淺析原始地面膏漿灌注臨建及施工的經(jīng)營(yíng)成本

袁爭(zhēng)爭(zhēng)，劉半柱，姜小慧

（中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700）

1 施工情況簡(jiǎn)述

油車水庫(kù)左岸防滲工程地處巖溶高度發(fā)育地區(qū)，最大溶洞垂直高度達(dá)27．8m，溶洞裂隙最大串通長(zhǎng)度達(dá)140m，地層復(fù)雜國(guó)內(nèi)同類工程罕見，知名資深專家孫釗稱“油車水庫(kù)左岸帷幕為國(guó)內(nèi)最難做的帷幕之一”。除個(gè)別大溶洞段外，均為孔距2．0m的單位排孔（每12個(gè)孔一個(gè)單元），軸線共2394m。存在戰(zhàn)線長(zhǎng)、地面高低起伏大、地層復(fù)雜等特點(diǎn)，經(jīng)過近一年的生產(chǎn)性試驗(yàn)及國(guó)內(nèi)知名專家多次現(xiàn)場(chǎng)論證，最終確定的施工工藝為：水泥膨潤(rùn)土膏漿堵漏＋純水泥漿液成幕的施工工藝，新增了水泥膨潤(rùn)土膏漿灌注量大（最終灌注量約63000t）、工期緊及施工工程同時(shí)間內(nèi)需求漿液量大等情況，造成了漿水供應(yīng)、機(jī)械及人員配置、主材料管理等方面自身的特點(diǎn)。

2 漿水系統(tǒng)

在合理的設(shè)備、人員及管路材料配置的情況下，避免因漿水供應(yīng)造成施工機(jī)械停等是漿水系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)的核心目的。為達(dá)到這一目的，必須科學(xué)的選擇漿站位置、供漿方式及設(shè)計(jì)供漿能力、漿液控制等技術(shù)方案。

2．1 水泥漿站位置的科學(xué)選擇

在場(chǎng)地高低起伏不平的軸線上施工，漿站位置的科學(xué)合理選擇至關(guān)重要，直接關(guān)系到施工過程中供漿的設(shè)備及人工成本，其原則應(yīng)遵循如下：

（1）處于該漿站供漿軸線范圍內(nèi)的中間部位。便于在灌漿班組與制漿站電話不通情況下的溝通，避免不必要的工作誤會(huì)和漿液浪費(fèi)，從而提高工作效率和節(jié)約施工成本。

（2）處于該漿站供漿軸線范圍內(nèi)地面基本最高的部位。此項(xiàng)是漿站選擇的基本原則，它既可以減小送漿機(jī)械的工作的實(shí)際負(fù)荷，也可以避免從低處往高處送漿，降低因地勢(shì)造成水泥沉淀堵管的可能性，從而降低送漿成本。

（3）盡量處于大車進(jìn)場(chǎng)方便的部位。以利于漿站材料及設(shè)備的進(jìn)出場(chǎng)。盡量避免通過修筑臨時(shí)進(jìn)場(chǎng)道路解決水泥等原材料進(jìn)場(chǎng)問題，同時(shí)也較少與當(dāng)?shù)鼐用竦哪Σ炼鸬淖韫さ脑O(shè)備及人員窩工、停等。

2．2 供水系統(tǒng)

本工程采用集中供水方式，在水源內(nèi)設(shè)三臺(tái)22k W的潛水泵將清水抽到施工現(xiàn)場(chǎng)的存水池內(nèi)，再用潛水泵自水池抽至水箱，用離心泵自水箱直接取水到在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的集中供水管路，管道上設(shè)置閥門，利用軟管供到各機(jī)組和制漿站使用。由于軸線長(zhǎng)，鉆機(jī)密集等因素，導(dǎo)致供水存在諸多問題。

