大藤峡水利枢纽工程施工监理之复杂岩溶地层处理

闫修家

(广州新珠工程监理有限公司，广东 广州 510610)

0 引言

大藤峡水利枢纽工程位于广西桂平市西江流域上的黔江河段，是珠江流域关键性控制工程。坝址控制流域面积19.86万km2，占西江流域面积的56%。大藤峡水利枢纽工程规模为大(I)型，其挡水建筑物由黔江主坝、黔江副坝、南木江副坝组成，具有泄水、发电、通航、挡水等多方面效益。工程正常蓄水位61.00m，总库容34.79亿m3，防洪库容15亿m3，总装机容量1600MW，船闸规模为3000t。

大藤峡水利枢纽的土质边坡地下水位高，船闸基础岩溶发育，分布有较多的岩溶孔洞，处在复杂岩溶地区。复杂岩溶地区的地质条件往往较为复杂，例如地下水流动方向、水文地质特征、岩层结构等，这些因素会影响到岩溶水体的迁移和扩散路径，增加处理的难度，并且复杂岩溶地区存在着地下水源受到污染、地表塌陷等的环境风险。如果不进行有效处理，可能对周围环境和生态系统造成严重危害。例如彭水水电站岩溶具有规模大、分支数量多、发育高差大的特点，对整体施工安全极为不利，参建各方经过多次商讨，决定针对岩溶系统的特点，采取超前预探、动态监测、围堵抽排、分区截断等诸多措施，终于在保证安全的前提下按时完成了岩溶清挖及洞室开挖[1]。复杂岩溶处理的难度较大，并且其重要性也非常突出，有效处理复杂岩溶可以保障地下水资源的安全、维护生态环境的平衡、保障工程的安全可靠施工，促进可持续发展。因此，对于大藤峡复杂岩溶地层的处理，需要合理地选择处理技术和施工方法，加强管理与监控，以达到预期的治理效果。

1 工程地质概况

1.1 水文地质条件

大藤峡水利枢纽所在地为亚热带季风气候，降雨充足且年内分配不均，具有活跃的地下水循环以及丰富的水资源。大藤峡水利枢纽所处的大瑶山地层由寒武系和泥盆系组成，地下岩石主要由溶蚀性岩石组成，易被水侵蚀并形成溶洞。左岸邻近船闸部位为灰岩，岩溶发育，属强烈溶蚀区。船闸主体部位的地下水主要分为孔隙潜水和岩溶水两种类型。其中，孔隙潜水主要存在于第四系覆盖层中，而岩溶水则分布在岩溶管道和岩溶裂隙中。第四系松散层具有赋存孔隙潜水的特征，且局部存在较厚的黏土层，常是微承压。岩溶管道运移岩溶裂隙溶洞水，在浅表岩溶发育区，潜水占主导地位，而在深部的岩溶管道中，则以承压水为主。

1.2 岩溶发育情况

岩溶发育是地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质和水文气象等多因素共同作用下，经过演化发展形成的地质地貌现象[2]。大藤峡水利枢纽工程的可溶岩地层主要为泥盆系郁江阶下段(D1y1)和中段(D1y2)地层，其中灰岩、白云岩溶蚀强烈。

大藤峡水利枢纽中的岩溶现象主要有溶隙、溶沟、溶槽、溶洞等。不同溶洞具有不同程度的充填，充填物主要为黏土、角砾、细砂。其基岩为白云岩夹薄层泥岩，溶蚀强烈，基础部位岩溶发育。船闸主体基坑开挖部位处于强烈溶蚀区，岩溶发育，主要为埋藏型岩溶，岩溶水文地质条件复杂。泄水箱涵部位覆盖层为溶余堆积物，岩性为泥夹溶塌碎、块石。引航道导航墙基础存在全风化岩体且溶蚀强烈；下游引航道导航墙基础与泄水箱涵基础重合段岩性白云岩夹薄层泥岩，岩溶发育，基础承载力较低，抗变形能力较差。

2 岩溶条件对施工的影响

大藤峡水利枢纽岩溶地层中存在大量的空洞和裂隙，土质不够紧实，容易发生坍塌、滑坡等不稳定现象，使得工程施工的安全性受到威胁；岩溶地层中地下水系统错综复杂，地下水含量高且变化频繁，因此需要采取一系列措施来保证基础工程施工的安全和稳定性，如加固土层或地基，降低地下水位；岩溶地层中地貌景观多样，地形起伏较大，施工难度较大，常常需要挖掘或填平地势以适应工程需要。整体来说大藤峡岩溶地层对工程施工过程产生了一系列挑战和难点，需要采用科学合理的方案来解决相关问题，确保工程施工的安全有效进行。

