水利水电工程帷幕灌浆施工质量管控技术探讨

雷顺荣 袁宗洪

(贵州省水利投资(集团)有限责任公司， 贵州 贵阳 550001)

水利水电工程帷幕灌浆施工质量管控技术探讨

雷顺荣 袁宗洪

(贵州省水利投资(集团)有限责任公司， 贵州 贵阳 550001)

本文针对中国水利水电工程施工管控较难、问题较多又有重要作用的帷幕灌浆施工提出了一套控制技术，包括选择适当合同形式、正确选择施工与监理单位及灌浆记录仪、选择第三方实施检查孔等，有较强实用性、针对性，希望对提高水利水电工程帷幕灌浆管控水平、提高坝基帷幕防渗效果、促进行业健康有序发展能有所帮助。

帷幕灌浆; 施工质量; 管控技术

由灌浆形成防渗帷幕对于水库类工程建设项目来说有着十分重要的作用，随着技术的进步，目前的帷幕灌浆设计与施工技术已十分完善，灌浆材料可灌性越来越好，设计灌浆压力越来越高，灌浆设备也越来越先进，然而当前国内水利水电工程因为帷幕灌浆没有灌好、没有管理到位导致工程试运行不成功、装不住水而进行补灌甚至多次补灌的项目不少，也有的项目因此降低标准运行。帷幕灌浆项目的最终造价一般都会超合同价格较多。因此业内人士普遍认为灌浆是最难以管控的项目，更是业主最担心的项目，可能的话尽量采用别的方案代替，如防渗墙等。笔者在此提出一些管控方法与各位同行探讨。

1 帷幕灌浆主要施工工艺及质量管理措施

自乌江渡电站以来国内帷幕灌浆主要采用孔口封闭器卡塞的循环灌浆法，灌浆目的主要是用灌浆材料将帷幕线上岩石中的孔洞、裂隙充填。通过在岩石中分段钻孔、分段卡塞(主要是安装封闭器)，采用多杠柱塞泵、小孔径钢丝橡胶灌浆管路将水泥浆等浆液压入岩石裂缝或孔洞中。由于灌浆的隐蔽性，采用灌浆记录表记录灌浆全过程及主要成果。原先采用手工记录，然而手工记录工作量大，随意性也较大，从20世纪80年代后期、90年代初期起逐渐采用自动灌浆记录仪代替手工记录。灌浆过程中主要采取以下质量管控措施：

a.主要依靠施工监理在现场进行灌浆施工过程监督管理。

b.采用自动灌浆记录仪记录压水及灌浆过程。通常认为采用自动灌浆记录仪有助于质量管控，因此目前大、中型水利水电工程中多采用自动灌浆记录仪记录。

c.主要通过施工单位实施检查孔压水试验来检查最终灌浆效果。

d.部分依靠施工单位的质量自控体系保证灌浆质量。

2 帷幕灌浆工程施工及质量管控工作存在的问题

当前帷幕灌浆质量管控中较突出的问题是部分工程施工中无有效管控措施，部分施工单位的质量自控体系形同虚设，一些监理单位不负责任或不作为，许多业主单位不懂管理或不重视，施工做假现象比较普遍、比较严重，由此带来的部分项目投资增加甚至失控，防渗效果不佳。在采用按灌浆长度计价的工程中，很多时候会出现设计帷幕范围地层的通道未灌注足够浆液，而灌浆记录显示灌浆过程符合设计及规范要求，检查孔记录显示灌浆效果达到设计防渗标准等情况；在采用按灌入材料重量计价的情况下，又会出现单位注入量较大，灌浆费用比预计的高，但可能存在实际未灌入足额，岩体中通道实际未灌好，灌浆资料却符合设计及规范要求，灌浆检查孔结果也显示满足设计防渗标准的情况。个人认为以上问题的根本原因主要如下：

a.灌浆工艺特点，灌浆施工作业的对象是岩体中的裂隙、空洞等，隐蔽性极强，加上现场较狭窄施工作业区域往往有较多的钻灌设备，较长灌浆管路，增加了管理难度。

b.部分施工单位不讲职业道德、只追求经济利益，蓄意做假或未进行施工质量管理。

c.灌浆记录存在缺陷，手工记录随意性大，真实性不高；自动灌浆记录仪不完善，记录数据多能人为改动。

d.部分监理单位不负责任或能力不足，施工过程无有效监督。当前灌浆监理费用偏低，为了获取利润，监理单位进场后多采用一些工作年限不长、没有经验的人员甚至刚参加工作的大、中专生，这些人员基本不懂灌浆工艺，不具备监督能力，在现场根本不起作用；偶有少数有经验人员在现场也不负责任。

