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關(guān)鍵詞:前坪水庫(kù);清單責(zé)任制;無(wú)人駕駛筑壩技術(shù);分布式光纖測(cè)溫
前坪水庫(kù)位于淮河流域沙潁河支流北汝河上游,是國(guó)家172項(xiàng)重點(diǎn)水利工程之一。前坪水庫(kù)主壩為黏土心墻砂卵石壩,壩頂長(zhǎng)818.0m,壩頂高程423.50m,壩頂設(shè)高l.2m鋼筋混凝土防浪墻,墻頂高程為424.70m,最大壩高90.0m,壩頂寬度10.0m,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(xiàng)目法人根據(jù)工程特點(diǎn)采取如下措施進(jìn)行工程質(zhì)量控制管理:①工程開(kāi)工前,向水利工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)辦理工程質(zhì)量監(jiān)督手續(xù),明確質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)、編寫(xiě)質(zhì)量管理制度及體系文件。②通過(guò)招標(biāo)投標(biāo)選擇勘察設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理以及重要設(shè)備材料供應(yīng)等單位并實(shí)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(biāo)準(zhǔn)及合同雙方的質(zhì)量責(zé)任。③組織設(shè)計(jì)和施工單位進(jìn)行設(shè)計(jì)交底,施工中對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢查,工程完工后,及時(shí)組織有關(guān)單位進(jìn)行工程質(zhì)量驗(yàn)收、簽證。④項(xiàng)目法人建立健全工程質(zhì)量管理體系;勘察、設(shè)計(jì)單位建立健全質(zhì)量服務(wù)體系,健全勘察、設(shè)計(jì)文件的審核、會(huì)簽、批準(zhǔn)制度;施工單位建立健全施工質(zhì)量保證體系,加強(qiáng)施工過(guò)程質(zhì)量控制,對(duì)水利工程的施工質(zhì)量負(fù)責(zé);監(jiān)理單位建立健全質(zhì)量控制體系。⑤嚴(yán)格開(kāi)展施工自檢、監(jiān)理平行檢測(cè)、跟蹤檢測(cè),項(xiàng)目法人委托具有資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)。⑥落實(shí)“四個(gè)責(zé)任制”,即從業(yè)單位質(zhì)量主體責(zé)任制、從業(yè)單位領(lǐng)導(dǎo)人責(zé)任制、從業(yè)人員責(zé)任制、質(zhì)量終身責(zé)任制。⑦加強(qiáng)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理。對(duì)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早研判、早處置,有效預(yù)防、及時(shí)控制和消除水利工程質(zhì)量事故的危害。⑧堅(jiān)持“四不放過(guò)”原則,做好事故問(wèn)題處理工作。⑨嚴(yán)格項(xiàng)目法人質(zhì)量考核工作和對(duì)各參建單位的考評(píng)工作。
二、清單責(zé)任制的管理控制
前坪水庫(kù)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(xiàng)目法人會(huì)同監(jiān)理單位制定責(zé)任清單,實(shí)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(shuō)明:①施工前項(xiàng)目法人會(huì)同監(jiān)理單位制定工程施工的責(zé)任清單,清單內(nèi)容可根據(jù)工程實(shí)際情況適當(dāng)增減。②每道工序施工時(shí),由建管和監(jiān)理單位分別派相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)督,發(fā)現(xiàn)并記錄施工過(guò)程中出現(xiàn)的各種影響質(zhì)量的問(wèn)題。③施工單位負(fù)責(zé)具體實(shí)施問(wèn)題整改,完成后由建管、監(jiān)理單位聯(lián)合進(jìn)行驗(yàn)收,合格后方可進(jìn)入下道工序,否則繼續(xù)整改至合格。通過(guò)對(duì)工序施工的層層把關(guān)和監(jiān)督,各單位切實(shí)履行相應(yīng)的職責(zé)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(zé)任事故。
三、發(fā)明專(zhuān)利及新技術(shù)應(yīng)用管理
