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為大壩左岸塑性混凝土防滲墻終點（幕0－181.5），終點為溢洪道帷幕灌漿起點（溢幕0＋000），總長556 m，樁號為左幕0＋000—左幕 0＋556。在樁號左幕 0＋276.5—左幕 0＋288.5段穿過導流泄洪洞。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，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)取４蟛糠值囟胃采w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，巖性以細粒長石砂巖、礫巖、粉砂巖為主，巖性堅硬，呈互層狀分布，屬于薄層—中厚層狀，巖層傾向下游，傾角5°～7°，強風化層厚度 1～3 m。

巖土體滲透性沿垂直方向分為三個帶：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 帷幕灌漿計量方法選定

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

進尺延米為單位計量法是以灌漿孔的長度延長米為計量結(jié)算單位。該方法測量計算簡單直觀，便于施工管理，實際工程量與設(shè)計工程量的差距一般可控制在較小的變動范圍內(nèi)，對合同價格影響較小，不易產(chǎn)生異議；但單價由水泥灌入用量確定，由于地質(zhì)復雜性和采用灌漿參數(shù)的不同，實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)管理方對灌漿質(zhì)量承擔較大的風險，也使承包方承擔工程費用不確定的風險。

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量的方式進行計量結(jié)算。承包商投入的材料、工時消耗，多灌多計費、少灌少計費，大大降低了建設(shè)管理方與承包方的風險。

3 鉆孔與注入量法施工控制關(guān)鍵點

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，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作了如下約定：一是帷幕灌漿的計量按監(jiān)理工程師確認的水泥用量計量，為《工程量清單》中每噸單價包含水泥、摻和料、外加劑等材料的采購、運輸、儲存和保管的全部費用，以及為實施全部灌漿作業(yè)所需的人工、材料、使用設(shè)備和輔助設(shè)施及各種試驗、觀測和質(zhì)量檢查驗收等所需的一切費用。二是灌漿過程中正常產(chǎn)生的漿液損耗應包含在相應的灌漿作業(yè)單價中。三是灌漿用水包括鉆孔、灌漿、沖洗、壓水試驗等，用水不單獨計量支付，其費用均包含在相應的灌漿項目中。四是當帷幕灌漿項目（單項）工程量超過合同工程量15%時，超出部分將按實際消耗的人工、材料、機械進行計量，并計入合理的利潤和稅金進行結(jié)算；當實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，按帷幕灌漿單價（100 kg/m，200 kg/m，300 kg/m，400 kg/m，500 kg/m）內(nèi)插法計算的單價進行結(jié)算。

在報價中根據(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，承包商編制了詳細的施工方案，并上報監(jiān)理工程師審批，嚴格按照監(jiān)理工程師批準的施工方案進行施工，嚴格執(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)驗的監(jiān)理工程師24 h旁站監(jiān)理，對鉆孔、灌漿全過程平行跟蹤監(jiān)督、檢查，同時監(jiān)理工程師嚴把水泥進出場的質(zhì)量和數(shù)量，對施工期間在灌漿作業(yè)面的工作人員、材料、機械設(shè)備進行統(tǒng)計；業(yè)主現(xiàn)場管理人員不定期組織設(shè)計、監(jiān)理、承包商聯(lián)合對鉆孔、灌漿進行現(xiàn)場檢查，重點檢查孔深、孔斜、漿液密度、灌漿壓力、自動記錄儀等項目。

在灌漿施工過程中，當水泥耗用量超過150 kg/m時，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，導致水泥漿液浪費。

張峰水庫工程實行業(yè)主負責、設(shè)計支持、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，只能通過檢查孔壓水試驗和鉆孔取芯來檢查判斷。張峰水庫左岸帷幕灌漿設(shè)計防滲標準透水率不大于5 Lu，在施工過程中嚴格控制，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、壓水試驗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；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，最終累計完成合同金額15 510 148.16元，占合同總額的106.7%。帷幕灌漿實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)合同約定對灌漿水泥注入量單價調(diào)整，對應項目投資增加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行計量施工結(jié)算，建設(shè)方既保證了灌漿質(zhì)量，又把投資控制在預期范圍內(nèi)；承包方既降低了灌漿風險，又達到了預期的經(jīng)濟效益；監(jiān)理方根據(jù)合同約定，更加準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行計量結(jié)算施工管理是可行的，該計量結(jié)算方法可為類似工程提供參考。