錦屏二級水電站引水隧洞東端灌漿工程監(jiān)理

周華川

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都 611130)

1 概述

錦屏二級水電站四條引水隧洞具有洞線長、斷面大、埋深大的特點(diǎn)，所穿越地層工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，存在巖溶處理、巖爆防治、大流量巖溶涌水處理等重大技術(shù)難題和持續(xù)高強(qiáng)度施工組織管理難題。

引水隧洞灌漿主要包括回填灌漿、高壓固結(jié)灌漿以及處理巖溶的裸巖灌漿和處理涌水的堵水灌漿等。

引水隧洞東端的灌漿工程從2008年12月進(jìn)場開始堵水灌漿，至2014年9月橫通道封堵完成具備充水條件，前后歷時(shí)近6年。參建各方緊密合作，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，最終順利實(shí)現(xiàn)了工程的滲控指標(biāo)。筆者站在監(jiān)理的角度，全面總結(jié)了灌漿施工在組織管理及現(xiàn)場管控、技術(shù)問題處理、質(zhì)量檢查等方面所采取的有效措施，并提出了需要進(jìn)一步探討和研究的問題。

2 灌漿工程的組織管理

2．1 參建各方的機(jī)構(gòu)設(shè)置

錦屏二級水電站引水隧洞灌漿工程共有六方參建單位:業(yè)主、設(shè)計(jì)配置灌漿專業(yè)工程師;監(jiān)理單位成立了灌漿部;施工單位除在常規(guī)機(jī)構(gòu)設(shè)置外，還增設(shè)了內(nèi)部獨(dú)立的第三方檢測機(jī)構(gòu);專業(yè)物探檢測方由監(jiān)理單位管理;業(yè)主聘請的獨(dú)立第三方由業(yè)主灌漿專業(yè)工程師管理。

參建六方配置了灌漿專業(yè)管理人員，既保證了各方的相對獨(dú)立性，又保證了各方人員的專業(yè)性，同時(shí)還保證了各方在現(xiàn)場的緊密協(xié)作。

2．2 建立資源保障機(jī)制

(1)設(shè)備和人力資源保障。

充足且配套的設(shè)備資源、充足且經(jīng)驗(yàn)豐富的施工及技術(shù)管理人員、灌漿供材及時(shí)是長大引水隧洞灌漿施工得以順利進(jìn)行的前提條件。

引水隧洞固結(jié)灌漿主力鉆機(jī)為多臂鉆、履帶式液壓潛孔鉆，和其他鉆機(jī)相比具有高效、靈活和維護(hù)方便的明顯優(yōu)勢，其造孔精度主要通過技術(shù)和管理措施進(jìn)行控制。

面對復(fù)雜的工程環(huán)境和高強(qiáng)度灌漿施工要求，在鉆灌一體臺車的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷摸索和調(diào)整，形成了高集成灌漿臺車、拆裝方便的簡易臺車和地面灌漿站配合登高車共同使用的綜合灌漿平臺體系。實(shí)現(xiàn)了資源動態(tài)調(diào)整，滿足了高強(qiáng)度、高質(zhì)量的灌漿要求。

(2)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的保障。

灌漿輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括物資管理、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、供水供電、排污、清渣、臺車裝拆等。這些系統(tǒng)的有力保障對施工進(jìn)度和施工質(zhì)量的影響至關(guān)重要，需要建立一支以制度化、程序化的工作方式、具備快速反應(yīng)能力的隊(duì)伍來確保系統(tǒng)的保障。

2．3 確定固結(jié)灌漿的方法及灌漿工序質(zhì)量控制紅線

固結(jié)灌漿主要采用循環(huán)灌漿(大循環(huán)):圍巖破碎時(shí)自淺而深、淺孔自深而淺、深孔綜合灌漿的分段方式分段灌漿;灌漿分序主要采用環(huán)內(nèi)分序，各種方法的選用均經(jīng)過現(xiàn)場生產(chǎn)試驗(yàn)驗(yàn)證，施工質(zhì)量經(jīng)多種方法檢驗(yàn)合格，隧洞經(jīng)充水試驗(yàn)檢驗(yàn)得知，施工質(zhì)量優(yōu)良。