（1）水壓?jiǎn)栴}：由于采用直接將水管焊接在供水管路上，在用水時(shí)間集中的情況下，導(dǎo)致離供水點(diǎn)最遠(yuǎn)的機(jī)組出現(xiàn)因水壓不足而不能正常返渣鉆孔的情況。解決辦法，在管路中設(shè)增壓泵，在機(jī)組用水量集中的情況下開增壓泵，但要避免在水壓滿足施工的情況情況下開增壓泵，以免造成不必要的浪費(fèi)。

（2）浪費(fèi)問題：由于戰(zhàn)線長(zhǎng)，機(jī)組多，難以避免有個(gè)別機(jī)組在不用水的情況下不關(guān)水龍頭，造成水資源浪費(fèi)。應(yīng)在施工過程中勤檢測(cè)、嚴(yán)管理、重獎(jiǎng)罰來降低出現(xiàn)頻率，爭(zhēng)取杜絕出現(xiàn)在不用水的情況下不關(guān)水管，在避免浪費(fèi)的同時(shí)減輕排污成本費(fèi)用。

2．3 供漿管路的選擇

采用何種方式供漿，是大規(guī)模灌漿工程施工的一個(gè)難題，本工程采用了儲(chǔ)漿池內(nèi)循環(huán)和整管路循環(huán)兩種供漿方法。

（1）儲(chǔ)漿池內(nèi)循環(huán)：制好的原漿儲(chǔ)存在容量約4．0m3的儲(chǔ)漿池內(nèi)循環(huán)，然后分別用2臺(tái)送漿泵（200／40泵或3PN 泵）通過1．5″的鍍鋅鋼管，將水泥漿液送往各個(gè)機(jī)組的雙層筒攪拌槽內(nèi)（2個(gè)注漿泵1根鍍鋅送漿管）。其優(yōu)點(diǎn)是單個(gè)機(jī)組灌漿時(shí)管路占漿小，也避免了灌漿時(shí)間集中的情況下離制漿站遠(yuǎn)機(jī)組無漿的情況。缺點(diǎn)：由于管路細(xì)、排量小，造成距離遠(yuǎn)的情況下到機(jī)組攪拌槽的漿液因無壓而流量小，不能滿足灌漿需求的情況。解決辦法，更換送漿設(shè)備，增大送漿壓力。

（2）整管路循環(huán)（3″鐵皮管）：各個(gè)灌漿機(jī)組的漿管直接焊接在循環(huán)管路上，一般都焊接在回漿管上。由于循環(huán)管路的一般比較粗，且管路長(zhǎng)，適合鉆機(jī)多，且每次灌漿時(shí)間集中的情況下，否則，管路占漿量占灌漿注入孔內(nèi)的量比例高，造成水泥浪費(fèi)嚴(yán)重。

采用何種管路供漿，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定，每一種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，總的原則是在不影響施工的情況下，盡量避免浪費(fèi)，降低整個(gè)供漿過程的成本，而不是光單獨(dú)的考慮一次鋪設(shè)供漿管路成本。

3 機(jī)械配置

（1）鉆孔：鉆孔機(jī)械采用和普通水泥灌漿鉆孔一樣的XY－2型地質(zhì)鉆機(jī)。

（2）供漿：本工程送漿機(jī)械采用了3PN泵和200／40泵兩種供漿機(jī)械。3PN泵一般適應(yīng)循環(huán)供漿管路，或近距離近的不循環(huán)鍍鋅管供漿，其特點(diǎn)是同時(shí)給多個(gè)機(jī)組供漿。200／40泵適合長(zhǎng)距離的鐵皮管循環(huán)管路和不循環(huán)鍍鋅管供漿，其特點(diǎn)是供漿距離遠(yuǎn)，但是設(shè)備功率大。

（3）制漿及灌漿：采用1L高速制漿集中制0．5∶1．0的水泥原漿；膏漿在施工機(jī)組采用水泥原漿加膨潤(rùn)土的方法通過1200L立式高速制漿機(jī)進(jìn)行配置，從高到底自流的方式流入400L雙層低速攪拌槽后，通過3SNS注漿泵打入灌漿灌漿孔。