e.部分(很多)监理、业主单位人员道德品质低下，无职业操守。

f.建筑市场监管缺失，秩序混乱，总包单位中标后往往将灌浆分包，有的层层分包，到真正的施工作业队伍手中单价很低，为了获取利润，想办法做假。

g.业主方管理人员不作为，或多为土建专业出身，很少有人有灌浆施工经历。

h.业主方不重视灌浆项目，表现在：ⓐ通常灌浆项目施工及监理包含在中大坝施工标段及监理标段中，中标施工单位、监理单位通常擅长大坝等土建施工及管理，对灌浆施工及监理不专业；ⓑ业主没认识到防渗帷幕的重要性，招标阶段选择低价中标。

3 工程招标阶段的管理措施

要管理好灌浆项目，首先是业主要配备有经验的专业管理人员，其次是在招标前要做好管理策划工作，并注意落实策划内容，策划内容包括如何做好招标阶段的工作及施工阶段的管理工作。业主要高度重视招标阶段的工作，包括选择合适的施工合同条件、选择有类似经验的灌浆施工单位及监理单位，选择适宜的自动灌浆记录仪，水头高、地质复杂的工程宜选择第三方单位实施检查孔。

3.1 合理划分标段及选择恰当的合同形式

合理划分施工标段及选择恰当的合同形式，对于管控灌浆质量、控制工程造价均至关重要，重要的水利水电工程，应优先考虑将帷幕灌浆单独划分标段，或将帷幕灌浆指定专业分包。笔者认为帷幕灌浆量超过5万m3的工程，宜单独进行施工标招标，帷幕灌浆量超过10万m3的工程，应单独进行施工标招标。

由于灌浆注入量的不可预知性，目前灌浆基本采用单价合同，有按钻灌长度计价、按注入量计价以及结合这两种形式而成的灌浆长度加超过预估单耗量后的补差费用三种。采取第一种计量方式虽然费用较省，但如前所述经常会出现实际灌入量不足的情况，对于地质复杂、单位注入量较大的情况，得不偿失，因此只适合地质总体较好、局部单耗较大的情况；采取第二种方式又经常出现较大虚假注入量，费用较高，但在监管较好的情况下，有利于灌浆质量，特别是地质复杂、单位注入量较大的情况下；采取灌浆长度单价加超灌补差计价方式中，一般超灌量补差均较低，通常为材料价加设备使用费及现场管理费用，相比起来有利于工程质量及投资控制，若地层单耗较大，更具合理性，但仍需要加强监管。

3.2 选择信誉好的专业施工单位

多数水电施工企业擅长土建工程，没有自己的灌浆作业队伍或灌浆项目组织及管理力量较弱，一般中标后将帷幕灌浆项目分包或转包，甚至层层分包；专业灌浆单位有自己的作业队伍或以自己的作业队伍为主，组织及管理力量也较强。因此重要的水利水电工程，在优先考虑将帷幕灌浆单独划分标段基础上，应将帷幕灌浆交给信誉好的专业队伍施工。

3.3 选择有经验的监理单位并严格监理人员要求

迫于市场环境及业主招标条件，监理单位往往低价中标，进场后多不按合同要求派驻监理人员。除监理单位的业绩、信誉外，监理灌浆项目，需丰富施工管理经验的人员才能胜任，因此监理人员的施工管理经历才是重要的。业主方应在合同中明确规定各岗位人员必须有从事过灌浆经历的工作年限，以及对无灌浆施工及管理经验人员数量的限制，职称并不是主要条件。建议：灌浆专业负责人从事灌浆施工管理年限不少于5年，灌浆量大的工程不少于10年，并具有中级职称；60%现场监理人员从事灌浆施工管理年限不少于3年，监理员不少于1年；监理项目开工前，业主单位应对拟投入人员逐一认真核对后才允许开展该专业监理业务。要达到以上监理机构配置，灌浆项目的监理费用不能太低。

为有利于控制投资及控制工程质量，记录仪宜由业主招标采购，仪器生产单位应为与工程灌浆施工单位没有直接或间接关系的第三方单位。选仪器应能完全自动、准确记录灌浆压力、流量、水灰比并能绘制过程曲线，帷幕灌浆宜采用大循环管路记录仪。

另外，因为灌浆现场噪音较大，通常的通信设备效果差且易出故障，记录仪形式宜采用拥有1～2个通道的独立机型，因为该仪器可安装在灌浆泵旁边，方便现场操作。除了通信问题外，多通道操作系统一般采用电脑作为系统安装载体，其数据可能人为生成，因此不建议使用。这两年出现一种能将现场灌浆过程数据实时传输到业主营地监视屏的记录仪，值得考虑。

