張峰水庫帷幕灌漿施工方法綜述

韓文才

（山西省張峰水庫建設(shè)管理局，山西 太原 030002）

1 工程概況

張峰水庫位于晉城市沁水縣張峰村沁河干流上，總庫容3.94億m3，是以城市生活和工業(yè)供水、農(nóng)村人畜飲水為主，兼顧防洪、發(fā)電等綜合利用的大（二）型水庫。樞紐工程主要建筑物有攔河壩、導(dǎo)流泄洪洞、溢洪道、供水發(fā)電洞、渠首電站及渠首輸水泵站。

大壩防滲左岸帷幕灌漿工程起點(diǎn)為大壩左岸塑性混凝土防滲墻終點(diǎn)（幕0－181.5），終點(diǎn)為溢洪道帷幕灌漿起點(diǎn)（溢幕0＋000），總長556 m，樁號(hào)為左幕0＋000—左幕 0＋556。在樁號(hào)左幕 0＋276.5—左幕 0＋288.5段穿過導(dǎo)流泄洪洞。大壩左岸帷幕灌漿工程為單排帷幕布置，孔間距2.0 m，灌漿孔278個(gè)，深度56.2～102.9 m，平均孔深88.2 m。灌漿孔分為灌漿段和非灌漿段，灌漿起灌高程超出大壩正常水位2 m，灌漿起灌高程761 m。

大壩防滲左岸帷幕灌漿工程位于左岸單薄山梁的西南端臨近水庫水面?zhèn)?。大部分地段覆蓋第四系中更新統(tǒng)（Q2pl）淡紅色低液限黏土及鈣質(zhì)結(jié)核層，厚度0.5～18.5 m，局部基巖裸露；涉及的基巖層為三疊系下統(tǒng)劉家溝組T11-2—T11-7巖組，巖性以細(xì)粒長石砂巖、礫巖、粉砂巖為主，巖性堅(jiān)硬，呈互層狀分布，屬于薄層—中厚層狀，巖層傾向下游，傾角5°～7°，強(qiáng)風(fēng)化層厚度 1～3 m。

巖土體滲透性沿垂直方向分為三個(gè)帶：上部淡紅色低液限黏土夾鈣質(zhì)結(jié)核層，厚0.5～18.5 m，土層垂直滲透系數(shù)平均值3.75×10-5cm/s，水平滲透系數(shù)平均值1.67×10-5cm/s，屬微透水帶；高程 685～720 m 以上到基巖面，巖體透水率6.6～100 Lu以上，屬極強(qiáng)透水帶，厚50～83 m；底高程685～735 m以下，巖體透水率小于10 Lu，屬弱透水帶。防滲帷幕灌漿深入巖體透水率5 Lu附近，帷幕下限高程約680～705 m。

2 帷幕灌漿計(jì)量方法選定

帷幕灌漿目前主要有以進(jìn)尺延米（m）為單位和鉆孔與水泥注入量（t）法分別計(jì)量的兩種計(jì)量結(jié)算方式。

進(jìn)尺延米為單位計(jì)量法是以灌漿孔的長度延長米為計(jì)量結(jié)算單位。該方法測量計(jì)算簡單直觀，便于施工管理，實(shí)際工程量與設(shè)計(jì)工程量的差距一般可控制在較小的變動(dòng)范圍內(nèi)，對(duì)合同價(jià)格影響較小，不易產(chǎn)生異議；但單價(jià)由水泥灌入用量確定，由于地質(zhì)復(fù)雜性和采用灌漿參數(shù)的不同，實(shí)際注入量與測算的水泥注入量可能存在較大差距，使建設(shè)管理方對(duì)灌漿質(zhì)量承擔(dān)較大的風(fēng)險(xiǎn)，也使承包方承擔(dān)工程費(fèi)用不確定的風(fēng)險(xiǎn)。

為確保張峰水庫左岸帷幕灌漿質(zhì)量，采用鉆孔與水泥注入量分別計(jì)量的方式進(jìn)行計(jì)量結(jié)算。承包商投入的材料、工時(shí)消耗，多灌多計(jì)費(fèi)、少灌少計(jì)費(fèi)，大大降低了建設(shè)管理方與承包方的風(fēng)險(xiǎn)。

3 鉆孔與注入量法施工控制關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 水泥注入量

大壩防滲左岸帷幕灌漿工程采用鉆孔與水泥注入量分別計(jì)量法，使水泥用量在一定的合理范圍內(nèi)，張峰公司組織專家進(jìn)行咨詢，根據(jù)帷幕灌漿段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，參照其他防滲帷幕灌漿工程的平均透水率、平均單位水泥注入量以及灌漿經(jīng)驗(yàn)，確定左岸帷幕灌漿段水泥耗用量為150 kg/m。

