錦屏二級水電站引水隧洞東端灌漿工程監理

周華川

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，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，所穿越地層工程地質和水文地質條件復雜，存在巖溶處理、巖爆防治、大流量巖溶涌水處理等重大技術難題和持續高強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，前后歷時近6年。參建各方緊密合作，不斷進行技術創新和管理創新，最終順利實現了工程的滲控指標。筆者站在監理的角度，全面總結了灌漿施工在組織管理及現場管控、技術問題處理、質量檢查等方面所采取的有效措施，并提出了需要進一步探討和研究的問題。

2 灌漿工程的組織管理

2．1 參建各方的機構設置

錦屏二級水電站引水隧洞灌漿工程共有六方參建單位:業主、設計配置灌漿專業工程師;監理單位成立了灌漿部;施工單位除在常規機構設置外，還增設了內部獨立的第三方檢測機構;專業物探檢測方由監理單位管理;業主聘請的獨立第三方由業主灌漿專業工程師管理。

參建六方配置了灌漿專業管理人員，既保證了各方的相對獨立性，又保證了各方人員的專業性，同時還保證了各方在現場的緊密協作。

2．2 建立資源保障機制

(1)設備和人力資源保障。

充足且配套的設備資源、充足且經驗豐富的施工及技術管理人員、灌漿供材及時是長大引水隧洞灌漿施工得以順利進行的前提條件。

引水隧洞固結灌漿主力鉆機為多臂鉆、履帶式液壓潛孔鉆，和其他鉆機相比具有高效、靈活和維護方便的明顯優勢，其造孔精度主要通過技術和管理措施進行控制。

面對復雜的工程環境和高強度灌漿施工要求，在鉆灌一體臺車的基礎上進行不斷摸索和調整，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。實現了資源動態調整，滿足了高強度、高質量的灌漿要求。

(2)輔助生產系統的保障。

灌漿輔助生產系統包括物資管理、設備維護保養、供水供電、排污、清渣、臺車裝拆等。這些系統的有力保障對施工進度和施工質量的影響至關重要，需要建立一支以制度化、程序化的工作方式、具備快速反應能力的隊伍來確保系統的保障。

2．3 確定固結灌漿的方法及灌漿工序質量控制紅線

固結灌漿主要采用循環灌漿(大循環):圍巖破碎時自淺而深、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內分序，各種方法的選用均經過現場生產試驗驗證，施工質量經多種方法檢驗合格，隧洞經充水試驗檢驗得知，施工質量優良。

固結灌漿從單元準灌證開始至最終驗收合格，共包括二十余個大工序，100多個質量控制點。鑒于本工程灌漿施工強度高、點多面廣、作業機組的水平存在差異，為了確保所有灌漿作業都處于完全受控狀態，監理工程師采取了宏觀控制和關鍵點紅線原則，具體包括:

(1)創造良好的軟、硬件環境。監督施工單位的制度建設和制度運行、消除系統性缺陷、建立配套的輔助生產系統。

(2)堅決杜絕灌漿過程及灌漿記錄的弄虛作假行為。

(3)對有明確標準的、極易造成質量隱患的工序和質量控制點，一律劃為關鍵工序。

(4)對于無明確標準、不易造成質量不合格的工序和質量控制點，列為日常巡視檢查項目，并確定其最低實施標準。

2．4 建立灌漿管理的有效機制

2．4．1 建立質量處罰制度

(1)灌漿施工過程中的習慣性違規已成為一種常態，所涉及到的深層原因多種多樣且十分復雜。因此，由業主牽頭制定整個項目的質量處罰制度十分必要。

(2)業主統一制定的《錦屏水電工程施工質量處罰實施細則》內容涵蓋了施工單位和監理單位，從質量管理體系、現場考核、相關人員行為、主要工序施工違規等方面細化了其處罰措施和額度。

(3)監理工程師在實施細則的基礎上，制定了各工序質量處罰制度并經業主同意后實施。這些質量處罰制度有利于理清施工中的問題、降低監理難度、和諧監理和施工的關系、震懾施工方的僥幸，為確保最終灌漿效果發揮了重要作用。

2．4．2 建立現場問題及時處理和協調機制

錦屏二級水電站灌漿由業主、設計灌漿專業工程師、監理和施工單位主要領導組成的灌漿管理工作組管理。具體工作包括:及時就灌漿問題和管理問題進行溝通;對發現的灌漿異常情況需進行方案或設計變更的及時進行協商并討論初步方案，達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。