固結(jié)灌漿從單元準(zhǔn)灌證開始至最終驗(yàn)收合格，共包括二十余個(gè)大工序，100多個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)。鑒于本工程灌漿施工強(qiáng)度高、點(diǎn)多面廣、作業(yè)機(jī)組的水平存在差異，為了確保所有灌漿作業(yè)都處于完全受控狀態(tài)，監(jiān)理工程師采取了宏觀控制和關(guān)鍵點(diǎn)紅線原則，具體包括:

(1)創(chuàng)造良好的軟、硬件環(huán)境。監(jiān)督施工單位的制度建設(shè)和制度運(yùn)行、消除系統(tǒng)性缺陷、建立配套的輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。

(2)堅(jiān)決杜絕灌漿過程及灌漿記錄的弄虛作假行為。

(3)對有明確標(biāo)準(zhǔn)的、極易造成質(zhì)量隱患的工序和質(zhì)量控制點(diǎn)，一律劃為關(guān)鍵工序。

(4)對于無明確標(biāo)準(zhǔn)、不易造成質(zhì)量不合格的工序和質(zhì)量控制點(diǎn)，列為日常巡視檢查項(xiàng)目，并確定其最低實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

2．4 建立灌漿管理的有效機(jī)制

2．4．1 建立質(zhì)量處罰制度

(1)灌漿施工過程中的習(xí)慣性違規(guī)已成為一種常態(tài)，所涉及到的深層原因多種多樣且十分復(fù)雜。因此，由業(yè)主牽頭制定整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量處罰制度十分必要。

(2)業(yè)主統(tǒng)一制定的《錦屏水電工程施工質(zhì)量處罰實(shí)施細(xì)則》內(nèi)容涵蓋了施工單位和監(jiān)理單位，從質(zhì)量管理體系、現(xiàn)場考核、相關(guān)人員行為、主要工序施工違規(guī)等方面細(xì)化了其處罰措施和額度。

(3)監(jiān)理工程師在實(shí)施細(xì)則的基礎(chǔ)上，制定了各工序質(zhì)量處罰制度并經(jīng)業(yè)主同意后實(shí)施。這些質(zhì)量處罰制度有利于理清施工中的問題、降低監(jiān)理難度、和諧監(jiān)理和施工的關(guān)系、震懾施工方的僥幸，為確保最終灌漿效果發(fā)揮了重要作用。

2．4．2 建立現(xiàn)場問題及時(shí)處理和協(xié)調(diào)機(jī)制

錦屏二級水電站灌漿由業(yè)主、設(shè)計(jì)灌漿專業(yè)工程師、監(jiān)理和施工單位主要領(lǐng)導(dǎo)組成的灌漿管理工作組管理。具體工作包括:及時(shí)就灌漿問題和管理問題進(jìn)行溝通;對發(fā)現(xiàn)的灌漿異常情況需進(jìn)行方案或設(shè)計(jì)變更的及時(shí)進(jìn)行協(xié)商并討論初步方案，達(dá)成一致意見后形成書面正式文件，或提交更高層面的專題會、咨詢會確定。

工作組的現(xiàn)場問題及時(shí)處理機(jī)制對及時(shí)發(fā)現(xiàn)日常灌漿工作中的問題和改進(jìn)管理、及時(shí)快速處理灌漿施工過程中的異常情況、超前預(yù)見重大灌漿問題并制定處理方案十分必要。

