浅析原始地面膏浆灌注临建及施工的经营成本

袁争争，刘半柱，姜小慧

（中国水电基础局有限公司，天津 301700）

1 施工情况简述

油车水库左岸防渗工程地处岩溶高度发育地区，最大溶洞垂直高度达27．8m，溶洞裂隙最大串通长度达140m，地层复杂国内同类工程罕见，知名资深专家孙钊称“油车水库左岸帷幕为国内最难做的帷幕之一”。除个别大溶洞段外，均为孔距2．0m的单位排孔（每12个孔一个单元），轴线共2394m。存在战线长、地面高低起伏大、地层复杂等特点，经过近一年的生产性试验及国内知名专家多次现场论证，最终确定的施工工艺为：水泥膨润土膏浆堵漏＋纯水泥浆液成幕的施工工艺，新增了水泥膨润土膏浆灌注量大（最终灌注量约63000t）、工期紧及施工工程同时间内需求浆液量大等情况，造成了浆水供应、机械及人员配置、主材料管理等方面自身的特点。

2 浆水系统

在合理的设备、人员及管路材料配置的情况下，避免因浆水供应造成施工机械停等是浆水系统设计建设的核心目的。为达到这一目的，必须科学的选择浆站位置、供浆方式及设计供浆能力、浆液控制等技术方案。

2．1 水泥浆站位置的科学选择

在场地高低起伏不平的轴线上施工，浆站位置的科学合理选择至关重要，直接关系到施工过程中供浆的设备及人工成本，其原则应遵循如下：

（1）处于该浆站供浆轴线范围内的中间部位。便于在灌浆班组与制浆站电话不通情况下的沟通，避免不必要的工作误会和浆液浪费，从而提高工作效率和节约施工成本。

（2）处于该浆站供浆轴线范围内地面基本最高的部位。此项是浆站选择的基本原则，它既可以减小送浆机械的工作的实际负荷，也可以避免从低处往高处送浆，降低因地势造成水泥沉淀堵管的可能性，从而降低送浆成本。

（3）尽量处于大车进场方便的部位。以利于浆站材料及设备的进出场。尽量避免通过修筑临时进场道路解决水泥等原材料进场问题，同时也较少与当地居民的摩擦而引起的阻工的设备及人员窝工、停等。

2．2 供水系统

本工程采用集中供水方式，在水源内设三台22k W的潜水泵将清水抽到施工现场的存水池内，再用潜水泵自水池抽至水箱，用离心泵自水箱直接取水到在施工现场设置的集中供水管路，管道上设置阀门，利用软管供到各机组和制浆站使用。由于轴线长，钻机密集等因素，导致供水存在诸多问题。

（1）水压问题：由于采用直接将水管焊接在供水管路上，在用水时间集中的情况下，导致离供水点最远的机组出现因水压不足而不能正常返渣钻孔的情况。解决办法，在管路中设增压泵，在机组用水量集中的情况下开增压泵，但要避免在水压满足施工的情况情况下开增压泵，以免造成不必要的浪费。

（2）浪费问题：由于战线长，机组多，难以避免有个别机组在不用水的情况下不关水龙头，造成水资源浪费。应在施工过程中勤检测、严管理、重奖罚来降低出现频率，争取杜绝出现在不用水的情况下不关水管，在避免浪费的同时减轻排污成本费用。

2．3 供浆管路的选择

采用何种方式供浆，是大规模灌浆工程施工的一个难题，本工程采用了储浆池内循环和整管路循环两种供浆方法。

（1）储浆池内循环：制好的原浆储存在容量约4．0m3的储浆池内循环，然后分别用2台送浆泵（200／40泵或3PN 泵）通过1．5″的镀锌钢管，将水泥浆液送往各个机组的双层筒搅拌槽内（2个注浆泵1根镀锌送浆管）。其优点是单个机组灌浆时管路占浆小，也避免了灌浆时间集中的情况下离制浆站远机组无浆的情况。缺点：由于管路细、排量小，造成距离远的情况下到机组搅拌槽的浆液因无压而流量小，不能满足灌浆需求的情况。解决办法，更换送浆设备，增大送浆压力。

（2）整管路循环（3″铁皮管）：各个灌浆机组的浆管直接焊接在循环管路上，一般都焊接在回浆管上。由于循环管路的一般比较粗，且管路长，适合钻机多，且每次灌浆时间集中的情况下，否则，管路占浆量占灌浆注入孔内的量比例高，造成水泥浪费严重。

采用何种管路供浆，要根据现场实际情况而定，每一种方法都有各自的优缺点，总的原则是在不影响施工的情况下，尽量避免浪费，降低整个供浆过程的成本，而不是光单独的考虑一次铺设供浆管路成本。

3 机械配置

（1）钻孔：钻孔机械采用和普通水泥灌浆钻孔一样的XY－2型地质钻机。

（2）供浆：本工程送浆机械采用了3PN泵和200／40泵两种供浆机械。3PN泵一般适应循环供浆管路，或近距离近的不循环镀锌管供浆，其特点是同时给多个机组供浆。200／40泵适合长距离的铁皮管循环管路和不循环镀锌管供浆，其特点是供浆距离远，但是设备功率大。

