水利水電工程帷幕灌漿施工質量管控技術探討

雷順榮 袁宗洪

(貴州省水利投資(集團)有限責任公司， 貴州 貴陽 550001)

水利水電工程帷幕灌漿施工質量管控技術探討

雷順榮 袁宗洪

(貴州省水利投資(集團)有限責任公司， 貴州 貴陽 550001)

本文針對中國水利水電工程施工管控較難、問題較多又有重要作用的帷幕灌漿施工提出了一套控制技術，包括選擇適當合同形式、正確選擇施工與監(jiān)理單位及灌漿記錄儀、選擇第三方實施檢查孔等，有較強實用性、針對性，希望對提高水利水電工程帷幕灌漿管控水平、提高壩基帷幕防滲效果、促進行業(yè)健康有序發(fā)展能有所幫助。

帷幕灌漿; 施工質量; 管控技術

由灌漿形成防滲帷幕對于水庫類工程建設項目來說有著十分重要的作用，隨著技術的進步，目前的帷幕灌漿設計與施工技術已十分完善，灌漿材料可灌性越來越好，設計灌漿壓力越來越高，灌漿設備也越來越先進，然而當前國內水利水電工程因為帷幕灌漿沒有灌好、沒有管理到位導致工程試運行不成功、裝不住水而進行補灌甚至多次補灌的項目不少，也有的項目因此降低標準運行。帷幕灌漿項目的最終造價一般都會超合同價格較多。因此業(yè)內人士普遍認為灌漿是最難以管控的項目，更是業(yè)主最擔心的項目，可能的話盡量采用別的方案代替，如防滲墻等。筆者在此提出一些管控方法與各位同行探討。

1 帷幕灌漿主要施工工藝及質量管理措施

自烏江渡電站以來國內帷幕灌漿主要采用孔口封閉器卡塞的循環(huán)灌漿法，灌漿目的主要是用灌漿材料將帷幕線上巖石中的孔洞、裂隙充填。通過在巖石中分段鉆孔、分段卡塞(主要是安裝封閉器)，采用多杠柱塞泵、小孔徑鋼絲橡膠灌漿管路將水泥漿等漿液壓入巖石裂縫或孔洞中。由于灌漿的隱蔽性，采用灌漿記錄表記錄灌漿全過程及主要成果。原先采用手工記錄，然而手工記錄工作量大，隨意性也較大，從20世紀80年代后期、90年代初期起逐漸采用自動灌漿記錄儀代替手工記錄。灌漿過程中主要采取以下質量管控措施：

a.主要依靠施工監(jiān)理在現(xiàn)場進行灌漿施工過程監(jiān)督管理。

b.采用自動灌漿記錄儀記錄壓水及灌漿過程。通常認為采用自動灌漿記錄儀有助于質量管控，因此目前大、中型水利水電工程中多采用自動灌漿記錄儀記錄。

c.主要通過施工單位實施檢查孔壓水試驗來檢查最終灌漿效果。

d.部分依靠施工單位的質量自控體系保證灌漿質量。

2 帷幕灌漿工程施工及質量管控工作存在的問題

當前帷幕灌漿質量管控中較突出的問題是部分工程施工中無有效管控措施，部分施工單位的質量自控體系形同虛設，一些監(jiān)理單位不負責任或不作為，許多業(yè)主單位不懂管理或不重視，施工做假現(xiàn)象比較普遍、比較嚴重，由此帶來的部分項目投資增加甚至失控，防滲效果不佳。在采用按灌漿長度計價的工程中，很多時候會出現(xiàn)設計帷幕范圍地層的通道未灌注足夠漿液，而灌漿記錄顯示灌漿過程符合設計及規(guī)范要求，檢查孔記錄顯示灌漿效果達到設計防滲標準等情況；在采用按灌入材料重量計價的情況下，又會出現(xiàn)單位注入量較大，灌漿費用比預計的高，但可能存在實際未灌入足額，巖體中通道實際未灌好，灌漿資料卻符合設計及規(guī)范要求，灌漿檢查孔結果也顯示滿足設計防滲標準的情況。個人認為以上問題的根本原因主要如下：

a.灌漿工藝特點，灌漿施工作業(yè)的對象是巖體中的裂隙、空洞等，隱蔽性極強，加上現(xiàn)場較狹窄施工作業(yè)區(qū)域往往有較多的鉆灌設備，較長灌漿管路，增加了管理難度。

