顾 建1 陈毅峰2 张天力3
贵州西能电力建设有限公司,贵州贵阳，550081 1
中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002 2
贵州西能电力建设有限公司,贵州贵阳，5500813
摘 要：象鼻岭水电站工程作为贵州省十三五期间最后一个大型水电工程，大坝最大坝高141.5m，坝顶弧长459.59m，属于150m级高碾压混凝土拱坝中技术难度较高，逐渐向200m级深入发展的承上启下的标志性工程之一。工程建设管理过程中克服了前期移民影响、筑坝技术难度大、项目施工环境复杂等难点，通过管理创新、科技攻关、统筹协调等措施，有力地保障了工程的顺利进行，从大坝混凝土开始浇筑到下闸蓄水仅用了约两年时间，高效、优质地建成了世界第二高的碾压混凝土拱坝，其经验可供类似工程参考和借鉴。
关键词：工程建设管理；高碾压混凝土拱坝；管理创新；象鼻岭水电站
1工程概况
象鼻岭水电站位于贵州省威宁县与云南省会泽县交界处的牛栏江上，系牛栏江流域中下游河段规划梯级的第三级水电站，其上游为大岩洞水电站，下游为小岩头水电站。工程以发电为主要目标。坝址多年平均流量128m3/s，水库正常蓄水位为1405m，相应库容2.484亿m3，属不完全年调节水库。电站装机两台，总装机容量240MW。
象鼻岭水电站枢纽建筑物由碾压混凝土拱坝、右岸引水系统和地下厂房等组成。拱坝坝顶高程1409.50m，最大坝高141.50m，坝顶长459.21m，坝顶宽8.00m，坝底厚35～38m，厚高比0.247。泄水建筑物由3溢流表孔和2中孔组成，主要承担渲泄水库各种频率的洪水及冲沙的任务。泄洪表孔堰面为实用堰，堰顶高程1397.00m，孔口尺寸12×8m（宽×高），出口采用异型鼻坎挑流消能。中孔进口底板高程为1335.00m，孔口控制尺寸4×6m（宽×高），出口采用窄缝挑流消能。大坝下游设有混凝土水垫塘等防冲结构。
象鼻岭水电站工程由国家电投集团贵州金元股份有限公司下属单位贵州中水能源股份有限公司开发，贵州西能电力建设有限公司象鼻岭水电站工程建设管理处（以下简称“建管处”）承担象鼻岭水电站工程建设管理任务（不含移民征地）。工程于2014年12月31日大江截流；2015年4月15日，大坝首仓混凝土开始浇筑；2017年4月26日导流洞下闸蓄水；2017年8月18日两台机组投产发电；2019年11月，工程顺利通过竣工验收。
2工程建设管理重、难点
2.1 协调解决枢纽区移民征地及减缓对后续工作的影响
象鼻岭水电站枢纽区位于贵州省与云南省交界部位，枢纽区移民征地工作涉及两省，移民征地配套协调难度大。更重要的是，受前期移民征地影响，工程进场后2年多未能具备全面施工条件，参建单位管理成本大幅增加，在此情况下，保证后续工程资源投入和工程正常进展，是工程组织管理的重中之重。
2.2 大坝筑坝技术难度高、质量控制难度大
象鼻岭碾压混凝土拱坝最大坝高141.5m，为目前世界上已建成的第二高碾压混凝土拱坝。大坝工程的技术难度是制约本工程进展的关键因素。坝址区气候干热、早晚温差大；河谷呈上宽下窄特点，弧高比超过3，且拱坝右岸上部坝基部位建基面风化严重，存在不均匀变形影响；筑坝材料采用的玄武岩骨料成型性能较差，其拌制的混凝土用水量、水泥用量及胶凝材料用量均较高，对混凝土温控防裂不利；另外，场内施工交通道路边坡受玄武岩长期风化影响，遇极端暴雨天气易出现垮塌现象。大坝工程施工组织及质量控制难度极大。
2.3 枢纽区地质条件复杂、交叉干扰多，安全隐患突出