前坪水庫(kù)工程在實(shí)施過(guò)程中大量使用國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利、實(shí)用新型發(fā)明專(zhuān)利和新技術(shù)。在大壩填筑中使用清華大學(xué)“無(wú)人駕駛筑壩技術(shù)”國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利,泄洪洞、溢洪道、輸水洞石方開(kāi)挖中使用“復(fù)合反射聚能與緩沖消能裝置”實(shí)用新型專(zhuān)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(xué)“分布式光纖測(cè)溫”技術(shù)等,對(duì)工程的質(zhì)量控制起著決定性作用。
1.應(yīng)用“無(wú)人駕駛筑壩技術(shù)”國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利
①無(wú)人駕駛碾壓系統(tǒng)由GPS基站、通信中繼站、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、無(wú)人駕駛碾壓機(jī)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(gè)角點(diǎn)坐標(biāo),輸入到控制系統(tǒng)里,下發(fā)給碾壓機(jī),碾壓機(jī)自動(dòng)分片區(qū)、自動(dòng)規(guī)劃軌道、按設(shè)置的施工參數(shù)自動(dòng)執(zhí)行碾壓任務(wù)。②在計(jì)算機(jī)中先創(chuàng)建碾壓層,形成大壩三維模型;碾壓過(guò)程中可自動(dòng)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(xì)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(dòng)生成文字資料(層數(shù)、面積、樁號(hào)、偏距、碾壓參數(shù)、壓路機(jī)信息、碾壓高程信息、壓實(shí)質(zhì)量信息等)和各個(gè)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(shí)開(kāi)展3個(gè)碾壓區(qū)域作業(yè),滿足大壩不同填筑區(qū)域同時(shí)作業(yè)要求;實(shí)時(shí)3D顯示大壩整體填筑形象進(jìn)度、碾壓區(qū)域施工進(jìn)度、碾壓機(jī)運(yùn)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(yīng)用“分布式光纖測(cè)溫”技術(shù)
(1)系統(tǒng)介紹前坪水庫(kù)溢洪道大體積混凝土工程應(yīng)用四通道DTS光纖測(cè)溫主機(jī)與分布式光纖測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)采集與分析軟件。該系統(tǒng)能夠探測(cè)出光纖上任意點(diǎn)的溫度變化,根據(jù)數(shù)據(jù)智能分析,實(shí)現(xiàn)真正分布式測(cè)量,將光纖埋入混凝土內(nèi)部,可實(shí)時(shí)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(duì)比分析,方便根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的多變性調(diào)整模型參數(shù)。該技術(shù)利用光時(shí)域反射及光纖散射的溫度效應(yīng)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化溫度監(jiān)測(cè),測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤(pán)中,顯示器用來(lái)顯示不同時(shí)刻光纖上每一點(diǎn)的溫度值。利用熔接機(jī)將測(cè)溫光纜與DTS主機(jī)上的尾纖相連,整個(gè)系統(tǒng)就構(gòu)成了一個(gè)整體。將光纜埋入預(yù)定位置,就可在監(jiān)控室對(duì)混凝土溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。(2)工作原理DTS光纖測(cè)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(guò)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(shí)產(chǎn)生的向后散射的受到散射點(diǎn)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(hào)處理系統(tǒng),經(jīng)過(guò)處理分析,測(cè)溫主機(jī)界面顯示出溫度信號(hào),信號(hào)位置可以根據(jù)光纖中背向回波時(shí)間及傳輸速度確定。(3)技術(shù)優(yōu)勢(shì)①采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工測(cè)溫技術(shù),具有技術(shù)創(chuàng)新性。實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)溫代替了人工手動(dòng)測(cè)溫;無(wú)限、高密度測(cè)溫點(diǎn)代替了傳統(tǒng)稀疏測(cè)溫點(diǎn);遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)代替人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。