、帷幕灌浆各类“样板工程”7个，树立了质量标杆和示范作用。

5 质量管理成效与评价

黄登水电站大坝于2015年4月29日开始首仓混凝土施工，2018年4月11日全线封顶，混凝土施工历时37个月，累计完成碾压混凝土250.89万m3，常态混凝土60.42万m3，帷幕灌浆103 233 m。碾压混凝土出机口VC值检测8 211次，合格率98.8%；常态混凝土出机口坍落度共检测9016次，合格率99.2%。出机口温度共检测7 674次，合格率为94.6%；含气量从3.0%～4.0%至5.0%～6.5%的控制范围共检测19 825次，合格率为98.7%。混凝土抗压强度、劈拉强度共检测15 551组，混凝土全面指标共检测790组，检测结果均满足要求。帷幕灌浆质量检查经自检与第三方检查，各检查孔段压水合格率分别为99.8%、92.4%，不合格孔段分布不集中且未超过设计要求的1.5倍，帷幕灌浆质量达到优良标准。

黄登大坝碾压混凝土施工浇筑强度日最高达到10 150 m3，月最高达20.2万m3，现场铺料、碾压工序合格率100%，坝体混凝土压水结果均满足设计要求。黄登水电站于2017年11月28日下闸蓄水，2018年7月5日首台机组发电，2018年8月17日蓄水至正常蓄水位1 619 m高程，大坝挡水水头197 m，经蓄水检验，大坝坝体无渗水、漏水点，帷幕灌浆幕后排水孔总渗漏量仅为9.5 L/s。在黄登水电站大坝工程施工质量控制中，西北监理以完善的质量管理体系和科学系统的控制方法，以“管住过程、守住标准、热情服务、奉献精品”的管理理念，提升了工程质量管理水平，实现了大坝工程的质量目标。