工作組的現場問題及時處理機制對及時發現日常灌漿工作中的問題和改進管理、及時快速處理灌漿施工過程中的異常情況、超前預見重大灌漿問題并制定處理方案十分必要。

同時，根據協調事務的重要性及難易程度，建立作業層協調、現場管理層協調、施工單位碰頭會協調、監理協調會協調、業主協調專題會協調等方式的現場協調機制。

2．4．3 建立灌漿培訓動態管理和考核機制

灌漿施工及管理的培訓工作貫穿于施工過程始終，涵蓋機長、作業隊長、技術員、質檢員、片區生產及質量負責人等現場主要施工及管理人員。分為進場培訓、專項技術培訓和工序質量控制糾偏培訓。

(1)進場培訓:由于錦屏二級水電站灌漿規模大，作業隊來源及構成復雜，對灌漿施工的認識不一，各作業隊內部管理方法各異，進場培訓的目的在于統一和強化質量意思、熟悉設計要求、熟悉監理工作方式、掌握各工序施工技術要求和質量標準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。培訓由施工單位編制培訓大綱并組織實施，在施工過程中不斷完善。

(2)專項技術培訓:主要對于不能提前預料到且總會發生的普遍性問題進行培訓。比較典型的有:鉆爆法開挖強松弛區控制灌漿、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。專項技術培訓是在技術交底基礎上的深度擴展。

(3)工序質量控制糾偏培訓:主要是對灌漿施工關鍵工序易發習慣性違規的糾偏，更有甚者，一個部位發生，其他部位照樣發生。監理人員除按規定進行處罰外，還需及時召集相關技術管理人員和施工人員進行通報、學習，強調工序質量要求、闡明違規的可能后果、所要承擔的責任等，最終起到統一標準、達到警示和提高質量意識的作用。

(4)不合格機組的清退:對于質量意識淡薄、不服從監理人員管理的灌漿機組，在多次整改無實質性提高、其繼續施工必定會出現對工程質量、進度等帶來重大不利的情況，監理應與施工單位業主領導充分溝通并達成共識的情況下果斷對其予以清退。

(5)施工質檢員的考核:。

準入:監理對施工質檢人員的學歷、從業經歷進行審核，再經培訓考試，對合格者由監理發布書面批準其從事本項目質檢員工作資格。

準出:一般由現場監理人員根據當月該質檢員在工作中責任心、綜合業務能力、質量問題出現次數、對監理指令的執行力度等進行綜合判斷，月末由施工單位申報，監理審核確定其是否具備繼續從事質檢員工作的資格。現場發現質檢員嚴重失職造成返工處理、多次不執行監理指令、職業道德問題等情況，監理直接終止其質檢員資格。

2．4．4 嚴禁切塊分包

業內灌漿施工工程切塊分包的現象比較常見，本工程灌漿嚴禁切塊分包，以利于不同作業隊的管理標準統一、資源調配快捷，同時可以打消作業隊通過弄虛作假不當獲利的念頭，最終確保灌漿質量。

2．4．5 加強職業道德建設

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

(1)制定詳細而嚴格的職業道德管理制度。

(2)監理灌漿主管人員必須挑選業務專業能力強、道德品質過硬、性格強硬、管理能力優秀的人員擔任，要配備足夠的業務骨干人員，使灌漿管理機構形成有正氣、業務精準、管理高效的團隊。

(3)在計量方式和計量管理上，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會和主觀意愿;監理灌漿各管理層的授權應慎重和適度。

3 重大技術問題研究

3．1 重視回填灌漿

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

3．2 巖溶處理

隧洞穿越碳酸巖地層時，隧洞沿線發育巖溶為常見現象。施工過程中若未查明或處置不當易造成安全質量事故，應引起足夠的重視。

當隧洞穿越易形成溶蝕的地層，出現洞壁裂隙或鉆孔明顯出風、吸風;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、側向埋深小，多處洞壁巖面發現小型溶蝕特征;隧洞深埋段發育有斷層破碎帶、涌水、洞壁可見溶蝕痕跡等現象時，均應引起高度重視，采取適當的補充勘探措施查明是否有溶洞及其發育情況。

