淺論帷幕灌漿工程計(jì)量與質(zhì)量管理的核心

歐陽(yáng)亦蛟

（衡南縣雙板橋水庫(kù)管理所，湖南 衡陽(yáng) 421100）

帷幕灌漿是水庫(kù)各類擋水建筑物廣泛采用的基礎(chǔ)防滲體工程措施，因?yàn)獒∧还酀{工程的深度隱蔽性，導(dǎo)致了帷幕灌漿的質(zhì)量控制、施工質(zhì)量檢查、工程計(jì)價(jià)的技術(shù)條件、實(shí)際完成工程計(jì)量等4 個(gè)方面內(nèi)容是否真實(shí)可靠的問題，在施工過程或完工結(jié)算中，存在著準(zhǔn)確性的困惑[1]。在帷幕灌漿工程實(shí)施中，項(xiàng)目法人管理的核心內(nèi)容在于計(jì)量與質(zhì)量這兩個(gè)方面，計(jì)量管理決定著帷幕灌漿的工程造價(jià)，質(zhì)量管理決定著帷幕灌漿的工程效果。

1 前期勘探對(duì)帷幕灌漿計(jì)量與質(zhì)量的影響

由于工程勘察的必然局限性，帷幕灌漿實(shí)施前，施灌巖體的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)這兩方面的地質(zhì)條件與地質(zhì)問題，不一定已經(jīng)真實(shí)可靠查明，從而給帷幕灌漿的計(jì)量與質(zhì)量帶來(lái)顯然的隱患。造成這種技術(shù)隱患的一個(gè)重要因素是勘探工作不符合規(guī)范要求。對(duì)于中小型水利水電工程而言，其前期階段的工作常常未達(dá)到上述規(guī)定的相應(yīng)要求，尤其是對(duì)于病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，工程設(shè)計(jì)前投入勘測(cè)工作量少，未進(jìn)行鉆孔壓水試驗(yàn)，或壓水試驗(yàn)方法不符合規(guī)范要求，或試驗(yàn)計(jì)算成果錯(cuò)誤。

1.1 前期勘探的工作缺陷

2009 版《水利水電標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件》通用合同條款規(guī)定發(fā)包人義務(wù)之一是：應(yīng)按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求（合同技術(shù)條款）的約定，向承包人提供施工場(chǎng)地內(nèi)的工程地質(zhì)圖紙和報(bào)告，并保證資料的真實(shí)、準(zhǔn)確、完整。

《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB 50487-2008）強(qiáng)制性要求查明壩基水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地下水埋深，含水層或透水層和相對(duì)隔水層的巖性、厚度變化和空間分布，巖石土體滲透性。

某新建中型水庫(kù)大壩壩基帷幕灌漿工程，因初步設(shè)計(jì)階段未按照上述工程地質(zhì)勘探規(guī)范開展勘探工作，壩址未進(jìn)行相應(yīng)的壓水試驗(yàn)。為滿足推進(jìn)該水庫(kù)工程建設(shè)的整體進(jìn)度要求，在壩址水文地質(zhì)條件勘探不明、未進(jìn)行壓水試驗(yàn)的條件下，組織了招標(biāo)，招標(biāo)人將壩基壩肩巖體的滲透性交予投標(biāo)人自行猜測(cè)。施工單位經(jīng)委托符合資質(zhì)要求的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)灌漿先導(dǎo)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，結(jié)果表明壩肩及壩基巖體滲透系數(shù)在10～25 Lu 區(qū)間之內(nèi)，實(shí)際灌漿消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過投標(biāo)書編制階段想象的消耗量。這一事實(shí)證明，該工程關(guān)于壩基壩肩巖體的前期勘探工作存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。

1.2 工程前期勘探的缺陷實(shí)例

圖1 是某中型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程壩址地質(zhì)縱剖面圖，從圖中可見，在其地質(zhì)縱剖面上，已經(jīng)完成了7 個(gè)鉆孔勘探工作，水文地質(zhì)條件從上至下，被劃分為5 個(gè)區(qū)帶：對(duì)其上部覆蓋層，測(cè)定了為水平滲透系數(shù)Kh和垂直滲透系數(shù)Kv，其中，垂直滲透系數(shù)為4.75×10-5～7.78×10-6，水平滲透系數(shù)為5.02×10-5～8.22×10-6；對(duì)于壩下基巖，定性劃分為中等透水區(qū)和弱透水區(qū)2 個(gè)區(qū)帶，但尚未進(jìn)行壓水試驗(yàn)等水文地質(zhì)勘探工作，未定量確定基巖的透水性能。