3.5 选择第三方实施检查孔

检查孔压水试验成果是判定灌浆效果的最重要依据，数据的真实性非常重要。部分施工单位因为灌浆数据真实性差或灌浆虚量较大，担心检查结果不满足设计合格标准影响计量等，往往对未灌注达标部位提供虚假的检查结果。因此，地质复杂、重要的水利水电工程，建议引进第三方单位实施检查孔，真实反映灌浆效果，一定程度上可预防一些施工单位自检检查孔做假。第三方单位由业主直接管理。

4 施工阶段的质量管控

帷幕灌浆是隐蔽工程，灌浆结束后灌浆记录是判定是否灌过浆以及灌浆是否符合技术要求的最重要依据，受利益的驱使，部分灌浆作业工人总想简单省事，甚至不实际灌注而直接造出灌浆记录，有的施工单位也想以较少投入获得较多的利益而默认甚至鼓励现场做假，部分监理人员也因责任心不强、职业道德问题、或不懂工艺而不作为。因此业主方有必要加大灌浆施工管控的深度，管理的重点是灌浆过程，即保证灌浆过程及灌浆记录的真实性。业主的管理方式主要是现场巡查监督灌浆过程，将现场灌浆作业过程及灌浆数据收集进行分析，除此之外，做好以下几方面工作好很重要。

4.1 督促监理单位履职

按中国的工程质量管理制度，监理单位负责工程质量的监督。像灌浆这样工艺复杂、隐蔽的项目，监理单位不履职的情况不少，导致的后果也很严重，因此抓好监理工作就是抓住了关键。除督促监理单位按合同要求配备有经验的监理人员外，施工过程中业主专业管理人员经常到现场巡视，不仅能及时了解现场存在的问题，还能对灌浆作业及对现场监理工作起到监督作用。发现灌浆做假现象，除对施工单位处罚外，还应按一定比例对监理单位实行处罚。

4.2 定期检查灌浆记录真实性

让，德之主也。让之谓懿德。凡有血气，皆有争心，故利不可强，思义为愈。义，利之本也，薀利生孽。姑使无薀乎！可以滋长。

灌浆做假的主要表现就是实际灌浆参数与灌浆记录不符，从灌浆记录看完全符合设计及规范要求，实际未灌注或夸大了注入量。假记录与真记录有明显差别，有经验的管理人员还是可以识别的，因此可定期对灌浆记录的真实性进行检查。在此介绍两条识别方法。

a.运用灌浆压力及流量的变化(波动)规律来判断。以目前的灌浆工艺，真实灌浆过程，随时间推移，岩石内一定范围内孔洞、裂隙逐渐被充填，压力逐渐升高，流量逐渐减小，直至达到设计要求的结束标准，灌浆压力升高及流量的减小，有一定波动规律，即波动上升、波动下降，并不是一直上升或下降；最后不吸浆阶段的压力一般是在设计压力值上、下跳动，设计压力越大，各压力数值间的差值越大。另外，随压力的增大，单位记录时段内最大压力与平均之间的差值也随之增大，当平均压力达到0.5MPa以上时，正常情况下的差值超过平均压力一定比例，灌浆泵老化的比例更大。

b.运用灌浆曲线的特点进行判断。目前自动灌浆记录仪一般绘制压力过程(压力-时间)曲线、流量过程(流量-时间)曲线、水灰比过程曲线，仪器绘制的一般是每单位记录时间段平均压力-时间曲线、平均流量-时间曲线，由于压力是波动上升、流量是波动下降过程曲线均为折线，绘制点的时间间隔越短越不规则，若采用瞬时值来绘制图线更明显，假记录一般出现圆滑曲线。

4.3 加强灌浆原材料的管控

由于灌浆作业的特点，浆液在制浆、输浆、灌注等多个环节均有损耗，一般情况的真实灌浆作业灌浆材料总损耗率应达到一定比例，单位注入量特别大时也存在，输浆管路越长、单位注入量越小损耗越大。虚假灌浆记录情况下灌浆材料损耗率很小，很有可能出现负值，即统计出来的灌浆材料用量大于进货量。因此，加强对灌浆材料的管控，一定程度上可以预防灌浆做假。建议管理措施如下：

a.灌浆材料实行甲供或甲控，水泥宜使用散装料，并由监理参加进场验收，监督材料卸货，即时签认进货量。

b.工区实行封闭管理，禁止材料外运；定期对工区内弃渣场、河道进行检查，防止有目的遗弃灌浆材料。

c.建立灌浆材料进场及使用情况台账，即时统计出损耗率指标。

4.4 分析灌浆数据的合理性

业主单位可对施工单位提供各种统计报表进行分析，由灌浆日报表、材料进场与使用情况报表得出灌浆材料损耗率指标，由灌浆孔综合成果表、灌浆分序统计表，分析灌浆孔各段注入量的合理性，分析孔序间单位注入量是否符合递减规律。通过定期分析灌浆统计数据的合理性，可判断灌浆过程是否存在问题，及时采取处理措施。