補充勘探可與裸巖灌漿相結合，具體方法為:鉆孔探測、孔內電視、地質CT、探洞等。巖溶發育情況探明后，根據設計要求采取:開挖回填、灌注高流態混凝土或砂漿、堵水灌漿、裸巖灌漿等方式處理，確保設計確定的防滲圈和結構受力圈內巖溶得以充填并滿足設計要求。

3．3 地下滲涌水的處理

長大引水隧洞穿越復雜地層時，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、投資費用高，且易發生難以達到預期處治效果而潛藏安全隱患的問題。其結果一般應滿足三個方面的要求:為后續施工創造安全、良好的作業條件;滿足隧洞長期運行的結構安全;滿足隧洞滲控要求。對此，參建各方應予以高度重視。

地下滲涌水揭露后，需要對其進行詳細的調查、統計和分析，必要時進行探孔、巖石CT、洞探等補充勘探，充分掌握地下水發育類型、規模及與隧洞的空間關系，以便進行處治方案決策。其處治應遵循“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，分區域、分步驟逐步實施完成。

3．4 高外水壓力條件下對襯砌結構的保護

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

3．5 高地應力及圍巖松動區固結灌漿措施

在高地應力區，隧洞開挖后地應力調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行徹底清除。物探檢測結果表明:錦屏二級水電站應力松弛區深度普遍在1．8～2．5m之間，局部可達3m。

在固結灌漿時，容易發生漿液沿噴射混凝土層與圍巖松弛后的張開的結合面及松散巖塊裂隙之間竄漿，從而導致混凝土襯砌結構承受面荷載引發抬動變形破壞。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，即在固結灌漿開始前，灌漿單元內每倉混凝土內布設兩排2m深淺孔，采取低壓力、低流量先對張開的裂隙及通道進行充填，效果明顯。

4 灌漿質量檢查方式研究

錦屏二級水電站灌漿質量檢查。回填灌漿質量采用壓漿法和雷達掃描兩種方法檢查，固結灌漿以壓水試驗和聲波檢測檢查為主、鉆孔取芯和孔內電視檢查為輔的方式進行綜合評價。

由于固結灌漿是采用系統的方法處理局部的隱藏圍巖缺陷，因此，既使每個灌漿工序都嚴格按規范和設計要求施工，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的一定比例抽樣檢查，樣本檢查結果對實際灌漿效果的評判不可避免地會存在偏差。因此，要使檢查結果代表性更強，需要更高的樣本比例。考慮到這些因素，同時考慮抽樣檢查結果的真實性，錦屏二級水電站通過多個層次檢查來解決檢查結果的代表性和真實性問題，其中壓水檢查包括:機組自檢、承包人內部第三方獨立檢查、監理檢查、外部第三方獨立檢查;聲波檢測為外部第三方獨立檢查;巖芯取芯檢查包括承包人和外部第三方取芯檢查。

承包人內部第三方獨立檢查為錦屏二級水電站獨有的檢查方式，其作用在于:由獨立于承包人項目部的第三方檢查更能保證承包人自檢結果的真實性;承包人內部第三方獨立檢查可以不占用灌漿機組人員，可以在灌漿過程中即介入質量檢查，提早督促灌漿機組對不合格單元進行補灌，從而避免了在后期集中檢查發現不合格而受充水節點目標所限導致的處理不徹底。

5 結語

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用成功的管理模式，確保了四條引水隧洞滲控指標滿足要求，且提前計劃節點目標成功充水。當然，在灌漿過程中所反復探討的一些觀點和看法，需要在今后的工作實際中加以進一步研究和驗證。

(1)繼續推動固結灌漿采用按灌漿延米計價以克服當前主要按灌入量噸位計價的弊端;繼續研究采用按灌漿延米計價將會帶來的新問題。

(2)繼續研究隧洞固結灌漿質量檢查采用聲波檢測的局限性及其經濟性。

(3)采用多臂鉆進行隧洞大規模固結灌漿鉆孔的優勢明顯，但仍需繼續進行提高其鉆孔控制精度的研究。

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

(5)隧洞固結灌漿較大壩基礎固結灌漿和帷幕灌漿其作用和機理存在較大的差異，現有規范中的有關規定對隧洞固結灌漿而言并非最佳，如開灌比、分序、限量等的有關規定，建議在深入研究的基礎上予以適當修訂。