宽大贯通性裂隙中帷幕灌浆质量控制与管理研究

聂美平

（中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司，成都611130）

1 工程概况

斜卡水电站位于四川甘孜州九龙县斜卡乡，属于高寒地带（海拨3100 多米，极端最低气温-15.6℃，最大风速20.7m/s）。斜卡水电站大坝坝基岩层中广泛存在张拉、贯通型裂隙及层间挤压破碎带，其地质条件在大坝帷幕基础防渗中出现，据查国内外尚属首次。该地层宽大裂隙发育并贯通，裂隙走向极为复杂，在该地质条件下进行帷幕灌浆施工，是关系到工程成败的关键因素。

斜卡水电站大坝基础工程帷幕灌浆施工（坝高110m，帷幕灌浆轴线长约1050m，最大孔深150m，平均孔深50m 以下存在地下水），前期通过水泥浆液、普通砂浆、膏状浆液及双液灌浆等试验，未达到设计要求的帷幕防渗标准（≤3Lu），结果出现水泥单耗量巨大、复灌次数多、工效低，特别在深孔及地下水位以下进行施工时，浆液扩散范围及灌浆效果不受控，为节约投资，缩短工期，采用自密实砂浆用于贯通型裂隙及层间挤压破碎带地层帷幕灌浆。由于自密实砂浆帷幕灌浆技术在国内外尚属首次应用。因此，自密实砂浆帷幕灌浆质量管控直接关系到斜卡水电站大坝是否能正常蓄水发电。

2 自密实砂浆的特点

自密实砂浆的特点包括以下几方面：（1）自密实砂浆综合成本较常规砂浆大幅降低，降低率可达15%～30%；（2）无须振捣工序，现场施工管理措施简单有效，减少人为干预，施工质量和稳定性更容易保证；（3）施工工艺简单，能显著提高砂浆的施工效率，有效缩短工期，创造经济效益；（4）自密实砂浆填充密度高，具有良好的抗渗性、体积稳定性、耐久性、扩散性、抗冻性等综合性能；（5）自密实砂浆水泥含量低，水化温度升小，可大大简化，甚至取消温控措施；（6）自密实砂浆水泥用量大幅减少，属于环境友好工程，节能减排效益明显。

3 实施方案

针对上述施工情况，在业主、清华大学及华实水木科技有限公司的帮助下，拟在大坝?趾板等部位选择1 个试验区，展开自密实砂浆帷幕灌浆试验，其试验方案如下。

3.1 试验方案

根据岩层情况采用“辅助帷幕（关门孔）+中间帷幕灌浆（主帷幕）”的施工方案，辅助帷幕在灌注自密实砂浆后，再灌注纯水泥浆；中间帷幕主要采用纯水泥浆灌注。

辅助帷幕是指在中间帷幕的上下游各设置一排的灌浆孔，目的是通过灌注自密实砂浆先将中间帷幕轴线周围的大裂隙进行封堵，起到一个“关门”作用，让注帷幕灌浆时，水泥浆液的扩散范围受到控制。

中间帷幕灌浆采用用水泥浆液灌入岩体的细小裂隙、孔隙，形成阻水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。

3.2 布孔方案

根据设计要求，拟试验2 种方案：（1）方案一：关门孔排距3.0m、孔距0.75m，帷幕孔双排，排距1.0m，孔距1.5m；（2）方案二：关门孔排距3.0m、孔距0.75m，帷幕孔单排，孔距1.5m。

4 施工步骤

自密实砂浆深孔帷幕灌注施工方法，其特征是包括以下步骤：（1）施工准备，包括进行准确的孔位放样。（2）钻孔采用超前同心钻孔，从上到下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌注，直至孔底，钻孔孔径≥76mm，段长2～5m。（3）钻孔检测，包括孔斜测量、压水试验和孔内电视，每段钻孔完成后对钻孔孔斜进行测量，然后对孔段进行压水试验，收集数据，压水试验结束后，待孔内水澄清，用孔内电视观察孔内裂隙发育情况，确定砂浆配合比。（4）灌注与钻孔施工交替进行，每段钻孔完毕，根据每段钻孔检测结果确定灌注材料；钻孔有返水孔，采用水泥浆灌注，钻孔无返水孔，采用自密实砂浆灌注。（5）灌注结束，每段灌注砂浆至孔口，停止灌注，待凝4h 后进行扫孔，并进行灌后压水，当压水达到标准，进行下段施工；当压水达不到检查标准，继续进行砂浆灌注，直至达到结束标准。（6）全孔灌注完成，待凝14d，通过钻孔取芯、分段压水试验、灌后声波检测对灌注效果进行检查。（7）全孔灌注效果检查合格后，采用全孔水泥浆灌注封孔，封孔灌注结束后孔口抹平。

5 质量管控的特点

由于斜卡水电站地层属于张拉型裂隙及层间挤压破碎带的岩层，宽大、贯通性裂隙极为发育，个别部位存在强漏失层，分布极广，质量管控难度极大，国内未见，它成为工程成败的关键技术质量控制难题。因此，针对此地层的特殊性，采取了行之有效的质量管控办法，并取得了阶段性的成果。质量管控的特点如下：