圖1 某中型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程壩址地質(zhì)縱剖面圖

圖2 是圖1 所列工程壩址滲透剖面圖，因未提交壓水試驗(yàn)成果等必要備查資料，卻將圖1 中壩下基巖的中等透水區(qū)變更描述為強(qiáng)透水區(qū)，以致可以質(zhì)疑該滲透剖面圖繪制的真實(shí)性。

圖2 圖1 所列工程壩址滲透剖面圖

圖3 是該工程壩基帷幕灌漿展開圖，該圖所載說(shuō)明：帷幕灌漿要求灌至微透水層以下5.0 m，灌漿孔距3.0 m。由圖3 可見：①該設(shè)計(jì)對(duì)帷幕灌漿施工，既沒有提出壩基巖體原透水率大??；②未按工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求查明壩基水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地下水埋深，含水層或透水層和相對(duì)隔水層的巖性、厚度變化和空間分布，巖石土體滲透性；③未提出提出帷幕灌漿目標(biāo)值的數(shù)據(jù)要求；④提出“帷幕灌漿孔灌至微透水層下限線以下約5.0 m”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。顯然，該設(shè)計(jì)目標(biāo)是不可取的，也是不可實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)?，按照?qǐng)D1、圖2 的工程地質(zhì)特性描述，該工程壩基勘探深度以內(nèi)不存在微透水層。

上例中，顯而易見圖1 與圖2 對(duì)于壩基巖石透水性的定性描述，有矛盾之處，且地質(zhì)勘探并未揭示出壩基微透水層巖體，倘若按照?qǐng)D3 關(guān)于壩基帷幕灌漿孔深灌至微透水層下限線以下約5 m 的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行灌漿，則帷幕灌漿的計(jì)量將是無(wú)法估量，其工程投資必將損失嚴(yán)重。

2 現(xiàn)場(chǎng)前置灌漿工藝試驗(yàn)的計(jì)量管理核心

《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（SL 62-2014）要求一級(jí)和二級(jí)水工建筑物基巖帷幕灌漿，或其他認(rèn)為有必要的其他等級(jí)的水工建筑物基礎(chǔ)帷幕灌漿，應(yīng)在灌漿工程作業(yè)開展前，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)。

圖3 該工程壩基帷幕灌漿展開圖

2.1 現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)設(shè)置管理點(diǎn)的目的

項(xiàng)目法人針對(duì)帷幕灌漿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)置管理點(diǎn)目的在于以下兩個(gè)方面。

2.1.1 防止承包人抬高灌漿單價(jià)

預(yù)防承包人采取高估冒算的方式，故意抬高原位巖體的滲透系數(shù)，從而為整個(gè)帷幕灌漿工程結(jié)算打下與實(shí)際水文地質(zhì)條件不符的超高單價(jià)的伏筆。

湖南省某新建中型水庫(kù)重力壩，壩址河谷兩岸山勢(shì)不對(duì)稱，左壩肩山體雄厚；右壩肩山體單薄，蓄水后，可能形成庫(kù)水沿右岸山體巖體破碎帶、節(jié)理裂隙、巖層層面的滲漏。為防庫(kù)水滲漏，設(shè)計(jì)要求設(shè)置沿右岸山脊過壩軸線至左岸壩肩的完整帷幕。灌漿施工屬富有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)施工隊(duì)伍，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了灌漿試驗(yàn)。在兩個(gè)孔段（壓水試驗(yàn)孔段長(zhǎng)4～6 m）的灌漿試驗(yàn)過程中，施工單位聲稱巖體透水率大于50 Lu，灌漿吸漿量超過了300 t水泥。施工單位渲染收到了一定效果，發(fā)包人也誤認(rèn)為實(shí)際情況如此。

特邀專家到現(xiàn)場(chǎng)查看后，否決了施工單位的論斷，并一針見血地指出了該論斷的動(dòng)機(jī), 施工單位當(dāng)即承認(rèn)原現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可能不準(zhǔn)，全部予以重做。

2.1.2 及時(shí)糾正試驗(yàn)錯(cuò)誤

監(jiān)管承包人真正按照現(xiàn)水泥灌漿技術(shù)規(guī)范開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作，只有工作規(guī)范才能保證試驗(yàn)成果的真實(shí)性、準(zhǔn)確性。