同時(shí)，根據(jù)協(xié)調(diào)事務(wù)的重要性及難易程度，建立作業(yè)層協(xié)調(diào)、現(xiàn)場管理層協(xié)調(diào)、施工單位碰頭會協(xié)調(diào)、監(jiān)理協(xié)調(diào)會協(xié)調(diào)、業(yè)主協(xié)調(diào)專題會協(xié)調(diào)等方式的現(xiàn)場協(xié)調(diào)機(jī)制。

2．4．3 建立灌漿培訓(xùn)動態(tài)管理和考核機(jī)制

灌漿施工及管理的培訓(xùn)工作貫穿于施工過程始終，涵蓋機(jī)長、作業(yè)隊(duì)長、技術(shù)員、質(zhì)檢員、片區(qū)生產(chǎn)及質(zhì)量負(fù)責(zé)人等現(xiàn)場主要施工及管理人員。分為進(jìn)場培訓(xùn)、專項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn)和工序質(zhì)量控制糾偏培訓(xùn)。

(1)進(jìn)場培訓(xùn):由于錦屏二級水電站灌漿規(guī)模大，作業(yè)隊(duì)來源及構(gòu)成復(fù)雜，對灌漿施工的認(rèn)識不一，各作業(yè)隊(duì)內(nèi)部管理方法各異，進(jìn)場培訓(xùn)的目的在于統(tǒng)一和強(qiáng)化質(zhì)量意思、熟悉設(shè)計(jì)要求、熟悉監(jiān)理工作方式、掌握各工序施工技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及資料形成和傳遞流程、契合各職能管理部門工作流程等。培訓(xùn)由施工單位編制培訓(xùn)大綱并組織實(shí)施，在施工過程中不斷完善。

(2)專項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn):主要對于不能提前預(yù)料到且總會發(fā)生的普遍性問題進(jìn)行培訓(xùn)。比較典型的有:鉆爆法開挖強(qiáng)松弛區(qū)控制灌漿、富水洞段防止混凝土抬動破壞、灌漿孔涌水處理、橫通道堵頭灌漿等。專項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn)是在技術(shù)交底基礎(chǔ)上的深度擴(kuò)展。

(3)工序質(zhì)量控制糾偏培訓(xùn):主要是對灌漿施工關(guān)鍵工序易發(fā)習(xí)慣性違規(guī)的糾偏，更有甚者，一個(gè)部位發(fā)生，其他部位照樣發(fā)生。監(jiān)理人員除按規(guī)定進(jìn)行處罰外，還需及時(shí)召集相關(guān)技術(shù)管理人員和施工人員進(jìn)行通報(bào)、學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)工序質(zhì)量要求、闡明違規(guī)的可能后果、所要承擔(dān)的責(zé)任等，最終起到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、達(dá)到警示和提高質(zhì)量意識的作用。

(4)不合格機(jī)組的清退:對于質(zhì)量意識淡薄、不服從監(jiān)理人員管理的灌漿機(jī)組，在多次整改無實(shí)質(zhì)性提高、其繼續(xù)施工必定會出現(xiàn)對工程質(zhì)量、進(jìn)度等帶來重大不利的情況，監(jiān)理應(yīng)與施工單位業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)充分溝通并達(dá)成共識的情況下果斷對其予以清退。

(5)施工質(zhì)檢員的考核:。

準(zhǔn)入:監(jiān)理對施工質(zhì)檢人員的學(xué)歷、從業(yè)經(jīng)歷進(jìn)行審核，再經(jīng)培訓(xùn)考試，對合格者由監(jiān)理發(fā)布書面批準(zhǔn)其從事本項(xiàng)目質(zhì)檢員工作資格。

準(zhǔn)出:一般由現(xiàn)場監(jiān)理人員根據(jù)當(dāng)月該質(zhì)檢員在工作中責(zé)任心、綜合業(yè)務(wù)能力、質(zhì)量問題出現(xiàn)次數(shù)、對監(jiān)理指令的執(zhí)行力度等進(jìn)行綜合判斷，月末由施工單位申報(bào)，監(jiān)理審核確定其是否具備繼續(xù)從事質(zhì)檢員工作的資格?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)質(zhì)檢員嚴(yán)重失職造成返工處理、多次不執(zhí)行監(jiān)理指令、職業(yè)道德問題等情況，監(jiān)理直接終止其質(zhì)檢員資格。