1）标准化质量管控目标。项目部标准化质量管理与业主的标准要求相同，需加大标准化质量管控宣传教育力度，培养各级管理人员的执行力度，让标准化质量管理理念渗透至每位参建人员，真正让习惯符合质量管控标准，使质量管控标准成为习惯，确保达到质量标准化工作的要求。

2）地层复杂，质量管控难度大。由于此电站岩层裂隙宽大、贯通，且裂隙节理、走向极复杂，从而钻孔孔斜、射浆管下设深度、串漏浆及深孔抬动等控制难度大，都努力做好每道工序的质量管控工作。

3）工序多，参数管控精度高，需在探索中修正。由于采用自密实砂浆进行帷幕灌浆，它属于全新灌浆工艺，因此，对参数必须重新认识、应用和调整，以达到帷幕灌浆的目的。

4）加强质量宣传，提高全员质量意识。在项目质量管理工作中，还应组织开展好“质量月”“质量日”等质量宣传活动，组织丰富的质量宣传活动，如开展知识问答、演讲、竞赛并采用看板、通报栏或下发质量宣传手册等活动，大力宣传企业质量文化，广泛宣扬“质量第一，全员参与”的企业质量管理思想，要让每一位员工都深切感受到企业以质量求生存的浓厚氛围，要做到“人人关注质量工作、人人参与质量管理”的企业质量管理水平。

6 质量管理

6.1 完善质量管理体系

项目部成立以项目经理为组长，质量分管副经理、其他分管副经理为副组长，项目部各职能管理部门主要负责人为成员的质量管理领导小组，全面负责本工程施工项目的质量管理领导工作，并明确各部门质量管理职责及各级质量管理人员的职责和权限，以质量管理部牵头制订了一系列帷幕灌浆施工质量管理措施。

6.2 建立健全现场质量管理制度

6.2.1《现场质量管理办法》的制订

项目部根据灌浆工程特点，并结合工程质量管理要求制订了《现场质量管理办法》，其中主要对工程施工中各个环节进行了系统的分类，并规定违反各项目的整改及处罚要求，对现场各项工序施工进行检查和处理，为现场质检人员进行质量管控提供了处理依据和制度保障，并要求各级质量管理人员必须严格执行，在执行过程中对存在的偏差及时进行修正。

6.2.2《现场质量管理办法》的执行原则

《现场质量管理办法》的执行原则包括：（1）本着公平、公正、平等的原则，质量管理小组将根据《现场质量管理办法》，对项目部所属机构及各相关质量管理人员在施工过程中出现的质量问题进行处罚；（2）根据现场情况对质量影响程度严格按照先整改、后处罚的原则执行本办法，其中整改项目必须按时进行检查闭合，处罚项金额≤300 元的由现场质检员签字生效，处罚金额≤500 元由质量管理部主任或副主任签字生效，处罚金额＞500 元的由项目部质量主管领导签字生效；（3）项目部所属各机组及各质量管理人员在施工过程中出现的质量问题若项目部收到管理局或监理部下发的整改或罚款通知单，或者在质量巡检时被检查出有质量问题，项目部将加倍对责任单位进行处罚，对于无视质量管理，造成极大影响的机组或个人将作清退、解散处理；（4）《现场质量管理办法》重在进行责任追究，对出现的问题追究到个人；（5）《现场质量管理办法》与其他质量管理办法一并执行，依据本办法进行处理的事件，在其他办法中还要再次执行。

6.3 《质量考核细则》的制订及其执行原则

6.3.1《质量考核细则》的制订

项目部根据灌浆工程特点，并结合工程施工质量管理要求还制订了《质量考核细则》，以施工机班组为单位进行考核，实行奖优罚劣的方针按月兑现，加大了施工质量与个人收入的挂钩，有效地发挥出经济杠杆调节的作用。该办法主要对钻灌施工中的各道工序进行分类，制订各道工序的扣分标准及考核分值的对应奖罚标准。

6.3.2《质量考核细则》的执行原则

（1）质量考核必须及时以看板、通报的形式进行公开或公示，接受所有人员的监督和举报，对过程中扣分存在异议的由技术、质量部及时查明原因并进行修订。（2）月考核分数按当月质量考核的综合考评确定，计算公式：机组奖罚基数=当月考核分数对应的奖罚基数×当月正常钻灌天数÷当月天数，此奖罚金额具体分配方法根据机组人员出勤天数和岗位工作而定，每人奖罚金额=奖罚金额÷当月天数×当月出勤天数×每人当月奖金系数，质量管理部根据现场质量配合等情况有权对机组人员考评系数进行适当调整。（3）项目部还结合《质量考核细则》严格实行“质量一票否决制度”，在本细则中核心内容项目进行扣分的将按照比例对施工作业班组进度奖励进行否定，核心内容扣分1 次将否定进度奖励的10%，核心内容扣分2 次将否定进度奖励的30%，核心内容扣分3 次将否定进度奖励的60%，核心内容扣分4 次及4 次以上将否定进度奖励的100%。

