狮子坪水电站工程特点与难点以及现场监理工作的对策与措施综述

刘 建 林， 刘 波， 代 辉

(四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都 610072)

1 狮子坪水电站工程概述

狮子坪水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州理县境内的杂谷脑河上。杂谷脑河是岷江上游右岸的一级支流，流域位于北纬31°12’～31°55’、东经 102°36’～103°39’之间。狮子坪水电站坝址布置在沙坝乡小丘地沟至白马沟之间长约800 m的河段上，距理县41 km，距成都244 km。

狮子坪电站的工程任务是发电，采用混合式开发，装机容量195 MW，多年平均发电量8.76亿kW·h。电站水库正常蓄水位高程2 540 m，相应库容1.327 亿 m3，调节库容 1.189 亿 m3，具有年调节性能，死水位高程为2 460 m。

狮子坪水电站为杂谷脑河梯级开发的龙头水库，首部枢纽由拦河大坝、泄洪洞、放空洞等组成。引水系统布置于右岸山体内，由进水口、引水隧洞、调压室和压力管道等建筑物组成。厂址位于理县新店子村小学附近，电站尾水与红叶二级电站水库衔接，厂区枢纽主要包括主副厂房、主变与GIS室、尾水闸门室、尾水洞、尾水暗、明渠及附属洞室等。

2 狮子坪水电站工程建设情况

2.1 工程招投标实施情况

(1)设计单位:中水顾问集团成都勘测设计研究院(资质:甲级)。

(2)监理单位:四川二滩国际咨询有限公司(资质:甲级)。

(3)承包商:

CⅠ标［导流(放空)洞工程］:重庆煤矿建设

第五工程处，资质:水利水电工程施工总承包一级。

CⅡ标(大坝工程):安能＆水电七局联营体，资质:水利水电工程施工总承包特级。

CⅢ标(大坝基础处理工程):中国基础处理局，资质:水利水电工程施工总承包一级。

CⅣ标［引水隧洞工程(引0+000.00～引2+372.00)］:重庆煤矿建设第五工程处，资质:水利水电工程施工总承包一级。

CV标［引水隧洞工程(桩号2+372.00～4+707.00)］:安蓉建设总公司，资质:水利水电工程施工总承包一级。

CⅥ标［引水隧洞工程(桩号4+707.00～8+205.00)］:中铁十六局，资质:水利水电工程施工总承包一级。

CⅦ标［引水隧洞工程(桩号8+205.00～12+123.00)］:中铁十九局，资质:水利水电工程施工总承包一级。

CⅧ标［引水隧洞工程(桩号12+123.00～16+025.00)］:原为中国水利水电第二工程局，资质:水利水电工程施工总承包一级;现为中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司，资质:水利水电工程施工总承包特级。

CⅨ标［引水隧洞工程(桩号16+025.00～18+713.00)］:中国水利水电第五工程局，资质:水利水电工程施工总承包特级。

CⅩ标(地下厂房工程):中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司，资质:水利水电工程施工总承包特级。

M3标(机电设备安装):中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司，资质:水利水电工程施工总承包特级。

2.2 工程建设过程

狮子坪水电站于2004年12月25日实现截流，主体工程于2004年5月陆续开工，建设过程中经历了2008年“5.12”汶川大地震。大坝工程于2009年6月30日填筑至2 500 m高程，于2009年9月通过大坝工程一期蓄水安全鉴定，于2009年9月正式下闸蓄水，狮子坪电站于2010年1月具备引水隧洞冲水与机组启动条件，2010年1月20日通过启动委员会验收，2010年1月25日引水隧洞正式冲水，并开始机组调式工作，首台机组于2001年2月24日正式投入商业运行，最后一台机组于2010年3月18日完成72 h试运行并具备商业运行条件。从目前整个电站投入运行情况看，无论是大坝工程、引水隧洞工程、调压井与压力管道工程、地下厂房工程，还是机组运行情况均满足设计要求，运行良好可靠。整个建设过程中没有出现重大质量事故和重大安全事故。