工程所在区域主要岩性为玄武岩，边坡风化严重（施工区域开挖卸荷+风化边坡达16万m2），汛期工程边坡及场内施工道路地质灾害隐患突出。另外，213国道通过右岸坝肩，车流量大，且作为连接两岸的主要交通通道，不到1km的路段，发育BT1、BT2堆积体，给施工道路交通安全及通畅带来极大挑战。
3 工程建设管理过程中采取的主要对策和措施
3.1 建立健全建设管理体系，创新、务实、高效推进工程建设
建管处以“精品工程、科技工程”为建设目标，坚决贯彻“诚信服务，科学管理，安全优质，创新卓越”的管理理念，以“四大控制”为抓手，以“高效管理”为出发点，结合工程特点开创性的采取了一系列管理措施，为工程快速推进创造了良好的先决条件。
（1）丰富合同手段，秉承合作共赢理念推进项目。本工程严格执行招投标制度，各参建单位均公开招标确定；工程建设过程中合同变更和实施管理严格执行集团公司要求，从变更提出、方案及报价评审、变更立项、变更实施、变更结算支付各个阶段严格实行分级管理制度，重大变更由集团公司负责审批确定；根据工程推进情况，采取月度结算、阶段结算、专题会议等方式定期处理技经问题，确保建设资金供应；针对工程关键节点，采取合同激励措施，促进工程建设的顺利推进，实现了参建单位合作共赢。
（2）施行“专项工作组”管理模式。结合枢纽布置特点和工程建设各阶段的不同管理重点，组织各参建单位人员成立专项工作组，授权工作组全权处理管辖区域所有工程建设问题。在工作组框架内，实行岗位工程师责任制，针对关键工艺、部位、技术，分别设置测量、土建、灌浆、温控、机电、造价等岗位工程师，按“一岗多责”方式负责本岗位的生产、安全、质量、进度、投资管理，最大限度减少中间环节，大幅提升了现场工作效率。
（3）创新开展 “符合性检查”联合验收制度。为避免重复工作，提升决策效率，建立由建管处牵头的五方（业主、建管处、设计、监理、施工）开展“符合性检查”联合验收，实现计划、实施、检查、验收、签证等关键控制环节联合办公，检查范围全面覆盖 “人机料法环”各个环节，由于责任清晰、内容明确、人员固定、架构简单、渠道畅通，各单位之间形成了快速沟通和反馈机制，工作效率大幅度提高，极大的推进工程建设速度。
（4）创新实行“特殊工况模块化”管理。本工程投资控制的重点之一是灌浆工程（约8万m，超灌2100元/t），建管处结合地质条件细化灌浆试验范围，根据灌浆试验成果，针对不同灌浆特殊工况（断层带、夹层带、溶洞、涌水等）制定“模块化”专项管理办法、实施细则和管理程序，由灌浆工作组执行，从原材料进场、灌浆、特殊情况处理等各个环节严控灌浆超灌。实践结果显示，经采取“模块化”管控措施后，夹层发育带帷幕灌浆平均单耗从灌浆试验单耗300.8Kg/m下降到220.2Kg/m，节省超灌投资约120.7万元；断层发育带帷幕灌浆平均单耗从灌浆试验单耗577.5Kg/m下降到418.83Kg/m，节省超灌投资约488.6万元。仅夹层及断层发育带灌浆就节省灌浆投资约609.3万元。
（5）严格执行“第三方质量检测”制度。为确保工程质量，针对关键工艺、关键部位（如灌浆、金属结构、锚索、碾压混凝土取芯等），全部委托第三方进行质量检测，经蓄水检验，工程质量符合设计要求。充分重视质量监督总站专家现场质量监督意见，系统发现现场质量管控薄弱环节，不断改进。
3.2 系统开展大坝温控防裂及快速施工科技攻关，形成成套关键技术
象鼻岭碾压混凝土拱坝最大坝高141.5m，具有“坝高”、“河谷宽缓”、“温控防裂难度大”、“下游消能空间狭小”等特点，筑坝技术难度不仅体现在坝高上，还体现在地形地质条件、区域自然环境带来的混凝土温控防裂难度[1]，以及下部狭窄空间（下游消能区开挖后宽度仅约28m）的泄洪消能难度上。