本工程配置若干臺(tái)ZJ1000高速攪拌機(jī)進(jìn)行制漿，但由于供漿量大，特別是集中在上午、下午、夜班前半夜這3個(gè)時(shí)段為灌漿高峰期。在正常的制漿機(jī)械配置情況下難以滿足需求，配置設(shè)備過多，又造成設(shè)備及人員閑置過多。因此，合理安排各個(gè)機(jī)組的灌漿時(shí)間是解決制漿機(jī)問題的最佳途徑。

4 膏漿配置及配置位置的選擇

本工程采用項(xiàng)目自行研制的1200L立式高速膏漿制漿機(jī)（主要參數(shù)：攪拌漿液體積1200L，攪拌速度120rad／min，功率7k W）在各個(gè)機(jī)組分散配置的方法配置。漿原漿直接放入高速膏漿制漿機(jī)攪拌桶內(nèi)到一定高度，在高速攪拌的過程中根據(jù)膏漿比級(jí)摻入定量的膨潤(rùn)土后攪拌時(shí)間不小于5分鐘即可。膏漿漿液標(biāo)準(zhǔn)采用流動(dòng)度測(cè)量的方法進(jìn)行控制。

膏漿分散拌制的優(yōu)點(diǎn)是在減少了專業(yè)膏漿拌制人員的配置，去掉了集中拌制后，膏漿供應(yīng)系統(tǒng)的費(fèi)用。缺點(diǎn)是有些時(shí)候2臺(tái)泵同時(shí)灌注膏漿時(shí)會(huì)出現(xiàn)膏漿供應(yīng)不能滿足需求的情況，但如配置1臺(tái)注漿泵，1臺(tái)高速制漿機(jī)時(shí)，在大多情況下造成資源閑置嚴(yán)重。但從本工程來看，膏漿分散拌制是此類工程最佳的膏漿配置方式。

膏漿拌制點(diǎn)離膏漿灌注孔越近越好，不僅可以大大減少堵管、堵孔事故發(fā)生的概率，而且由于灌漿泵直接位于所灌孔的附近，管路距離短，可以將相當(dāng)稠度的膏漿泵入孔段內(nèi)且在同等壓力下擴(kuò)散到更遠(yuǎn)的距離，避免因膏漿灌注擴(kuò)散度小而難以形成帷幕。但是在施工過程中，往往由于膏漿制漿機(jī)及注漿泵等設(shè)備移動(dòng)困難，而且受施工場(chǎng)地限制，一旦固定下來，在泵施工范圍內(nèi)將不再移動(dòng)，因此根據(jù)地層情況，合理地選擇高速膏漿制漿機(jī)及注漿泵的位置也顯得十分重要。

5 施工控制對(duì)結(jié)算的影響

灌漿過程控制及資料的嚴(yán)謹(jǐn)性直接關(guān)系到結(jié)算工程量，在項(xiàng)目管理過程中顯得特別重要。應(yīng)遵循以下原則：

（1）變漿：必須嚴(yán)格按照施工作業(yè)指導(dǎo)書執(zhí)行，特別膏漿灌注的變漿控制，超出作業(yè)指導(dǎo)書要求的將不予計(jì)量（因膏漿灌注一般采用干料計(jì)量法，且不同比級(jí)的膏漿因灌注難度不同，故單價(jià)不一樣）。

（2）膏漿記錄：同時(shí)由于在國(guó)內(nèi)第一次大面積的灌注膏漿，沒有配套的專業(yè)記錄儀，只能采用普通水泥漿灌注的記錄儀進(jìn)行記錄；傳統(tǒng)的密度傳感器測(cè)不出水泥膨潤(rùn)土膏漿的密度，只能在在電腦系統(tǒng)里設(shè)置參數(shù)，故不利于漿液的密度控制，且資料會(huì)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際有差別，審計(jì)審核工程量時(shí)對(duì)此存在異議，常常影響結(jié)算。