b.部分施工單位不講職業(yè)道德、只追求經濟利益，蓄意做假或未進行施工質量管理。

c.灌漿記錄存在缺陷，手工記錄隨意性大，真實性不高；自動灌漿記錄儀不完善，記錄數據多能人為改動。

d.部分監(jiān)理單位不負責任或能力不足，施工過程無有效監(jiān)督。當前灌漿監(jiān)理費用偏低，為了獲取利潤，監(jiān)理單位進場后多采用一些工作年限不長、沒有經驗的人員甚至剛參加工作的大、中專生，這些人員基本不懂灌漿工藝，不具備監(jiān)督能力，在現(xiàn)場根本不起作用；偶有少數有經驗人員在現(xiàn)場也不負責任。

e.部分(很多)監(jiān)理、業(yè)主單位人員道德品質低下，無職業(yè)操守。

f.建筑市場監(jiān)管缺失，秩序混亂，總包單位中標后往往將灌漿分包，有的層層分包，到真正的施工作業(yè)隊伍手中單價很低，為了獲取利潤，想辦法做假。

g.業(yè)主方管理人員不作為，或多為土建專業(yè)出身，很少有人有灌漿施工經歷。

h.業(yè)主方不重視灌漿項目，表現(xiàn)在：?通常灌漿項目施工及監(jiān)理包含在中大壩施工標段及監(jiān)理標段中，中標施工單位、監(jiān)理單位通常擅長大壩等土建施工及管理，對灌漿施工及監(jiān)理不專業(yè)；?業(yè)主沒認識到防滲帷幕的重要性，招標階段選擇低價中標。

3 工程招標階段的管理措施

要管理好灌漿項目，首先是業(yè)主要配備有經驗的專業(yè)管理人員，其次是在招標前要做好管理策劃工作，并注意落實策劃內容，策劃內容包括如何做好招標階段的工作及施工階段的管理工作。業(yè)主要高度重視招標階段的工作，包括選擇合適的施工合同條件、選擇有類似經驗的灌漿施工單位及監(jiān)理單位，選擇適宜的自動灌漿記錄儀，水頭高、地質復雜的工程宜選擇第三方單位實施檢查孔。

3.1 合理劃分標段及選擇恰當的合同形式

合理劃分施工標段及選擇恰當的合同形式，對于管控灌漿質量、控制工程造價均至關重要，重要的水利水電工程，應優(yōu)先考慮將帷幕灌漿單獨劃分標段，或將帷幕灌漿指定專業(yè)分包。筆者認為帷幕灌漿量超過5萬m3的工程，宜單獨進行施工標招標，帷幕灌漿量超過10萬m3的工程，應單獨進行施工標招標。

由于灌漿注入量的不可預知性，目前灌漿基本采用單價合同，有按鉆灌長度計價、按注入量計價以及結合這兩種形式而成的灌漿長度加超過預估單耗量后的補差費用三種。采取第一種計量方式雖然費用較省，但如前所述經常會出現(xiàn)實際灌入量不足的情況，對于地質復雜、單位注入量較大的情況，得不償失，因此只適合地質總體較好、局部單耗較大的情況；采取第二種方式又經常出現(xiàn)較大虛假注入量，費用較高，但在監(jiān)管較好的情況下，有利于灌漿質量，特別是地質復雜、單位注入量較大的情況下；采取灌漿長度單價加超灌補差計價方式中，一般超灌量補差均較低，通常為材料價加設備使用費及現(xiàn)場管理費用，相比起來有利于工程質量及投資控制，若地層單耗較大，更具合理性，但仍需要加強監(jiān)管。

3.2 選擇信譽好的專業(yè)施工單位

多數水電施工企業(yè)擅長土建工程，沒有自己的灌漿作業(yè)隊伍或灌漿項目組織及管理力量較弱，一般中標后將帷幕灌漿項目分包或轉包，甚至層層分包；專業(yè)灌漿單位有自己的作業(yè)隊伍或以自己的作業(yè)隊伍為主，組織及管理力量也較強。因此重要的水利水電工程，在優(yōu)先考慮將帷幕灌漿單獨劃分標段基礎上，應將帷幕灌漿交給信譽好的專業(yè)隊伍施工。