3 狮子坪水电站工程特点与现场监理工作难点分析

狮子坪水电站工程无论所处的地理位置，还是工程本身具有其自身的工程特点和施工难点，是其他工程无法比拟的。

3.1 狮子坪水电站工程特点

首先，就狮子坪水电站工程本身而言，具有“三高一深”的特点。所谓“三高”，系指狮子坪大坝工程为国内实施开工较早的100 m级碎石土心墙堆石高坝，坝高136 m;为国内少有的高压长隧洞，全长18.7 km，隧洞进水口水头达90 m，末端水头达150 m;发电机机组为混流式高转速机组，转速高达600 r/min。所谓“一深”，系指狮子坪大坝基础的防渗墙工程。由于狮子坪大坝座落在深厚覆盖层基础上，且覆盖层最大深度达101.8 m，故狮子坪大坝基础防渗墙设计为墙体厚1.2 m的嵌岩式防渗墙，墙体最大深度达101.8 m，为当时国内同期施工最深的防渗墙。

其次，该工程先天不足，地质条件相对较差，给大坝料场的选定带来很大难度;同时，在长隧洞施工过程中，由于一些洞段围岩裂隙发育，地下水丰富，施工过程随时可能发生塌方，从而构成施工安全威胁，增加了施工难度。

再次，就狮子坪水电站工程所处的地理位置而言，工程地处阿坝藏族羌族自治洲及米亚罗红叶风景区，317国道横穿整个工程，因此，工程在建设过程中受外界干扰大，同时，对工程的环保要求较高，加之受工程地理位置的客观自然条件和气候条件的制约，施工现场狭窄，给施工场地的布置和现场施工带来了非常大的困难。

3.2 狮子坪水电站工程现场监理工作的重点与难点

(1)防渗墙施工质量控制。坝基覆盖层采用一道厚1.2 m的混凝土防渗墙全封闭防渗，防渗墙底嵌入基岩1～2 m，墙顶与心墙底部齐平，墙顶设观测、检修、灌浆廊道且与两岸帷幕灌浆平洞相连。防渗墙最大墙深101.8 m，防渗墙轴线长约85 m，为国内同类型防渗墙之最。同时，防渗墙所处的覆盖层主要由含沙漂卵砾石组成，结构极不均一，无相对完整的隔水层分布，中等～强透水，渗透系数为 2.48 ×10－3～1.72 ×10－2cm/s，局部架空部位具极强的透水性。如何控制好防渗墙施工质量是大坝成败的关键，也是整个大坝质量控制的重点和难点。

(2)心墙施工质量控制。碎石土心墙堆石坝的关键为碎石土心墙的施工和质量控制，它是整个大坝施工的重点和难点，也是整个大坝质量控制的核心。

狮子坪大坝碎石土心墙料场地处大坝上游17 km处的长河坝，由于天然料源的不均匀性，加之大规模开采用料和长距离的运输，难以确保各项级配指标完全符合设计要求。

同时，狮子坪大坝所处区域气候条件较为特殊，白昼温差较大，夏季的日晒和降雨对心墙料的含水率造成波动，给施工质量的控制，尤其对碎石土心墙料最优含水率的控制带来一定的难度。

(3)大坝防渗墙基础深孔帷幕灌浆与坝肩固结灌浆质量控制。大坝防渗墙基础深孔帷幕灌浆要穿过防渗墙，最大钻孔深度达130 m，孔斜率控制难度大。如何控制深孔帷幕灌浆，确保墙下帷幕连续完整封闭难度非常大。

坝肩围岩完整性较差，裂隙较为发育，固结灌浆范围和工程量较大。如何在规定的时间内，既能确保灌浆质量，又能有效的控制超灌水泥量是现场监理工作面临的一大难题。

(4)隧洞开挖安全控制。狮子坪水电站引水隧洞全长18.7 km，地质条件相对较复杂，局部洞段围岩完整性差，存在不利的结构组合，地下水较丰富，在开挖过程中容易造成塌方。加之在狮子坪工程招标文件中约定，开挖过程中，为确保施工期安全而采取的临时支护措施费用已包括在相应的开挖价格中而不单独计量支护，从而造成在开挖过程，一些承包商为了控制施工成本，对开挖过程中的临时安全支护抱有一种侥幸心理，安全支护不及时，给现场监理工作增加了一定难度。