（3）數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)性：由于水泥膨潤(rùn)土膏漿是混合漿液，所以其密度等相關(guān)數(shù)據(jù)必須嚴(yán)謹(jǐn)，各類試驗(yàn)資料、寄國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)資料和施工現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)必須一致，否則將導(dǎo)致結(jié)算工程量在審計(jì)審核時(shí)發(fā)生爭(zhēng)議。

6 主材存放及保管

甲供材料專人負(fù)責(zé)：由于施工所需的主材量大，而且全部是甲供，為保證和甲方溝通及材料供應(yīng)接收的及時(shí)性，設(shè)置專人負(fù)責(zé)材料的收料和甲方溝通。

水泥及膨潤(rùn)土等主材為滿足施工的正常需求，必須有正常的庫(kù)存量才能滿足工地在特殊情況下材料中斷供應(yīng)時(shí)施工的正常需求。

（1）由于水泥廠家提供的只是每個(gè)儲(chǔ)存30t的水泥罐，而施工高峰期間每天需要約700t的水泥，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)道路及底面起伏狀況，每段施工時(shí)只設(shè)置3個(gè)漿站，且每個(gè)漿站用地有限，故現(xiàn)場(chǎng)水泥廠家設(shè)置的水泥罐只能滿足當(dāng)天的需求，而庫(kù)存為零，為了科學(xué)合理的儲(chǔ)存水泥，項(xiàng)目新購(gòu)了4個(gè)120t的水泥罐，從而解決水泥的庫(kù)存需求。

（2）根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)交通，且考慮最大化方便施工機(jī)組領(lǐng)用膨潤(rùn)土、盡量縮短膨潤(rùn)土施工現(xiàn)場(chǎng)的二次轉(zhuǎn)運(yùn)、便于膨潤(rùn)土的發(fā)放工作等因素，從而最大限度地降低膨潤(rùn)土的卸車、庫(kù)存、現(xiàn)場(chǎng)二次轉(zhuǎn)運(yùn)和發(fā)放等環(huán)節(jié)的成本。經(jīng)反復(fù)研究決定采用漿站集中大庫(kù)，機(jī)組設(shè)小庫(kù)的原則。在每個(gè)漿站附近各設(shè)一個(gè)膨潤(rùn)土庫(kù)，并有專人負(fù)責(zé)看管發(fā)放，各個(gè)施工機(jī)組憑現(xiàn)場(chǎng)值班工程師所開的膨潤(rùn)土票擇近選取膨潤(rùn)土庫(kù)領(lǐng)取，各個(gè)機(jī)組施工現(xiàn)場(chǎng)水泥膨潤(rùn)土膏漿攪拌機(jī)邊搭設(shè)1．5m（高）×1．5m（寬）×2．0m（長(zhǎng)）的膨潤(rùn)土平臺(tái)（現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組存放膨潤(rùn)土庫(kù)）。不定期的對(duì)材料進(jìn)行盤庫(kù)，并對(duì)潮濕的膨潤(rùn)土進(jìn)行報(bào)廢處理。

7 小結(jié)

宜興油車水庫(kù)左岸防滲工程帷幕灌漿地層巖溶高度發(fā)育，戰(zhàn)線長(zhǎng)、工程量大、工期極為緊張，施工過程中投入了127臺(tái)XY－2地質(zhì)鉆機(jī)和65臺(tái)3SNS注漿泵、32臺(tái)1200L立式高速膏漿制漿機(jī)，歷經(jīng)8個(gè)月，灌注了約63000t膨潤(rùn)土膏漿，總體質(zhì)量良好；在制漿、供漿、主材料管理、變漿、膏漿灌注記錄以及膏漿相關(guān)數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)性等施工管理方面全部處于可控狀態(tài)；在成本控制方面的各種經(jīng)驗(yàn)給今后類似工程提供了一定的借鑒。