3.3 選擇有經驗的監(jiān)理單位并嚴格監(jiān)理人員要求

迫于市場環(huán)境及業(yè)主招標條件，監(jiān)理單位往往低價中標，進場后多不按合同要求派駐監(jiān)理人員。除監(jiān)理單位的業(yè)績、信譽外，監(jiān)理灌漿項目，需豐富施工管理經驗的人員才能勝任，因此監(jiān)理人員的施工管理經歷才是重要的。業(yè)主方應在合同中明確規(guī)定各崗位人員必須有從事過灌漿經歷的工作年限，以及對無灌漿施工及管理經驗人員數量的限制，職稱并不是主要條件。建議：灌漿專業(yè)負責人從事灌漿施工管理年限不少于5年，灌漿量大的工程不少于10年，并具有中級職稱；60%現(xiàn)場監(jiān)理人員從事灌漿施工管理年限不少于3年，監(jiān)理員不少于1年；監(jiān)理項目開工前，業(yè)主單位應對擬投入人員逐一認真核對后才允許開展該專業(yè)監(jiān)理業(yè)務。要達到以上監(jiān)理機構配置，灌漿項目的監(jiān)理費用不能太低。

為有利于控制投資及控制工程質量，記錄儀宜由業(yè)主招標采購，儀器生產單位應為與工程灌漿施工單位沒有直接或間接關系的第三方單位。選儀器應能完全自動、準確記錄灌漿壓力、流量、水灰比并能繪制過程曲線，帷幕灌漿宜采用大循環(huán)管路記錄儀。

另外，因為灌漿現(xiàn)場噪音較大，通常的通信設備效果差且易出故障，記錄儀形式宜采用擁有1～2個通道的獨立機型，因為該儀器可安裝在灌漿泵旁邊，方便現(xiàn)場操作。除了通信問題外，多通道操作系統(tǒng)一般采用電腦作為系統(tǒng)安裝載體，其數據可能人為生成，因此不建議使用。這兩年出現(xiàn)一種能將現(xiàn)場灌漿過程數據實時傳輸到業(yè)主營地監(jiān)視屏的記錄儀，值得考慮。

3.5 選擇第三方實施檢查孔

檢查孔壓水試驗成果是判定灌漿效果的最重要依據，數據的真實性非常重要。部分施工單位因為灌漿數據真實性差或灌漿虛量較大，擔心檢查結果不滿足設計合格標準影響計量等，往往對未灌注達標部位提供虛假的檢查結果。因此，地質復雜、重要的水利水電工程，建議引進第三方單位實施檢查孔，真實反映灌漿效果，一定程度上可預防一些施工單位自檢檢查孔做假。第三方單位由業(yè)主直接管理。

4 施工階段的質量管控

帷幕灌漿是隱蔽工程，灌漿結束后灌漿記錄是判定是否灌過漿以及灌漿是否符合技術要求的最重要依據，受利益的驅使，部分灌漿作業(yè)工人總想簡單省事，甚至不實際灌注而直接造出灌漿記錄，有的施工單位也想以較少投入獲得較多的利益而默認甚至鼓勵現(xiàn)場做假，部分監(jiān)理人員也因責任心不強、職業(yè)道德問題、或不懂工藝而不作為。因此業(yè)主方有必要加大灌漿施工管控的深度，管理的重點是灌漿過程，即保證灌漿過程及灌漿記錄的真實性。業(yè)主的管理方式主要是現(xiàn)場巡查監(jiān)督灌漿過程，將現(xiàn)場灌漿作業(yè)過程及灌漿數據收集進行分析，除此之外，做好以下幾方面工作好很重要。

4.1 督促監(jiān)理單位履職

按中國的工程質量管理制度，監(jiān)理單位負責工程質量的監(jiān)督。像灌漿這樣工藝復雜、隱蔽的項目，監(jiān)理單位不履職的情況不少，導致的后果也很嚴重，因此抓好監(jiān)理工作就是抓住了關鍵。除督促監(jiān)理單位按合同要求配備有經驗的監(jiān)理人員外，施工過程中業(yè)主專業(yè)管理人員經常到現(xiàn)場巡視，不僅能及時了解現(xiàn)場存在的問題，還能對灌漿作業(yè)及對現(xiàn)場監(jiān)理工作起到監(jiān)督作用。發(fā)現(xiàn)灌漿做假現(xiàn)象，除對施工單位處罰外，還應按一定比例對監(jiān)理單位實行處罰。