根据实际开挖揭露的地质条件，大藤峡船闸主体部位及事故门库坝段施工过程中，因溶沟溶槽发育等因素影响，为保证边坡安全及满足建基要求，两次对边坡进行扩挖，并据实际对建基高程进行调整，土石方开挖工程量由招标文件72.2万m3增加至155.0万m3，工程量增加约82.8万m3。同时，边坡扩挖属薄层开挖，需多次甩渣，施工难度大、效率低，且基坑内因溶沟溶槽发育，淤泥与孤石相互充填，施工困难，施工降效明显。施工单位对基础清理过程中揭露的溶沟溶槽逐个进行处理，基础溶沟溶槽处理影响工期1个月，增加直线工期约7.0个月(207天)。

3 监理措施及成效

3.1 监理措施

根据上述分析，不难发现复杂岩溶地层对大藤峡整体施工进度和质量都造成了不可忽视的影响，面对诸多挑战和任务，新珠监理公司提供了以下专业的监理服务内容，以确保大藤峡建设按照规划和标准进行，在保证工程质量和安全的同时还提前完成了整体项目。

(1)合理调配专业人员

新珠监理公司组织高级管理人员和专业技术人员成立了大藤峡水利枢纽工程监理部，还配备了水利水电工程、工程地质、工程测量、金属结构、工程造价、合同管理、工程信息管理等工程技术与管理专业人员，在项目监理过程中提供专业的技术支持，满足大藤峡施工监理服务工作要求。新珠监理通过合理安排并优化这些人力资源，与施工单位密切合作，协调资源供给和分配，让他们各司其职，最大限度发挥自己的才能，为确保大藤峡复杂岩溶地层顺利处理，并满足质量和安全要求打下了坚实的专业基础。

(2)针对实际情况完善监理制度

为了落实大藤峡工程监理工作的各项措施，实现项目监理的总体目标，新珠监理根据工程特点建立了一系列的监理制度。监理部采用总监理工程师负责制，分段设置、分区负责、专业协作、统一协调等直线职能式制监理组织形式来开展监理活动。监理部编制了完整的工程监理有关制度文件、程序文件和工作手册、质量管理控制程序(方法、措施)等，实行工程现场日常监督管理、定期不定期质量巡视和检查制度。

新珠监理规范化、标准化监理工作，约束监理人员的监理行为，正确运用监理的职责和技能，通过有序、高效的工作，确保实现大藤峡工程总目标的各项措施得到落实，促进工程建设总目标得到更优的实现。

(3)建设精细化监理体系

为维护水利工程建设监理市场秩序，提高监理行业诚信度和服务水平，应科学合理地建立水利工程建设监理企业及从业人员信用体系或相关制度。新珠监理为加强工程监理工作，满足整体工程施工进度目标要求，根据国家有关建设工程质量的法律、法规和强制性标准，对复杂岩溶地层施工进行全过程监理，在以往监理体系上进行创新和完善，保障大藤峡水利枢纽工程高质量按时完工。

新珠监理成立由总监理工程师为管理机构领导小组，负责整个监理标段的管理工作；技术负责人、副总监为副组长，负责整个监理标段的控制工作；工程部所有成员主要承担各自负责的质量监督、检查工作。其中在工程技术部下设置专门的地质组，该地质组在岩溶处理工程中扮演着重要的角色，专门负责进行岩溶地区的地质勘察和评估工作、工程施工过程中的监测与监控工作、为岩溶处理工程提供技术支持和咨询服务、对岩溶处理工程可能存在的地质风险进行评估和预警。整个监理管理体系采用“分段设置、分区负责”的原则，从项目开工、文件审查、施工准备、现场监理、质量检验到竣工和移交，整个流程都有配套的文件及规范，可以做到及时跟踪、记录和报告工程的进展和问题，提出必要的整改要求和建议。

在精细化监理体系下，新珠监理对复杂地质突发状况的应急处理非常迅速(如2017年暴雨淹没船闸地基)，各部门立即采取引流、抽水、帷幕灌浆封堵等抢险措施，整个处理过程快速高效，做到工程统一管理、分工负责、有效控制，体现了监理体系的科学性，以及新珠监理系统“专业协作、统一协调”的特点。

3.2 监理成效

在大藤峡工程复杂岩溶地层实际施工过程中，新珠监理积极与施工单位进行深入研究，不断调整和优化方案，根据不同地质情况及时调整，选取合适的开挖方法和工艺，有效确保了开挖效果。在施工的过程中监理工程师全程旁站，地质缺陷、特殊部位及关键部位监理工程师抽查20%以上，有效的确保了地层处理验收质量。