4.5 管理好第三方施工检查孔的施工

第三方检查孔一般布置在近坝端、溶洞溶槽及断层破碎带等地质缺陷段。为了便于分清责任，在施工单位自检合格的基础上进行。施工中应注意：

a.为确保检查结果客观、真实、准确，第三方检查孔压水过程宜有业主方人员参旁站，以防压水过程受其他方干扰。对于不合格段，应通知灌浆施工单位及业主方到场复压，然后各方签字确认。

b.第三检查孔发现的不合格结果，视情况进行补灌，直至复检结果合格为止。对于施工单位自检合格单元所做的第三方检查后补灌，费用应由施工单位承担。

5 问题与探讨

5.1 对记录仪的性能要求

自动灌浆记录仪的性能关系到灌浆质量及计量的准确性，国内研制厂家较多，目前所用的记录多存在一些问题，在此对记录仪选用时提出建议如下:

a.仪器采集的数据一般能被多种方法人为改动，因此仪器厂家一方面要注意记录的压力、流量、水灰比数据的准确性及相应仪器稳定性、耐久性，另一方面特别要提高仪器的防做假功能，后者显得更为重要。业主单位在选择仪器更要注意这一点。

b.采集数据频率，市场上的仪器称每秒采集20多次数据，其实没必要达到过高精度，每秒钟采集4～5个数，最终取中间2～3个数的平均值即可满足要求，过高精度在做假面前显得苍白无力，多占用了仪器空间。

c.根据本文前边的阐述，最大灌浆压力与平均压力是有明显差值的，可以用来分析灌浆记录的真假，因此应要求在灌浆记录中反映最大压力值。

d.浆液密度测量(水灰比)仪，原有的灌浆记录仪采用核子密度仪测量浆液密度，受干扰较小准确度高，但因担心对操作人员健康有影响，后采用其他方法代替，改用后准确性均不高。因此，建议在有条件的情况下，推广核子密度仪的应用。

e.绘制的过程曲线，为了便于分析灌浆过程的压力及流量变化情况，一般记录仪均带有压力-时间、流量-时间及压力-流量三曲线绘制功能，绘制点间隔时间越短，越能体现数据的波动性。但是目前的记录仪绘制曲线上的点时间间隔根据灌浆过程的长短而不同，而且绘制点所对应的压力、流量值为间隔时段的平均值，为了利于分析数据真假，取点时间间隔不应超过10s，绘制该点的瞬时值更好。

5.2 关于第三方检查孔不合格段的处理

目前的灌浆施工技术规范及设计技术要求均明确规定了帷幕灌浆质量评定合格的条件，但均未明确当检查孔压水试验透水率不满足上述要求时怎么处理，在黔中水利枢纽工程库首帷幕灌浆施工中采取如下方法处理，供大家参考。

a.仅第一、第二段透水率不合格，且不大于设计合格标准的150%，则对检查孔不合格段进行灌浆即可；若大于设计合格标准的150%，不大于200%，对检查孔及并在两侧各加1孔补灌，补灌深度在不合格段底加深1段。

b.其他段中仅1段透水率大于设计标准的150%，不大于200%，对检查孔分段灌浆即可；其他段中1段大于200%，不超过300%，在检查孔两侧各加1 孔，并对检查分段灌浆。其他段中1段大于设计合格标准的300%，应分析钻孔灌浆资料，根据资料加多孔。若1个检查孔有多段大于设计合格标准300%的，或2个检查孔中均有大于设计合格标准300%，应考虑整个单元补灌。

c.不合格单元补灌浆后，应进行复检，直至合格为止。

6 结 语

工程建设需要达到优质、安全、节约成本，施工、监理企业也需要持续发展。希望业主能有长远眼光，真正从工程质量与安全角度出发，做好施工前策划，合理确定工程价格，正确选择灌浆施工及监理单位，加强施工过程的管理；希望监理单位增强责任感，尽自己应尽的责任；希望施工单位加强自我约束，兼顾业主与企业利益。

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