2．4．4 嚴(yán)禁切塊分包

業(yè)內(nèi)灌漿施工工程切塊分包的現(xiàn)象比較常見，本工程灌漿嚴(yán)禁切塊分包，以利于不同作業(yè)隊(duì)的管理標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、資源調(diào)配快捷，同時(shí)可以打消作業(yè)隊(duì)通過弄虛作假不當(dāng)獲利的念頭，最終確保灌漿質(zhì)量。

2．4．5 加強(qiáng)職業(yè)道德建設(shè)

參與灌漿工作的各方均存在職業(yè)道德建設(shè)問題，這也是一直難以解決的問題。為此，專門制定了以下幾點(diǎn)要求:

(1)制定詳細(xì)而嚴(yán)格的職業(yè)道德管理制度。

(2)監(jiān)理灌漿主管人員必須挑選業(yè)務(wù)專業(yè)能力強(qiáng)、道德品質(zhì)過硬、性格強(qiáng)硬、管理能力優(yōu)秀的人員擔(dān)任，要配備足夠的業(yè)務(wù)骨干人員，使灌漿管理機(jī)構(gòu)形成有正氣、業(yè)務(wù)精準(zhǔn)、管理高效的團(tuán)隊(duì)。

(3)在計(jì)量方式和計(jì)量管理上，要盡量控制人為可變因素，從源頭上減少或消除施工單位可通過非法手段獲利的機(jī)會和主觀意愿;監(jiān)理灌漿各管理層的授權(quán)應(yīng)慎重和適度。

3 重大技術(shù)問題研究

3．1 重視回填灌漿

在引水隧洞灌漿工程中，因種種原因，回填灌漿的質(zhì)量容易被忽視。筆者認(rèn)為:對于回填灌漿的質(zhì)量應(yīng)給予更高的關(guān)注，尤其在以下方面:嚴(yán)重超挖導(dǎo)致混凝土襯砌澆筑不飽滿形成脫空時(shí)回填灌漿的分次回填質(zhì)量控制;鋼拱架未緊貼巖壁安裝導(dǎo)致的與基巖的嚴(yán)重脫空，回填灌漿穿透支護(hù)面的工藝質(zhì)量控制;混凝土襯砌存在低強(qiáng)、貫穿裂縫、厚度不足等嚴(yán)重缺陷時(shí)的回填灌漿工藝控制;隧洞開挖巖面平整度差導(dǎo)致襯砌混凝土與巖面間連續(xù)性脫空，灌后的探測和補(bǔ)強(qiáng);回填灌漿孔深控制、脫空檢查、排氣孔的設(shè)置等常規(guī)施工工序質(zhì)量的嚴(yán)格監(jiān)控等。

3．2 巖溶處理

隧洞穿越碳酸巖地層時(shí)，隧洞沿線發(fā)育巖溶為常見現(xiàn)象。施工過程中若未查明或處置不當(dāng)易造成安全質(zhì)量事故，應(yīng)引起足夠的重視。

當(dāng)隧洞穿越易形成溶蝕的地層，出現(xiàn)洞壁裂隙或鉆孔明顯出風(fēng)、吸風(fēng);裂隙張開、寬度較大、無充填或少充填物、裂隙面可見溶蝕痕跡;隧洞淺埋、側(cè)向埋深小，多處洞壁巖面發(fā)現(xiàn)小型溶蝕特征;隧洞深埋段發(fā)育有斷層破碎帶、涌水、洞壁可見溶蝕痕跡等現(xiàn)象時(shí)，均應(yīng)引起高度重視，采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充勘探措施查明是否有溶洞及其發(fā)育情況。