依托该工程，建管处、设计、施工、监理参建各方群策群力，与中国水利水电科学研究院、武汉大学、大连理工大学、西北农林科技大学等科研院校单位联合攻关，开展了多项研究工作，取得了丰硕成果，并多次组织工程建设咨询会，有力地保障象鼻岭大坝优质、高效建成。
（1）高碾压混凝土拱坝温控防裂技术
针对象鼻岭坝高规模、坝体规模、材料特性、气候特性，开展高碾压混凝土拱坝诱导缝破坏机理、结构型式及布置研究等高碾压混凝土拱坝防裂研究[2]。课题研究采用开-闭迭代功能接触单元模拟模型和等效强度破坏准则理论[3]，基于整坝全过程三维仿真计算技术，开展了大量试验、研究工作，联合科研院、高校采用三维仿真理论分析，提出了严格的混凝土防裂控制参数、合理的坝体防裂结构、温控标准，采用“高温季节采用7℃冷水拌和+一期、中期和二期通水冷却方案+冬季表面保温”温控技术。
实践表明，通过设计及各施工环节控制，坝体温度控制总体上有效，除拱坝底部基础约束区遭遇洪水冷击造成一条裂缝外，其它部位未发现贯穿性裂缝，施工过程坝体预设横缝、诱导缝缝面均有效张开。
（2）高碾压混凝土拱坝快速筑坝技术研究
建管处组织各参建单位对大坝快速施工关键技术进行科技攻关，从设计到施工各个环节进行细化研究。在设计上，除了必要的泄洪系统结构布置外，尽可能地简化坝体结构及基础处理，以便发挥碾压混凝土快速筑坝优势。如在布置上，与地下厂房共用坝体竖向交通，大量采用预制交通构建，减少对坝体碾压施工干扰；通过物探检测及三维数值模拟等研究，减少基础开挖深度，实现2015年汛前坝体浇筑至河床高程以上，为汛后快速恢复施工创造有利条件；通过大量水工模型试验研究[4]，不仅解决低高程狭窄河床消能问题，又减少消力塘开挖宽度，降低对大坝施工造成制约的下游消能区边坡治理难度及工作量等。
另外，在施工工艺控制上[5]，通过优化碾压混凝土配合比、玄武岩人工骨料加工工艺、采取“汽车坝前入仓+皮带机入仓+满管溜槽入仓”、坝基有盖重固结灌浆+裸岩无盖重固结灌浆、研发快速放样系统、连续翻升模板系统、复杂结构浇筑技术、仓面工艺、层间结合控制等，务求各个工艺环节精益求精，在安全可靠的基础上服务快速施工。
通过建管处的统筹策划，设计、施工、监理的协同努力，从2015年4月10日到2017年4月26日，仅用了约2年时间，即实现了从大坝混凝土开始浇筑至工程下闸蓄水，建成了宽缓河谷高碾压混凝土拱坝的代表之作。
3.3 动态调整、抢抓机遇，资源整合、形成合力
大坝施工期间历经三个汛期。有效充分利用汛期的施工时段是工程快速推进的关键。通过水情测报、度汛方案优化、资源整合、动态调整等措施，有效利用了汛期的工作时段，实现了参建各方质量、效益共赢。
（1）依托水情监测，汛中找枯。提前规划实施上游水情监测设施，实现不同时段水情预报；主动出击，打通流域上游各水库、电站报汛渠道，建立联合预警机制；制定科学、可行应急预案，并备足应急物资。在有力的预警和保障措施下，2016年、 2017年采取汛中找枯的方式，水垫塘、厂房尾水、下游河道疏浚及整治得以提前施工，对整体发电工期的实现起到了关键性作用。
（2）动态调整、科学决策。2016年是象鼻岭大坝施工关键性一年，大坝安全度汛压力较大，设计经过多方案论证，且经建管处组织的专家咨询，将导流底孔布置高程由1305m的降低至1302m，尺寸由4m×6m调整为6m×8m，采取坝体挡水，导流洞、导流底孔和中孔联合过流方式，确保了汛期大坝连续施工，节约工期6个月。