3.2 合同約定

張峰水庫大壩防滲左岸帷幕灌漿工程在合同簽定時(shí)作了如下約定：一是帷幕灌漿的計(jì)量按監(jiān)理工程師確認(rèn)的水泥用量計(jì)量，為《工程量清單》中每噸單價(jià)包含水泥、摻和料、外加劑等材料的采購、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和保管的全部費(fèi)用，以及為實(shí)施全部灌漿作業(yè)所需的人工、材料、使用設(shè)備和輔助設(shè)施及各種試驗(yàn)、觀測和質(zhì)量檢查驗(yàn)收等所需的一切費(fèi)用。二是灌漿過程中正常產(chǎn)生的漿液損耗應(yīng)包含在相應(yīng)的灌漿作業(yè)單價(jià)中。三是灌漿用水包括鉆孔、灌漿、沖洗、壓水試驗(yàn)等，用水不單獨(dú)計(jì)量支付，其費(fèi)用均包含在相應(yīng)的灌漿項(xiàng)目中。四是當(dāng)帷幕灌漿項(xiàng)目（單項(xiàng)）工程量超過合同工程量15%時(shí)，超出部分將按實(shí)際消耗的人工、材料、機(jī)械進(jìn)行計(jì)量，并計(jì)入合理的利潤和稅金進(jìn)行結(jié)算；當(dāng)實(shí)際單位平均注入水泥量超過合同約定單位注入水泥量的±20%時(shí)，按帷幕灌漿單價(jià)（100 kg/m，200 kg/m，300 kg/m，400 kg/m，500 kg/m）內(nèi)插法計(jì)算的單價(jià)進(jìn)行結(jié)算。

在報(bào)價(jià)中根據(jù)上述合同約定，既保證了承包方的利益，又未突破工程概算，同時(shí)保證了工程質(zhì)量。

3.3 施工過程措施控制

大壩防滲左岸帷幕灌漿工程施工前，承包商編制了詳細(xì)的施工方案，并上報(bào)監(jiān)理工程師審批，嚴(yán)格按照監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的施工方案進(jìn)行施工，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制，保證工程質(zhì)量；現(xiàn)場要求有5年以上灌漿管理經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理工程師24 h旁站監(jiān)理，對(duì)鉆孔、灌漿全過程平行跟蹤監(jiān)督、檢查，同時(shí)監(jiān)理工程師嚴(yán)把水泥進(jìn)出場的質(zhì)量和數(shù)量，對(duì)施工期間在灌漿作業(yè)面的工作人員、材料、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；業(yè)主現(xiàn)場管理人員不定期組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、承包商聯(lián)合對(duì)鉆孔、灌漿進(jìn)行現(xiàn)場檢查，重點(diǎn)檢查孔深、孔斜、漿液密度、灌漿壓力、自動(dòng)記錄儀等項(xiàng)目。

在灌漿施工過程中，當(dāng)水泥耗用量超過150 kg/m時(shí)，在保證灌漿質(zhì)量的前提下，采用控制灌漿壓力、限制水泥注入流量、間歇、待凝、注入水玻璃等措施，防止大量跑漿，導(dǎo)致水泥漿液浪費(fèi)。

張峰水庫工程實(shí)行業(yè)主負(fù)責(zé)、設(shè)計(jì)支持、監(jiān)理控制、施工保證、政府監(jiān)督相結(jié)合的質(zhì)量管理體系。左岸帷幕灌漿屬隱蔽工程，灌漿質(zhì)量不能直觀反應(yīng)，只能通過檢查孔壓水試驗(yàn)和鉆孔取芯來檢查判斷。張峰水庫左岸帷幕灌漿設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)透水率不大于5 Lu，在施工過程中嚴(yán)格控制，經(jīng)現(xiàn)場聯(lián)合“四方”檢查，檢查孔一次合格率100%。

4 效益分析

張峰水庫大壩防滲左岸帷幕灌漿工程共完成檢查孔28個(gè)、壓水試驗(yàn)397段。檢查孔透水率頻率分布見表1。

表1 檢查孔透水率頻率分布表

根據(jù)表1可知，檢查孔各段次透水率均滿足小于5 Lu的設(shè)計(jì)要求，且71%的孔段透水率小于3 Lu；各檢查孔灌漿的平均注入量僅11.34 kg/m，表明巖體裂隙已灌注密實(shí)；巖芯采取率高，各檢查孔巖芯中均發(fā)現(xiàn)多處水泥結(jié)石體，巖石裂隙充填飽滿、強(qiáng)度高、同巖體膠結(jié)致密，充分說明帷幕灌漿效果良好，顯著增強(qiáng)了巖體的防滲性能和完整性。

張峰水庫大壩防滲左岸帷幕灌漿工程合同總金額為14 532 198.00元，最終累計(jì)完成合同金額15 510 148.16元，占合同總額的106.7%。帷幕灌漿實(shí)際平均單位水泥注入量221 kg/m，較合同單位注入量增加了71 kg/m。實(shí)際灌漿量為4 308 t，較合同工程量增加1 325 t。根據(jù)合同約定對(duì)灌漿水泥注入量單價(jià)調(diào)整，對(duì)應(yīng)項(xiàng)目投資增加1 314 966元，占合同總金額的9%。

5 結(jié)語

張峰水庫大壩防滲左岸帷幕灌漿工程采用鉆孔與水泥注入量法進(jìn)行計(jì)量施工結(jié)算，建設(shè)方既保證了灌漿質(zhì)量，又把投資控制在預(yù)期范圍內(nèi)；承包方既降低了灌漿風(fēng)險(xiǎn)，又達(dá)到了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益；監(jiān)理方根據(jù)合同約定，更加準(zhǔn)確控制了灌漿工程的質(zhì)量和投資。因此，張峰水庫左岸帷幕灌漿工程采用鉆孔與水泥注入量法進(jìn)行計(jì)量結(jié)算施工管理是可行的，該計(jì)量結(jié)算方法可為類似工程提供參考。