淺論帷幕灌漿工程計量與質量管理的核心

歐陽亦蛟

（衡南縣雙板橋水庫管理所，湖南 衡陽 421100）

帷幕灌漿是水庫各類擋水建筑物廣泛采用的基礎防滲體工程措施，因為帷幕灌漿工程的深度隱蔽性，導致了帷幕灌漿的質量控制、施工質量檢查、工程計價的技術條件、實際完成工程計量等4 個方面內容是否真實可靠的問題，在施工過程或完工結算中，存在著準確性的困惑[1]。在帷幕灌漿工程實施中，項目法人管理的核心內容在于計量與質量這兩個方面，計量管理決定著帷幕灌漿的工程造價，質量管理決定著帷幕灌漿的工程效果。

1 前期勘探對帷幕灌漿計量與質量的影響

由于工程勘察的必然局限性，帷幕灌漿實施前，施灌巖體的工程地質及水文地質這兩方面的地質條件與地質問題，不一定已經真實可靠查明，從而給帷幕灌漿的計量與質量帶來顯然的隱患。造成這種技術隱患的一個重要因素是勘探工作不符合規范要求。對于中小型水利水電工程而言，其前期階段的工作常常未達到上述規定的相應要求，尤其是對于病險水庫除險加固工程，工程設計前投入勘測工作量少，未進行鉆孔壓水試驗，或壓水試驗方法不符合規范要求，或試驗計算成果錯誤。

1.1 前期勘探的工作缺陷

2009 版《水利水電標準施工招標文件》通用合同條款規定發包人義務之一是：應按技術標準和要求（合同技術條款）的約定，向承包人提供施工場地內的工程地質圖紙和報告，并保證資料的真實、準確、完整。

《水利水電工程地質勘察規范》（GB 50487-2008）強制性要求查明壩基水文地質結構，地下水埋深，含水層或透水層和相對隔水層的巖性、厚度變化和空間分布，巖石土體滲透性。

某新建中型水庫大壩壩基帷幕灌漿工程，因初步設計階段未按照上述工程地質勘探規范開展勘探工作，壩址未進行相應的壓水試驗。為滿足推進該水庫工程建設的整體進度要求，在壩址水文地質條件勘探不明、未進行壓水試驗的條件下，組織了招標，招標人將壩基壩肩巖體的滲透性交予投標人自行猜測。施工單位經委托符合資質要求的檢測機構對灌漿先導孔進行壓水試驗，結果表明壩肩及壩基巖體滲透系數在10～25 Lu 區間之內，實際灌漿消耗量遠遠超過投標書編制階段想象的消耗量。這一事實證明，該工程關于壩基壩肩巖體的前期勘探工作存在嚴重質量缺陷。

1.2 工程前期勘探的缺陷實例

圖1 是某中型水庫除險加固工程壩址地質縱剖面圖，從圖中可見，在其地質縱剖面上，已經完成了7 個鉆孔勘探工作，水文地質條件從上至下，被劃分為5 個區帶：對其上部覆蓋層，測定了為水平滲透系數Kh和垂直滲透系數Kv，其中，垂直滲透系數為4.75×10-5～7.78×10-6，水平滲透系數為5.02×10-5～8.22×10-6；對于壩下基巖，定性劃分為中等透水區和弱透水區2 個區帶，但尚未進行壓水試驗等水文地質勘探工作，未定量確定基巖的透水性能。

圖1 某中型水庫除險加固工程壩址地質縱剖面圖

圖2 是圖1 所列工程壩址滲透剖面圖，因未提交壓水試驗成果等必要備查資料，卻將圖1 中壩下基巖的中等透水區變更描述為強透水區，以致可以質疑該滲透剖面圖繪制的真實性。

圖2 圖1 所列工程壩址滲透剖面圖

圖3 是該工程壩基帷幕灌漿展開圖，該圖所載說明：帷幕灌漿要求灌至微透水層以下5.0 m，灌漿孔距3.0 m。由圖3 可見：①該設計對帷幕灌漿施工，既沒有提出壩基巖體原透水率大小；②未按工程建設強制性標準要求查明壩基水文地質結構，地下水埋深，含水層或透水層和相對隔水層的巖性、厚度變化和空間分布，巖石土體滲透性；③未提出提出帷幕灌漿目標值的數據要求；④提出“帷幕灌漿孔灌至微透水層下限線以下約5.0 m”的設計目標。顯然，該設計目標是不可取的，也是不可實現的。因為，按照圖1、圖2 的工程地質特性描述，該工程壩基勘探深度以內不存在微透水層。