(5)隧洞回填灌浆与固结灌浆质量控制。隧洞灌浆质量的好坏将直接影响隧洞的施工质量。在我国水电史上，绝大多数水电站引水隧洞发生的质量事故多与隧洞灌浆质量有关，尤其是隧洞回填灌浆质量。在狮子坪电站长达18.7 km的隧洞中，衬砌洞段超过10 km，施工标段多，同时展开的灌浆施工工作面多。如何有效地控制好整个隧洞灌浆的质量，也是现场监理面临的一个难题。

(6)调压井施工质量控制与安全。狮子坪电站调压井为双室差动式，竖井直径6 m，高150 m;上室长242 m，断面为城门洞型，宽6 m，高6.87～8 m;下室长53 m，断面为城门洞型，宽6 m，高7～8 m;上室交通洞长89.692 m，断面为城门洞型，宽3 m，高3.5 m。上室、下室和上室交通洞均采用全断面钢筋混凝土衬砌。

狮子坪电站调压井受所处地理位置的限制，调压井上部地势陡峭，不具备形成场内交通的条件，唯一的交通只能靠一条山间羊肠小道，最窄的路段只能勉强一个人通行，因此，给现场施工带来了前所未有的难度。工程前期，调压井上部的施工设备、建筑材料全部依靠洞外山间羊肠小道由人工搬运，调压井开挖完成后，后期的设备和材料运输全部依靠调压井这一通道进行，上下干扰大，施工安全形势严峻，同时，由于受运输通道的制约，严重影响了材料的运输强度，施工强度和施工质量难以保证。

(7)压力钢管的制作与安装质量控制。狮子坪水电站压力管道全长606 m，垂直高差395 m，斜井与水平面的夹角为60°。压力管道钢衬段采用WDB620钢板衬砌，主管壁厚24～38 mm，支管壁厚24 mm。岔管为“卜”形布置，采用内加强月牙肋岔管型式，岔管分岔角为50°。加工制作和现场安装施工工艺要求较高，难度大。如何确保整个压力钢管制作安装质量是现场监理工作的又一难点。

(8)地下厂房的开挖质量与安全控制。狮子坪水电站地下厂房系统由多个相互关联的地下洞室组成，布置了主副厂房、主变与GIS室、尾水闸门室、尾水洞、交通洞、出线洞、排风洞等，地下建筑物纵横交错，结构较为复杂。加之地下厂房的地质条件复杂，围岩较差，裂隙发育，存在局部不利的结构组合，其中尾水洞、交通洞、出线洞、排风洞等四条洞室要穿过100多m厚的覆盖层，给地下洞室群的开挖掘进带来非常大的困难，施工安全形势严峻。如何有效控制施工安全和施工质量，确保工期如期实现预期的工期目标是现场监理工作必须解决的课题，也是整个地下厂房的重点和关键点。

(9)机组安装与调试质量控制。狮子坪水电站机组为国内为数不多的混流式高水头高转速机组，额定转速600 r/min。由于该类型机组技术要求高，从而给现场机组安装与调试工作增加了较大的难度，尤其是机组的动平衡调试难度大。

4 狮子坪电站工程现场监理工作的对策与措施

4.1 监理工作的指导方针

结合狮子坪水电站工程现场监理工作的实际，监理部制定了现场监理工作的指导方针:质量安全为监理工作的永恒主题，以规范化施工行为为宗旨，点面结合为方法，旁站与现场巡视相结合为手段。

4.2 组织措施

该工程监理项目部实行总监负责制和二滩国际项目管理制。总监负责本项目监理工作的组织、策划和实施并对此项目的监理工作实施结果全面负责。根据该工程项目的特点和建设监理合同的规定，在综合考虑了狮子坪水电站的基本情况后，根据合同工程的特点以及招标文件规定的监理服务要求，结合以往在多个不同类型的合同工程的监理服务实践，决定在该电站采用直线式组织机构。在监理组织机构中，为避免指令源过多、指令要求不统一等因素对正常监理工作的影响，确立了明确的领导责任关系，并配备了技术水平和施工管理经验均较强的现场监理人员，监理人数达40多人。监理部设总监、副总监、总监代表两名、总监顾问一名，总监助理、总工、副总工各一名，下设总监办公室、项目组和专业技术组，专业技术组包括:安全、测量、材料与试验、基础处理、经管、金结、机电专业工程师，办公室和专业技术组为各监理项目组提供后勤和技术服务，协助各项目组完成每个项目的现场工作;监理项目组根据本工程分标情况确定为3个项目组:大坝枢纽工程项目组、引水隧洞工程项目组和厂房枢纽工程项目组。各项目组由项目组长牵头，下设现场监理工程师、助理监理工程师和监理员，各岗位均制定了详细、全面的岗位职责。