補(bǔ)充勘探可與裸巖灌漿相結(jié)合，具體方法為:鉆孔探測、孔內(nèi)電視、地質(zhì)CT、探洞等。巖溶發(fā)育情況探明后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求采取:開挖回填、灌注高流態(tài)混凝土或砂漿、堵水灌漿、裸巖灌漿等方式處理，確保設(shè)計(jì)確定的防滲圈和結(jié)構(gòu)受力圈內(nèi)巖溶得以充填并滿足設(shè)計(jì)要求。

3．3 地下滲涌水的處理

長大引水隧洞穿越復(fù)雜地層時(shí)，地下滲涌水處理的重要性日漸突出。其處理往往占用工期長、施工難度大、投資費(fèi)用高，且易發(fā)生難以達(dá)到預(yù)期處治效果而潛藏安全隱患的問題。其結(jié)果一般應(yīng)滿足三個(gè)方面的要求:為后續(xù)施工創(chuàng)造安全、良好的作業(yè)條件;滿足隧洞長期運(yùn)行的結(jié)構(gòu)安全;滿足隧洞滲控要求。對此，參建各方應(yīng)予以高度重視。

地下滲涌水揭露后，需要對其進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和分析，必要時(shí)進(jìn)行探孔、巖石CT、洞探等補(bǔ)充勘探，充分掌握地下水發(fā)育類型、規(guī)模及與隧洞的空間關(guān)系，以便進(jìn)行處治方案決策。其處治應(yīng)遵循“先治后襯”、“先探后治”、“綜合治理”、“以堵為主”、“化難為易”等基本原則，綜合運(yùn)用引、排、截、堵等多種手段，充分利用堵水專用新材料及與之適配的工藝方法，分區(qū)域、分步驟逐步實(shí)施完成。

3．4 高外水壓力條件下對襯砌結(jié)構(gòu)的保護(hù)

在高外水壓力條件下，外水滲透至混凝土與基巖結(jié)合部位時(shí)，若該結(jié)合面未完全充填密實(shí)易形成面荷載，遇混凝土缺陷承載力不足時(shí)易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，有效手段為設(shè)置系統(tǒng)排水減壓孔，其關(guān)鍵參數(shù)為入巖孔深。根據(jù)錦屏二級水電站四條引水隧洞設(shè)置系統(tǒng)排水孔的效果看，僅在1#隧洞引(1)15+200附近發(fā)生了外水壓力致混凝土開裂的情況，分析其原因?yàn)榕潘疁p壓孔10cm的入巖深度不足，未能穿透多層巖石結(jié)構(gòu)面起到排水減壓效果，重新布孔后將入巖深度調(diào)整為60cm。

3．5 高地應(yīng)力及圍巖松動區(qū)固結(jié)灌漿措施

在高地應(yīng)力區(qū)，隧洞開挖后地應(yīng)力調(diào)整易形成洞壁圍巖松散、坍塌，而在混凝土襯砌前，因噴錨層的存在難以對松散的巖體進(jìn)行徹底清除。物探檢測結(jié)果表明:錦屏二級水電站應(yīng)力松弛區(qū)深度普遍在1．8～2．5m之間，局部可達(dá)3m。

在固結(jié)灌漿時(shí)，容易發(fā)生漿液沿噴射混凝土層與圍巖松弛后的張開的結(jié)合面及松散巖塊裂隙之間竄漿，從而導(dǎo)致混凝土襯砌結(jié)構(gòu)承受面荷載引發(fā)抬動變形破壞。對此，錦屏二級水電站引水隧洞采取了有針對性的控制措施，即在固結(jié)灌漿開始前，灌漿單元內(nèi)每倉混凝土內(nèi)布設(shè)兩排2m深淺孔，采取低壓力、低流量先對張開的裂隙及通道進(jìn)行充填，效果明顯。