（3）整合资源、突击攻坚关键线路。结合大坝结构，合理调整大坝整体施工进度，对底孔、中孔、表孔、导流洞封堵等度汛关键部位，集中人力、物力、智力打歼灭战，保证各类度汛设施在施工过程中发挥关键性作用。
（4）果断决策、全面治理。针对地质灾害严重区域进行彻底治理，例如右岸3#路是大坝浇筑的主要施工道路，承担大坝碾压混凝土近70%的运输任务，2014年、2015年均出现过大面积塌方、泥石流等地质灾害，2015年7月全面整治后，2016年、2017年汛期未再出现地质灾害，不但保证了进度和安全，还避免了巨额索赔，创造了巨大的经济价值(按同口径测算，避免经济索赔以及不治理可能导致的更大地质灾害损失近1亿元）。
4 取得的成效
本工程自2014年12月31日大江截流至2017年8月18日全部机组投产发电，历时31.5个月，为目前国内同类型大坝最快建设速度，相较国内同类型电站最快速度（36个月）提前4.5个月，按可研年利用小时数及年平均发电量同比折算，折合发电量约3.4亿Kw.h，按实际标杆电价0.2674元/Kw.h计算提前发电效益约9100万元。
象鼻岭水电站2016年3月～4月象鼻岭水电站创下宽缓河谷同类型大坝月上升17m、月浇筑9.7万m3碾压混凝土浇筑纪录；2016年创碾压混凝土坝坝体年上升104m施工纪录。在实现快速施工的基础上，大坝渗水量仅约1.2~6.9L/s，坝后无明显渗水点，大坝无贯穿性裂缝，满足设计要求，国家质量监督总站历次监督均评价大坝外型及质量良好，大坝裂缝控制水平处于国内前列。根据钻孔取芯，取出一根长16.97m、直径200mm的三级配碾压混凝土芯样。芯样穿越3个冷升层、53个热升层，外观光洁润滑、胶结致密、层间结合良好。
优质高效建成的象鼻岭大坝研究成果也收获了不少荣誉。《牛栏江象鼻岭水电站设计》获中国电力规划设计协会2019年度“水电行业优秀工程设计一等奖”。经专家技术鉴定，《高碾压混凝土拱坝分缝防裂关键技术研究及应用》、《象鼻岭水电站碾压混凝土双曲高拱坝优质高效施工关键技术》达到了“国际先进水平”。
5结语
象鼻岭水电站工程的建设过程中，建管处认真贯彻“创新创造，持续奋斗，和谐共生”的核心价值观，不断创新管理手段，在参建单位的共同努力下，战胜了诸多难点，形成了一整套150m级高碾压混凝土拱坝筑坝关键技术，为碾压混凝土拱坝设计规范编制提供重要支撑，为碾压混凝土双曲拱坝由150m级向200m级发展验评了诸多先进技术和理论，起到了承上启下的作用，相关研究成果可推广应用于类似工程建设。
参考文献：
[1] 崔进，陈毅峰，谭建军.碾压混凝土高拱坝防裂技术综述[C]//中国大坝协会2014学术年会论文集.2014.
[2]陈毅峰，李海枫，崔进，等.高碾压混凝土拱坝分缝防裂结构研究与实践[J].北京:中国水利水电出版社, 2020:205-208.
[3]李海枫，杨波，张国新，等.不同缝面形态下诱导缝开裂效果对比研究[J].水利学报, 2017, 48 (10) :1167-1174.
[4]焦雪梅，陈毅峰，崔进，等.象鼻岭拱坝水垫塘结构布置优化设计[J].水力发电，2018,44（12），59-62,116.
[5]李华兵.象鼻岭水电站碾压混凝土双曲拱坝快速施工技术[J].水利水电施工, 2018年第06期，31-33.
作者简介：顾 建（1981-），男，高级工程师，重庆人，从事水利水电工程建设管理工作。
陈毅峰（1982-），男，正高级工程师，福建莆田人，从事水利水电工程设计工作。
张天力（1973-），男，高级工程师，贵州贵阳人，从事水利水电工程建设管理工作。
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