②分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在嚴(yán)寒地區(qū)冬季測(cè)溫具備可行性,即使在我國(guó)東北冬季氣溫達(dá)到-25℃時(shí)仍能正常精確測(cè)溫。③分布式測(cè)溫光纖埋設(shè)方法為普通光纖開(kāi)槽埋設(shè)及鎧裝光纖U形扣固定直接埋設(shè)。④對(duì)大體積混凝土越冬保溫進(jìn)行了實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)范圍覆蓋廣,時(shí)間及空間監(jiān)測(cè)密度大。在時(shí)間上,每隔幾秒鐘即可進(jìn)行一次測(cè)溫;在空間上,測(cè)溫光纖覆蓋整個(gè)大體積混凝土越冬面,進(jìn)行全方位保溫效果監(jiān)測(cè)。
四、常規(guī)和先進(jìn)的檢測(cè)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(cè)
①常規(guī)檢測(cè):高噴灌漿試驗(yàn)性生產(chǎn)結(jié)束28天后,采取開(kāi)挖尺量的方式檢測(cè)高噴防滲墻的厚度、形狀、連接形式、噴射長(zhǎng)度、強(qiáng)度等都符合設(shè)計(jì)要求,注水試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)局部有滲水現(xiàn)象。②為了保證檢測(cè)效果的真實(shí)性、可靠性,委托黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司工程物探研究院對(duì)防滲墻的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),針對(duì)不同的地質(zhì)情況采用瞬變電磁法和高密度電法對(duì)試驗(yàn)性生產(chǎn)防滲墻的防滲效果進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果同鉆孔注水試驗(yàn)基本一致。瞬變電磁法檢測(cè)在高程336~342m范圍間存在滲漏點(diǎn),在高程334~342m范圍間存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)。高密度電法探測(cè),在樁號(hào)0+520~0+700m區(qū)段342m高程以下、樁號(hào)0+350~0+405m和0+430~0+475m區(qū)域高程342~345m之間位置有滲漏點(diǎn)。
2.防滲墻的質(zhì)量檢測(cè)
①常規(guī)檢測(cè):防滲墻厚度、深度檢測(cè)、防滲效果(光學(xué)成像檢測(cè))、防滲墻強(qiáng)度、防滲墻滲透系數(shù)的檢測(cè)根據(jù)《水利工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。防滲墻體完整性(連續(xù)性)檢測(cè)(普查法)使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行全斷面掃描檢測(cè),對(duì)斷層破碎帶超深部位輔助以跨孔聲波檢測(cè)。②CT彈性波全面檢測(cè)防滲墻完整性檢測(cè)抽檢方法設(shè)計(jì)為“一孔激發(fā)、另一孔接收,炮點(diǎn)距、檢波器點(diǎn)距均為0.5m”為1個(gè)檢測(cè)剖面的彈性波CT檢測(cè)系統(tǒng)。③完整性CT成像檢測(cè)儀器設(shè)備:由于彈性波CT檢測(cè)孔間距達(dá)20m,塑性混凝土對(duì)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1m,檢波串長(zhǎng)度應(yīng)大于60m。在彈性波CT檢測(cè)前應(yīng)使用測(cè)斜儀測(cè)量鉆孔的垂直度。電火花震源通過(guò)瞬間將水汽化形成氣泡沖擊波,故不會(huì)對(duì)防滲墻造成損傷。④完整性CT成像檢測(cè)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?xí)r間,把每一條射線的激發(fā)點(diǎn)坐標(biāo)、接收點(diǎn)坐標(biāo)和地震波初至?xí)r間輸入計(jì)算機(jī),使用彈性波CT專(zhuān)用處理軟件,將斷面之間劃分為M×N個(gè)混凝土小單元,經(jīng)計(jì)算機(jī)多次迭代擬合運(yùn)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(píng)價(jià)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(jìn)的檢測(cè)手段檢測(cè),壩基防滲墻的各項(xiàng)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,為該工程的驗(yàn)收提供了科學(xué)、可靠、完整的依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]趙善國(guó),趙玉杰,王東東.CT彈性波檢測(cè)在塑性混凝土防滲墻中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技,2014(2).
作者:朱順強(qiáng) 王新民 韋哲 單位:河南省前坪水庫(kù)建設(shè)管理局