4 灌漿質(zhì)量檢查方式研究

錦屏二級水電站灌漿質(zhì)量檢查?；靥罟酀{質(zhì)量采用壓漿法和雷達(dá)掃描兩種方法檢查，固結(jié)灌漿以壓水試驗(yàn)和聲波檢測檢查為主、鉆孔取芯和孔內(nèi)電視檢查為輔的方式進(jìn)行綜合評價(jià)。

由于固結(jié)灌漿是采用系統(tǒng)的方法處理局部的隱藏圍巖缺陷，因此，既使每個(gè)灌漿工序都嚴(yán)格按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求施工，仍難以避免局部缺陷未得到有效處理。而壓水和聲波檢查是按灌漿孔數(shù)的一定比例抽樣檢查，樣本檢查結(jié)果對實(shí)際灌漿效果的評判不可避免地會存在偏差。因此，要使檢查結(jié)果代表性更強(qiáng)，需要更高的樣本比例。考慮到這些因素，同時(shí)考慮抽樣檢查結(jié)果的真實(shí)性，錦屏二級水電站通過多個(gè)層次檢查來解決檢查結(jié)果的代表性和真實(shí)性問題，其中壓水檢查包括:機(jī)組自檢、承包人內(nèi)部第三方獨(dú)立檢查、監(jiān)理檢查、外部第三方獨(dú)立檢查;聲波檢測為外部第三方獨(dú)立檢查;巖芯取芯檢查包括承包人和外部第三方取芯檢查。

承包人內(nèi)部第三方獨(dú)立檢查為錦屏二級水電站獨(dú)有的檢查方式，其作用在于:由獨(dú)立于承包人項(xiàng)目部的第三方檢查更能保證承包人自檢結(jié)果的真實(shí)性;承包人內(nèi)部第三方獨(dú)立檢查可以不占用灌漿機(jī)組人員，可以在灌漿過程中即介入質(zhì)量檢查，提早督促灌漿機(jī)組對不合格單元進(jìn)行補(bǔ)灌，從而避免了在后期集中檢查發(fā)現(xiàn)不合格而受充水節(jié)點(diǎn)目標(biāo)所限導(dǎo)致的處理不徹底。

5 結(jié)語

錦屏二級水電站引水隧洞東端灌漿工程通過參建各方共同努力和運(yùn)用成功的管理模式，確保了四條引水隧洞滲控指標(biāo)滿足要求，且提前計(jì)劃節(jié)點(diǎn)目標(biāo)成功充水。當(dāng)然，在灌漿過程中所反復(fù)探討的一些觀點(diǎn)和看法，需要在今后的工作實(shí)際中加以進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。

(1)繼續(xù)推動固結(jié)灌漿采用按灌漿延米計(jì)價(jià)以克服當(dāng)前主要按灌入量噸位計(jì)價(jià)的弊端;繼續(xù)研究采用按灌漿延米計(jì)價(jià)將會帶來的新問題。

(2)繼續(xù)研究隧洞固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查采用聲波檢測的局限性及其經(jīng)濟(jì)性。

(3)采用多臂鉆進(jìn)行隧洞大規(guī)模固結(jié)灌漿鉆孔的優(yōu)勢明顯，但仍需繼續(xù)進(jìn)行提高其鉆孔控制精度的研究。

(4)隧洞固結(jié)灌漿的抬動變形觀測采用常規(guī)觀測方式，受隧洞作業(yè)條件的影響其效果不佳，需進(jìn)行采用電子儀器自動觀測及報(bào)警的研究。

(5)隧洞固結(jié)灌漿較大壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿和帷幕灌漿其作用和機(jī)理存在較大的差異，現(xiàn)有規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定對隧洞固結(jié)灌漿而言并非最佳，如開灌比、分序、限量等的有關(guān)規(guī)定，建議在深入研究的基礎(chǔ)上予以適當(dāng)修訂。