4.2 定期檢查灌漿記錄真實性

讓，德之主也。讓之謂懿德。凡有血氣，皆有爭心，故利不可強，思義為愈。義，利之本也，薀利生孽。姑使無薀乎！可以滋長。

灌漿做假的主要表現(xiàn)就是實際灌漿參數與灌漿記錄不符，從灌漿記錄看完全符合設計及規(guī)范要求，實際未灌注或夸大了注入量。假記錄與真記錄有明顯差別，有經驗的管理人員還是可以識別的，因此可定期對灌漿記錄的真實性進行檢查。在此介紹兩條識別方法。

a.運用灌漿壓力及流量的變化(波動)規(guī)律來判斷。以目前的灌漿工藝，真實灌漿過程，隨時間推移，巖石內一定范圍內孔洞、裂隙逐漸被充填，壓力逐漸升高，流量逐漸減小，直至達到設計要求的結束標準，灌漿壓力升高及流量的減小，有一定波動規(guī)律，即波動上升、波動下降，并不是一直上升或下降；最后不吸漿階段的壓力一般是在設計壓力值上、下跳動，設計壓力越大，各壓力數值間的差值越大。另外，隨壓力的增大，單位記錄時段內最大壓力與平均之間的差值也隨之增大，當平均壓力達到0.5MPa以上時，正常情況下的差值超過平均壓力一定比例，灌漿泵老化的比例更大。

b.運用灌漿曲線的特點進行判斷。目前自動灌漿記錄儀一般繪制壓力過程(壓力-時間)曲線、流量過程(流量-時間)曲線、水灰比過程曲線，儀器繪制的一般是每單位記錄時間段平均壓力-時間曲線、平均流量-時間曲線，由于壓力是波動上升、流量是波動下降過程曲線均為折線，繪制點的時間間隔越短越不規(guī)則，若采用瞬時值來繪制圖線更明顯，假記錄一般出現(xiàn)圓滑曲線。

4.3 加強灌漿原材料的管控

由于灌漿作業(yè)的特點，漿液在制漿、輸漿、灌注等多個環(huán)節(jié)均有損耗，一般情況的真實灌漿作業(yè)灌漿材料總損耗率應達到一定比例，單位注入量特別大時也存在，輸漿管路越長、單位注入量越小損耗越大。虛假灌漿記錄情況下灌漿材料損耗率很小，很有可能出現(xiàn)負值，即統(tǒng)計出來的灌漿材料用量大于進貨量。因此，加強對灌漿材料的管控，一定程度上可以預防灌漿做假。建議管理措施如下：

a.灌漿材料實行甲供或甲控，水泥宜使用散裝料，并由監(jiān)理參加進場驗收，監(jiān)督材料卸貨，即時簽認進貨量。

b.工區(qū)實行封閉管理，禁止材料外運；定期對工區(qū)內棄渣場、河道進行檢查，防止有目的遺棄灌漿材料。

c.建立灌漿材料進場及使用情況臺賬，即時統(tǒng)計出損耗率指標。

4.4 分析灌漿數據的合理性

業(yè)主單位可對施工單位提供各種統(tǒng)計報表進行分析，由灌漿日報表、材料進場與使用情況報表得出灌漿材料損耗率指標，由灌漿孔綜合成果表、灌漿分序統(tǒng)計表，分析灌漿孔各段注入量的合理性，分析孔序間單位注入量是否符合遞減規(guī)律。通過定期分析灌漿統(tǒng)計數據的合理性，可判斷灌漿過程是否存在問題，及時采取處理措施。

4.5 管理好第三方施工檢查孔的施工

第三方檢查孔一般布置在近壩端、溶洞溶槽及斷層破碎帶等地質缺陷段。為了便于分清責任，在施工單位自檢合格的基礎上進行。施工中應注意：

a.為確保檢查結果客觀、真實、準確，第三方檢查孔壓水過程宜有業(yè)主方人員參旁站，以防壓水過程受其他方干擾。對于不合格段，應通知灌漿施工單位及業(yè)主方到場復壓，然后各方簽字確認。

b.第三檢查孔發(fā)現(xiàn)的不合格結果，視情況進行補灌，直至復檢結果合格為止。對于施工單位自檢合格單元所做的第三方檢查后補灌，費用應由施工單位承擔。

5 問題與探討

5.1 對記錄儀的性能要求

自動灌漿記錄儀的性能關系到灌漿質量及計量的準確性，國內研制廠家較多，目前所用的記錄多存在一些問題，在此對記錄儀選用時提出建議如下:

a.儀器采集的數據一般能被多種方法人為改動，因此儀器廠家一方面要注意記錄的壓力、流量、水灰比數據的準確性及相應儀器穩(wěn)定性、耐久性，另一方面特別要提高儀器的防做假功能，后者顯得更為重要。業(yè)主單位在選擇儀器更要注意這一點。

b.采集數據頻率，市場上的儀器稱每秒采集20多次數據，其實沒必要達到過高精度，每秒鐘采集4～5個數，最終取中間2～3個數的平均值即可滿足要求，過高精度在做假面前顯得蒼白無力，多占用了儀器空間。

c.根據本文前邊的闡述，最大灌漿壓力與平均壓力是有明顯差值的，可以用來分析灌漿記錄的真假，因此應要求在灌漿記錄中反映最大壓力值。

d.漿液密度測量(水灰比)儀，原有的灌漿記錄儀采用核子密度儀測量漿液密度，受干擾較小準確度高，但因擔心對操作人員健康有影響，后采用其他方法代替，改用后準確性均不高。因此，建議在有條件的情況下，推廣核子密度儀的應用。

e.繪制的過程曲線，為了便于分析灌漿過程的壓力及流量變化情況，一般記錄儀均帶有壓力-時間、流量-時間及壓力-流量三曲線繪制功能，繪制點間隔時間越短，越能體現(xiàn)數據的波動性。但是目前的記錄儀繪制曲線上的點時間間隔根據灌漿過程的長短而不同，而且繪制點所對應的壓力、流量值為間隔時段的平均值，為了利于分析數據真假，取點時間間隔不應超過10s，繪制該點的瞬時值更好。

5.2 關于第三方檢查孔不合格段的處理

目前的灌漿施工技術規(guī)范及設計技術要求均明確規(guī)定了帷幕灌漿質量評定合格的條件，但均未明確當檢查孔壓水試驗透水率不滿足上述要求時怎么處理，在黔中水利樞紐工程庫首帷幕灌漿施工中采取如下方法處理，供大家參考。

a.僅第一、第二段透水率不合格，且不大于設計合格標準的150%，則對檢查孔不合格段進行灌漿即可；若大于設計合格標準的150%，不大于200%，對檢查孔及并在兩側各加1孔補灌，補灌深度在不合格段底加深1段。

b.其他段中僅1段透水率大于設計標準的150%，不大于200%，對檢查孔分段灌漿即可；其他段中1段大于200%，不超過300%，在檢查孔兩側各加1 孔，并對檢查分段灌漿。其他段中1段大于設計合格標準的300%，應分析鉆孔灌漿資料，根據資料加多孔。若1個檢查孔有多段大于設計合格標準300%的，或2個檢查孔中均有大于設計合格標準300%，應考慮整個單元補灌。

c.不合格單元補灌漿后，應進行復檢，直至合格為止。

6 結 語

工程建設需要達到優(yōu)質、安全、節(jié)約成本，施工、監(jiān)理企業(yè)也需要持續(xù)發(fā)展。希望業(yè)主能有長遠眼光，真正從工程質量與安全角度出發(fā)，做好施工前策劃，合理確定工程價格，正確選擇灌漿施工及監(jiān)理單位，加強施工過程的管理；希望監(jiān)理單位增強責任感，盡自己應盡的責任；希望施工單位加強自我約束，兼顧業(yè)主與企業(yè)利益。

Discussion on curtain grouting construction quality control technology of water conservancy and hydropower project

LEI Shunrong, YUAN Zonghong

(Guizhou Water Conservancy Investment (Group) Co., Ltd., Guiyang 550001, China)

In the paper, a set of control technologies are proposed aiming at curtain grouting construction of China water conservancy and hydropower project, and the curtain grouting construction is characterized by difficult construction control, excessive problems and important role, including the selection of suitable contract form, correct selection of construction and supervision unit and grouting recorder, selection of the third party for constructing inspection hole, etc. The construction is highly practical and targeted. It is expected that the paper can be beneficial for improving curtain grouting control level of water conservancy and hydropower project, increasing the curtain anti-seepage effect of the dam foundation, and promote healthy and orderly development in the industry.

curtain grouting; construction quality; control technology

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.08.013

TV523

A

1005-4774(2017)08- 0047- 05