（3）制浆及灌浆：采用1L高速制浆集中制0．5∶1．0的水泥原浆；膏浆在施工机组采用水泥原浆加膨润土的方法通过1200L立式高速制浆机进行配置，从高到底自流的方式流入400L双层低速搅拌槽后，通过3SNS注浆泵打入灌浆灌浆孔。

本工程配置若干台ZJ1000高速搅拌机进行制浆，但由于供浆量大，特别是集中在上午、下午、夜班前半夜这3个时段为灌浆高峰期。在正常的制浆机械配置情况下难以满足需求，配置设备过多，又造成设备及人员闲置过多。因此，合理安排各个机组的灌浆时间是解决制浆机问题的最佳途径。

4 膏浆配置及配置位置的选择

本工程采用项目自行研制的1200L立式高速膏浆制浆机（主要参数：搅拌浆液体积1200L，搅拌速度120rad／min，功率7k W）在各个机组分散配置的方法配置。浆原浆直接放入高速膏浆制浆机搅拌桶内到一定高度，在高速搅拌的过程中根据膏浆比级掺入定量的膨润土后搅拌时间不小于5分钟即可。膏浆浆液标准采用流动度测量的方法进行控制。

膏浆分散拌制的优点是在减少了专业膏浆拌制人员的配置，去掉了集中拌制后，膏浆供应系统的费用。缺点是有些时候2台泵同时灌注膏浆时会出现膏浆供应不能满足需求的情况，但如配置1台注浆泵，1台高速制浆机时，在大多情况下造成资源闲置严重。但从本工程来看，膏浆分散拌制是此类工程最佳的膏浆配置方式。

膏浆拌制点离膏浆灌注孔越近越好，不仅可以大大减少堵管、堵孔事故发生的概率，而且由于灌浆泵直接位于所灌孔的附近，管路距离短，可以将相当稠度的膏浆泵入孔段内且在同等压力下扩散到更远的距离，避免因膏浆灌注扩散度小而难以形成帷幕。但是在施工过程中，往往由于膏浆制浆机及注浆泵等设备移动困难，而且受施工场地限制，一旦固定下来，在泵施工范围内将不再移动，因此根据地层情况，合理地选择高速膏浆制浆机及注浆泵的位置也显得十分重要。

5 施工控制对结算的影响

灌浆过程控制及资料的严谨性直接关系到结算工程量，在项目管理过程中显得特别重要。应遵循以下原则：

（1）变浆：必须严格按照施工作业指导书执行，特别膏浆灌注的变浆控制，超出作业指导书要求的将不予计量（因膏浆灌注一般采用干料计量法，且不同比级的膏浆因灌注难度不同，故单价不一样）。

（2）膏浆记录：同时由于在国内第一次大面积的灌注膏浆，没有配套的专业记录仪，只能采用普通水泥浆灌注的记录仪进行记录；传统的密度传感器测不出水泥膨润土膏浆的密度，只能在在电脑系统里设置参数，故不利于浆液的密度控制，且资料会与现场实际有差别，审计审核工程量时对此存在异议，常常影响结算。

（3）数据的严谨性：由于水泥膨润土膏浆是混合浆液，所以其密度等相关数据必须严谨，各类试验资料、寄国家权威机构检验资料和施工现场记录数据必须一致，否则将导致结算工程量在审计审核时发生争议。

6 主材存放及保管

甲供材料专人负责：由于施工所需的主材量大，而且全部是甲供，为保证和甲方沟通及材料供应接收的及时性，设置专人负责材料的收料和甲方沟通。

水泥及膨润土等主材为满足施工的正常需求，必须有正常的库存量才能满足工地在特殊情况下材料中断供应时施工的正常需求。

（1）由于水泥厂家提供的只是每个储存30t的水泥罐，而施工高峰期间每天需要约700t的水泥，根据施工现场道路及底面起伏状况，每段施工时只设置3个浆站，且每个浆站用地有限，故现场水泥厂家设置的水泥罐只能满足当天的需求，而库存为零，为了科学合理的储存水泥，项目新购了4个120t的水泥罐，从而解决水泥的库存需求。

（2）根据施工现场交通，且考虑最大化方便施工机组领用膨润土、尽量缩短膨润土施工现场的二次转运、便于膨润土的发放工作等因素，从而最大限度地降低膨润土的卸车、库存、现场二次转运和发放等环节的成本。经反复研究决定采用浆站集中大库，机组设小库的原则。在每个浆站附近各设一个膨润土库，并有专人负责看管发放，各个施工机组凭现场值班工程师所开的膨润土票择近选取膨润土库领取，各个机组施工现场水泥膨润土膏浆搅拌机边搭设1．5m（高）×1．5m（宽）×2．0m（长）的膨润土平台（现场机组存放膨润土库）。不定期的对材料进行盘库，并对潮湿的膨润土进行报废处理。

7 小结

宜兴油车水库左岸防渗工程帷幕灌浆地层岩溶高度发育，战线长、工程量大、工期极为紧张，施工过程中投入了127台XY－2地质钻机和65台3SNS注浆泵、32台1200L立式高速膏浆制浆机，历经8个月，灌注了约63000t膨润土膏浆，总体质量良好；在制浆、供浆、主材料管理、变浆、膏浆灌注记录以及膏浆相关数据严谨性等施工管理方面全部处于可控状态；在成本控制方面的各种经验给今后类似工程提供了一定的借鉴。