針對(duì)上例新建中型水庫(kù)重力壩的現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)情況，項(xiàng)目主管部門特邀有關(guān)專家到工地開展專項(xiàng)咨詢。經(jīng)專家現(xiàn)場(chǎng)踏勘后，發(fā)現(xiàn)以下技術(shù)問題，責(zé)令施工單位現(xiàn)場(chǎng)立即整改：

1）由于漿液桶離壓水試驗(yàn)段高度達(dá)48～56 m，雖然未額外加壓漿液，但在勢(shì)能作用下，已經(jīng)不是設(shè)計(jì)的常水頭壓水試驗(yàn)，責(zé)成現(xiàn)場(chǎng)予以糾正。

2）鉆機(jī)施鉆工藝不符合規(guī)范要求，鉆機(jī)未反錨固定，鉆桿加壓過大，造成鉆桿旋轉(zhuǎn)超出規(guī)范要求的偏差。

3）試驗(yàn)栓塞變形失效，應(yīng)予現(xiàn)場(chǎng)更換。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)設(shè)置管理點(diǎn)的方法

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置管理點(diǎn)的方法，以發(fā)包人代表監(jiān)督、監(jiān)理旁站人、特邀工程地質(zhì)及水文地質(zhì)專家巡查三結(jié)合為宜。這種方法構(gòu)成管理點(diǎn)的三重設(shè)置，既充分發(fā)揮了發(fā)包人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管和監(jiān)理人的監(jiān)理職能，更重要的是有利于發(fā)揮專家在專業(yè)上的優(yōu)勢(shì)。

灌漿工程因其隱蔽性和專業(yè)性特點(diǎn)，發(fā)包人工程經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)不足，對(duì)灌漿工程的技術(shù)內(nèi)涵不清楚；對(duì)于中小型水利工程，尤其是維修加固工程，監(jiān)理人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)人員少，專業(yè)配置難差，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)的技術(shù)監(jiān)管要求，實(shí)際上，這些中小型或小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，監(jiān)理人派駐工地執(zhí)行監(jiān)理任務(wù)的監(jiān)理人員，其技術(shù)素質(zhì)難以滿足工程監(jiān)理需要，大多數(shù)監(jiān)理人員并未真正親歷過壓水試驗(yàn)或帷幕灌漿施工，因此，監(jiān)理人員對(duì)于灌漿試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)旁站即退化成現(xiàn)場(chǎng)擺設(shè)。

正因?yàn)檫@類情形的客觀存在，使特邀工程地質(zhì)及水文地質(zhì)專家巡查監(jiān)督確有必要，上述灌漿試驗(yàn)案例，已經(jīng)充分證明了這種必要。專家監(jiān)督的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)間，宜布置在試驗(yàn)方案審定、灌漿孔鉆機(jī)固定、鉆孔施鉆、洗孔、穩(wěn)定地下水測(cè)量、壓水試驗(yàn)方法（采用五階段三壓力壓水試驗(yàn)，還是單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)）、栓塞安裝、壓力中心點(diǎn)設(shè)置、灌漿系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)布置、漿液配置、施灌漿液變換、終灌觀察等技術(shù)環(huán)節(jié)，從而保證現(xiàn)試驗(yàn)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

2.3 灌漿實(shí)施中的計(jì)量管理點(diǎn)

相對(duì)于壩體灌漿而言，因無(wú)法直觀檢查，壩基帷幕灌漿工程具有顯著的隱蔽性特點(diǎn)。正因?yàn)槠潆[蔽性，容易誘發(fā)施工承包人虛假計(jì)量的行為。

壩基巖體的實(shí)際滲透系數(shù)和吸漿情況一經(jīng)灌漿試驗(yàn)真實(shí)確定，灌漿過程中的計(jì)量則尤為重要?，F(xiàn)行灌漿設(shè)備均配置了灌漿自動(dòng)記錄儀，且一般為簡(jiǎn)易記錄儀。客觀的使用情況是：發(fā)包人現(xiàn)場(chǎng)代表、灌漿施工人員、監(jiān)理旁站人，對(duì)于各類灌漿記錄儀的工作原理不知曉，對(duì)儀器如何率定不清楚。實(shí)際上，灌漿記錄儀屬于施工過程輔助記錄設(shè)備，不屬于工程質(zhì)量檢測(cè)單位檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備，因而不屬于經(jīng)技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督機(jī)關(guān)監(jiān)督管控設(shè)備。