(1)岩溶注浆

新珠监理根据大藤峡水利枢纽地层实际情况制定“先探后灌、探灌结合”的原则，先确定岩溶发育情况及相关的注浆深度与范围，根据不同地质条件采用不同的注浆方法和注浆材料，根据溶洞注浆情况，可灌注水泥砂浆或同时灌注水泥-水玻璃浆液。通过先进行勘探，可以更全面地了解岩溶地质情况，减少注浆工程中的不确定性；避免在不了解地质情况的情况下盲目注浆，可以减少不必要的浪费，降低工程成本；结合探测信息，可以更准确地确定注浆位置和注浆材料，提高了注浆效果。总体来说，按照该原则进行岩溶注浆可能会增加施工时间，但对于提高工程的安全性和注浆效果起到了重要作用，为整个大藤峡水利枢纽工程的安全施工打下了牢固的基础。

(2)岩溶涌水处理

岩溶涌水处理主要采用3种方法，即集中抽排、灌浆和混凝土回填封堵、设置挡水帷幕。

在大藤峡水利枢纽岩溶涌水的情况下，新珠监理根据具体工程的地质情况和项目需求，经过权衡和决策提出分段浇筑、钢管引流、水泵集中抽水，帷幕灌浆封堵相结合的方案建议。以上处理方案既能分段有针对性地加固和修复岩溶涌水，并且只在需要的区域进行注浆，降低工程成本，可以根据不同地质条件和施工进展情况灵活调整工程计划，也能帷幕灌浆涵盖整个区域，实现相对均匀的注浆效果，提高整体的岩溶地质稳定性。

(3)岩溶防渗处理

岩溶防渗一般采用灌浆或清挖后换填混凝士的处理手段。大藤峡工程防渗处理主要为帷幕灌浆，采取自上而下灌填结合的处理方式。帷幕灌浆可以在整个岩溶地质区域形成均匀的注浆帷幕，有效地减少渗水通道，提高防渗效果；可以覆盖大面积的地质结构，确保整个区域的防渗性能；通常还具有较快的施工速度，有助于快速完成工程，减少停工时间。即使采用帷幕灌浆要涵盖整个区域，这可能增加工程成本，但新珠监理综合考虑大藤峡船闸基坑排水量巨大，且存在灾难性岩溶涌水风险，为确保整个区域防渗安全，加快施工进度，最终选取了以上处理方案。

(4)上闸首溶沟(槽)处理

为满足上闸首建基及上游侧边坡稳定要求，新珠监理认真把控对溶沟(槽)清挖处理质量，督促施工单位做好对上游边坡采用锚喷及护坡砼进行支护处理，并对溶沟(槽)采用砼进行回填处理。

(5)闸室左边墙3#岩溶地下水处理

复核3#涌水点涌水量，新珠监理要求施工单位按水量大小埋设相应大小的引排水管；在涌水溶洞内插入引排水管，在洞内用粘土沙包封堵渗水；闸室边墙浇筑砼对引排水管进行封堵或引排改道；闸室边墙浇筑到一定高度后，即可从排水口运用反灌砂浆的方法进行封堵。

在建设各方的共同努力下，测量、试验、质量等各项检测数据结果符合规范要求，岩溶区域开挖情况良好，建基面基本满足设计及规范要求。大藤峡整体工程在施工过程中原材料质量都得到了较好的控制，未发生过任何质量、安全事故，未存在任何重大质量缺陷，已经完成的各项工程质量指标均符合设计、规范要求及合同要求，满足招标文件技术条款、总体质量优良。

4 结语

(1)岩溶地层对水利工程施工影响巨大，应充分认识到可溶岩区勘察的复杂性和困难性，在工程前期勘探中应该做好充足的调查工作，提前准备完善的施工方案以应对各种可能的突发情况。

(2)新珠监理对大藤峡工程实施全面监管和控制，在项目的不同阶段提供专业支持和监督，确保工程项目按照预期要求顺利进行，达到高质量、高安全和高经济效益的目标，促使大藤峡水利枢纽项目成功完成。

(3)在大藤峡水利枢纽工程施工监理过程中，新珠监理采用多种举措，促进监理工作规范化和完善监理部体系建设，深化施工监理职责，建立监理工作质量体系，以确保管理责任的有效落实和项目合同目标的实现。

(4)新珠监理根据承监各项目工程进展情况，不断完善和更新监理部体系文件，合理调配监理人员工作岗位和职责分工，并做好工作交接和转岗培训工作，确保全方位做好监理服务工作。新珠监理与大藤峡项目各参建单位融洽配合，为今后水利工程监理工作的完善和发展提供了参考。