6.4 质量管理措施

6.4.1 会议制度

（1）技术质量交底。单元工程开工前由项目部进行一级、二级技术质量交底，即由工程技术质量部组织，按施工组织设计（施工措施）对作业人员进行技术质量交底，质量管理部有关人员及全体作业人员参加。大型项目和关键项目，要求总工程师和质量部主任参加。（2）旬、月、季、年质量总结会。质量部负责编写旬、月、季、年质量总结报告，并组织召开质量计划、总结会议，对前一阶段质量控制的成果进行总结、分析，对下一阶段质量控制重点进行讨论，并制订解决方案。所有主要领导及有关部门负责人参加。（3）质量专题会。由质量副经理和总工程师或质量管理部视工程施工具体情况安排。（4）现场协调会。由项目部组织各部门及现场监理机构，每周一、周三、周五在施工现场召开现场协调会，就遇到的问题进行分析、协调，并妥善安排，尽量将现场出现的问题解决在现场。

6.4.2 作业人员培训制度

（1）进场培训。对所有参与本工程施工的职工进行进场培训。由质量副经理、总工程师和质量管理部负责讲授工程总体概况和质量总体要求、质量目标、质量体系和质量制度，全面加强作业人员的质量意识。（2）作业前培训。新项目开工前，作业前培训由质量副经理和技术质量部负责，施工厂队及作业人员参加，并请业主、监理、设计有关部门和人员参与，对开工项目进行全面技术交底。讲解图纸、项目特点、作业程序及质量要求，使作业人员熟知作业内容及质量要求。（3）特殊作业人员培训。特殊作业人员持证上岗，并在现场进行培训考核，经项目部及监理工程师认可后方可上岗作业。（4）记录员、质检员及作业班组长培训。在现场施工过程中，由质量部定期组织记录员、质检员及机组班组长进行技术、质量培训，并按季度进行考核，奖优罚劣。

6.4.3 主要人员统一协调安排制度

项目部所属机组记录员及现场质检等关键人员，由公司统一招聘，项目部统一调配。即每季度由质量管理部门安排每个质检人员对每个工作面进行轮换质检作业。此项措施有效地避免了一些现场徇私舞弊现象的发生。

6.4.4 三级检查验收制度

根据本工程特点，设置了机、班长负责工程质量的“初检”，并向质检人员提交施工记录及原始资料。质量部人员负责工程质量的“复检”，并向质量部“终检”提交施工记录、原始资料及验收申请报告，质量部的“终检”向监理单位提交施工记录、原始资料、验收申请报告、质量检查记录、单元验收合格证等，申请监理工程师验收。监理工程师验收合格并签发单元验收合格证以后即可转入下道工序施工。

6.4.5 关键工序的质量控制

为使本项目各关键施工工序操作程序化、规范化，项目部由分管质量副经理、总工程师牵头，质量管理部负责组织实施编制各项目关键施工工序质量控制要点。

6.4.6 质量巡视检查制度

项目部定期由分管质量的副经理组织质量、技术等部门对施工现场各部位、施工班组进行质量巡视检查，并邀请部分施工机长、班长参加，对现场检查发现的问题严格按照项目部制订的《现场质量管理办法》《质量考核细则》进行整改或处罚，对于做到较好的给予适当的奖励，杜绝了现场的一些习惯性违规，并促进了施工班组间相互学习的积极性。

6.4.7 严格实行领导值班制度

项目部根据现场施工需要，制订了领导值班制度，要求由一个项目管理层领导牵头，其他部门1～2 名负责人协助进行夜间现场值班，主要检查施工质量、安全以及生产进度安排情况，发现问题及时予以纠正，有效地避免了一些因人员懒散或安排不当造成的质量和安全事故。

6.5 其他管理办法

6.5.1 质量保证金管理办法

项目部还根据公司质量管理的要求，制订了《质量保证金管理办法》对所有参建人员每月的奖金（绩效工资）中预留20%作为质量保证金，待对应的施工部位完成施工后，根据灌后质量检查情况按比例进行返还，若对应的施工部位检查不达标，则扣除对应的质保金作为返工费用。该项措施使钻灌施工质量得到了有效的控制，也极大地提高了施工人员对工程质量高度重视的意识。

6.5.2 制浆站质量考核细则

项目部还结合《质量考核细则》制订了《制浆站质量考核细则》对制浆及供浆系统进行质量考核，确定制浆及供浆系统为被考核方，各施工机组及各部室为考核方，按月兑现考核，有效地保证了制浆、供浆系统工作的顺利开展，为一线施工提供了必要的后勤保障。

7 结语

随着我国经济的迅速发展，近年来水利、公路、铁路的基础设施不断建设，对基础处理施工质量管控技术的要求更高。尽管复杂地层中帷幕灌浆施工在我国基础处理实践中取得了一系列的质量管控成果，但自密实砂浆灌浆施工在宽大贯通性的张拉型裂隙及层间挤压破碎带中的应用尚属首次，其质量管控有待进一步完善和提高。