鑒于上述情形，灌漿施工過程對(duì)于灌漿記錄儀在工作開始之前的檢查與率定，尤為重要。對(duì)灌漿記錄儀清零率定，應(yīng)按照生產(chǎn)廠家提供的使用說(shuō)明方法進(jìn)行。值得注意的是，帷幕灌漿施灌前，須現(xiàn)場(chǎng)完成參建各方認(rèn)定的清零率定，否則，灌漿工程不宜施灌。

3 灌漿工程的質(zhì)量技術(shù)管理點(diǎn)

3.1 認(rèn)真檢查帷幕灌漿地質(zhì)條件

本文前述工程前期勘探的缺陷實(shí)例，該水庫(kù)為中型水庫(kù)，總庫(kù)容2 095 萬(wàn)m3，大壩為3 級(jí)水工建筑物，大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高41.44 m。

《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB 50487-2008）附錄F 巖土體滲透性分級(jí)如表1。

表1 巖土體滲透性分級(jí)

該水庫(kù)大壩壩基帷幕灌漿設(shè)計(jì)灌漿孔深達(dá)到微透水層下限線約5.0 m 以下，從巖土體滲透性分級(jí)表可以看出，微透水層下限線即為極微透水層上限，這在原位巖體地質(zhì)條件中是難以實(shí)現(xiàn)的。

3.2 按照設(shè)計(jì)規(guī)范控制帷幕質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

上例水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，要求帷幕灌漿深入微透水層下限線以下，依上表可見，其透水率0.1≤q＜1 Lu。按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定帷幕灌漿的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按灌漿后的基巖的透水率控制，1 級(jí)、2 級(jí)大壩及高壩，其透水率控制在3～5 Lu，3 級(jí)及其以下大壩帷幕灌漿控制標(biāo)準(zhǔn)為5～10 Lu。

由此可見，上例水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿的設(shè)計(jì)要求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，是不可執(zhí)行的帷幕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，倘若執(zhí)行，必將極大浪費(fèi)工程投資。

3.3 帷幕灌漿工程質(zhì)量的檢測(cè)

壩基帷幕灌漿工程具有顯著的隱蔽性特點(diǎn)，以致對(duì)其施灌質(zhì)量檢查很棘手。歸納現(xiàn)行常規(guī)的檢查方法為：一是直接的鉆孔取芯肉眼觀察法，在帷幕軸線上布置鉆孔，抽取芯樣直接觀察漿液在巖體節(jié)理裂隙中的充填情況，若充填完整，表明灌漿施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。二是鉆孔壓水試驗(yàn)法，通過該試驗(yàn)測(cè)定經(jīng)過灌漿后，壩基巖體滲透系數(shù)，評(píng)價(jià)灌漿是否達(dá)到設(shè)計(jì)或工程建設(shè)強(qiáng)制性要求的Lu。三是鉆孔孔內(nèi)超聲波測(cè)試，這是一種間接的相對(duì)檢測(cè)，通過在鉆孔單孔孔內(nèi)超聲波測(cè)井，測(cè)定沿孔壁滑行的超聲波縱波速度，或在相鄰兩孔之間進(jìn)行超聲波穿透，測(cè)定兩孔之間壩基巖體的超神波縱波速度，根據(jù)速度值大小和變化特征，判斷巖體灌漿后的完整性。

無(wú)論采用何種方法進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢測(cè)，發(fā)包人或監(jiān)理人均應(yīng)該懂得其基本理論，否則難以監(jiān)管判斷各種檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的正確性。如果發(fā)包人或監(jiān)理人完全不具有這樣的知識(shí)儲(chǔ)備，就需要邀請(qǐng)相應(yīng)專業(yè)的專家設(shè)置灌漿檢測(cè)管理點(diǎn)，一旦采用的檢測(cè)方法確定，其管理點(diǎn)的管理內(nèi)容則是該類檢測(cè)方法的全過程監(jiān)管。

4 結(jié) 語(yǔ)

帷幕灌漿，尤其是壩基帷幕灌漿質(zhì)量具有極強(qiáng)的不可直接觀察性，正因?yàn)檫@種隱蔽性，導(dǎo)致了灌漿施工作業(yè)定價(jià)可能缺乏技術(shù)邊界約束，使其灌漿定價(jià)與真實(shí)施灌條件不符，同時(shí)，可能引起灌漿工程量計(jì)量不真實(shí)。為保證帷幕灌漿定價(jià)合理、計(jì)量真實(shí)，就需要對(duì)灌漿前的現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)、施灌過程、施工質(zhì)量檢測(cè)，設(shè)置其管理點(diǎn)，以此保證實(shí)現(xiàn)帷幕灌漿工程的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性。