4.3 技术措施

为确保现场监理工作的有效性，监理部主要采取了以下几方面的技术措施:(1)依靠二滩国际公司技术委员会，针对狮子坪水电站施工进展的不同时期，组织专家到现场进行技术咨询，提出咨询意见指导现场的施工与监理工作，所开展的工作有:狮子坪水电站大坝料源试验与大坝填筑施工质量控制咨询、引水隧洞塌方洞段处理方案技术咨询、地下厂房覆盖层洞挖技术方案咨询、引水隧洞灌浆施工质量控制技术咨询等多个专题咨询，对如何更好地指导现场监理工作起到了很好的作用;(2)依据二滩国际公司的质量保证体系文件为技术保障体系文件;(3)结合狮子坪水电站监理工作的特点，编制了监理工作大纲、现场监理工作实施细则以及防渗墙、大坝填筑等专项的质量控制体系文件。

4.4 实施的控制手段

现场监理工作抓住了控制的三个关键环节:事前、事中、事后。重视事前控制，重点事中控制，严把事后控制关。所谓事前控制，就是对承包商进场后所编制的施工组织设计进行严格审查，对开工前的各项专项措施和技术方案严格把关，以确保方案和措施的科学性、安全性、实效性和经济性。所谓事中控制，即为过程控制，它是整个监理工作的中心工作，采用点面结合的方法，根据不同阶段对工程进行全面分析，按进度、安全、质量等三个方面进行梳理，找出影响工期关键线路的因素，确定关键施工项目和施工瓶颈，编制切实可行的措施;找出不同时段威胁工程安全的危险源与安全隐患，制定消除危险源和安全隐患的措施与预案;分析影响施工质量控制的关键工序和质量控制的关键施工项目，确定质量控制点;所谓事后控制，即为最后的质量检查验收与缺陷处理。

根据上述分析，确定了现场监理工作的事实手段:对不同时期工程施工过程的关键项目和关键工序给予重点关注和控制，必要时采取全过程、全方位现场旁站监理，监督承包商的施工过程，以确保工程施工质量，如大坝防渗墙墙体混凝土浇筑、调压井混凝土浇筑、2 410.5 m高程大坝基础廊道因“5.12震损裂缝处理、灌浆过程中异常孔段的灌浆、洞内塌方洞段的混凝土浇筑和灌浆等均实施了现场旁站监理。

同时，在重点控制好关键工序和关键施工项目的基础上，强化日常各个工序的检查验收工作，对上道工序检查出的问题要求承包商必须及时根据现场监理指令进行整改，验收合格后才能进行下道工序施工，从而确保了各道工序的施工质量。另外，加强现场监理力度，采取定时和不定时巡检的形式，随机抽查施工过程的质量，一旦发现承包商在现场施工过程中有违规行为，现场监理人员及时责令其立即纠正，对情节严重者责令其停工整顿并在全工地范围内进行通报批评和罚款处罚。

在后期的工程质量检查验收环节中，为严把工程质量最后的关口，对重点施工项目采取特殊的检查验收手段:如对大坝基础防渗墙实体质量采取钻孔取心进行检查;对引水隧洞喷混凝土施工质量与混凝土衬砌洞段顶拱回填灌浆质量采取第三方现场钻孔进行取心检查;对压力钢管的一、二类焊缝全部采取第三方实施100%射线探伤检查;对大坝坝体填筑质量控制采取第三方平行抽检手段实施全过程施工质量跟踪控制。

5 监理工作实施效果评价

在狮子坪水电站的整个施工过程中，未发生重大安全和质量事故，安全和质量始终处于受控状态。从目前狮子坪水电站首台机组于2010年2月24日正式投入商业运行至今，大坝建筑物运行良好，坝体抗渗指标和沉降指标均满足设计要求，从2010年5月引水隧洞全停水放空检查结果看，整个引水隧洞结构完整、良好，无任何掉块和塌方现象，调压井、压力管道和地下厂房运行情况良好，全部机组具备商业运行条件，机组运行可靠。