上例中，顯而易見圖1 與圖2 對于壩基巖石透水性的定性描述，有矛盾之處，且地質勘探并未揭示出壩基微透水層巖體，倘若按照圖3 關于壩基帷幕灌漿孔深灌至微透水層下限線以下約5 m 的設計要求進行灌漿，則帷幕灌漿的計量將是無法估量，其工程投資必將損失嚴重。

2 現場前置灌漿工藝試驗的計量管理核心

《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（SL 62-2014）要求一級和二級水工建筑物基巖帷幕灌漿，或其他認為有必要的其他等級的水工建筑物基礎帷幕灌漿，應在灌漿工程作業開展前，進行現場灌漿試驗。

圖3 該工程壩基帷幕灌漿展開圖

2.1 現場灌漿試驗設置管理點的目的

項目法人針對帷幕灌漿現場試驗設置管理點目的在于以下兩個方面。

2.1.1 防止承包人抬高灌漿單價

預防承包人采取高估冒算的方式，故意抬高原位巖體的滲透系數，從而為整個帷幕灌漿工程結算打下與實際水文地質條件不符的超高單價的伏筆。

湖南省某新建中型水庫重力壩，壩址河谷兩岸山勢不對稱，左壩肩山體雄厚；右壩肩山體單薄，蓄水后，可能形成庫水沿右岸山體巖體破碎帶、節理裂隙、巖層層面的滲漏。為防庫水滲漏，設計要求設置沿右岸山脊過壩軸線至左岸壩肩的完整帷幕。灌漿施工屬富有經驗的專業施工隊伍，現場進行了灌漿試驗。在兩個孔段（壓水試驗孔段長4～6 m）的灌漿試驗過程中，施工單位聲稱巖體透水率大于50 Lu，灌漿吸漿量超過了300 t水泥。施工單位渲染收到了一定效果，發包人也誤認為實際情況如此。

特邀專家到現場查看后，否決了施工單位的論斷，并一針見血地指出了該論斷的動機, 施工單位當即承認原現場試驗可能不準，全部予以重做。

2.1.2 及時糾正試驗錯誤

監管承包人真正按照現水泥灌漿技術規范開展現場試驗工作，只有工作規范才能保證試驗成果的真實性、準確性。

針對上例新建中型水庫重力壩的現場灌漿試驗情況，項目主管部門特邀有關專家到工地開展專項咨詢。經專家現場踏勘后，發現以下技術問題，責令施工單位現場立即整改：

1）由于漿液桶離壓水試驗段高度達48～56 m，雖然未額外加壓漿液，但在勢能作用下，已經不是設計的常水頭壓水試驗，責成現場予以糾正。

2）鉆機施鉆工藝不符合規范要求，鉆機未反錨固定，鉆桿加壓過大，造成鉆桿旋轉超出規范要求的偏差。

3）試驗栓塞變形失效，應予現場更換。

2.2 現場灌漿試驗設置管理點的方法

現場設置管理點的方法，以發包人代表監督、監理旁站人、特邀工程地質及水文地質專家巡查三結合為宜。這種方法構成管理點的三重設置，既充分發揮了發包人現場監管和監理人的監理職能，更重要的是有利于發揮專家在專業上的優勢。

灌漿工程因其隱蔽性和專業性特點，發包人工程經驗與理論知識不足，對灌漿工程的技術內涵不清楚；對于中小型水利工程，尤其是維修加固工程，監理人現場監理機構人員少，專業配置難差，難以滿足現場灌漿試驗的技術監管要求，實際上，這些中小型或小型水庫除險加固工程，監理人派駐工地執行監理任務的監理人員，其技術素質難以滿足工程監理需要，大多數監理人員并未真正親歷過壓水試驗或帷幕灌漿施工，因此，監理人員對于灌漿試驗的現場旁站即退化成現場擺設。

正因為這類情形的客觀存在，使特邀工程地質及水文地質專家巡查監督確有必要，上述灌漿試驗案例，已經充分證明了這種必要。專家監督的關鍵節點時間，宜布置在試驗方案審定、灌漿孔鉆機固定、鉆孔施鉆、洗孔、穩定地下水測量、壓水試驗方法（采用五階段三壓力壓水試驗，還是單點法壓水試驗）、栓塞安裝、壓力中心點設置、灌漿系統的現場布置、漿液配置、施灌漿液變換、終灌觀察等技術環節，從而保證現試驗的真實性和準確性。

2.3 灌漿實施中的計量管理點

相對于壩體灌漿而言，因無法直觀檢查，壩基帷幕灌漿工程具有顯著的隱蔽性特點。正因為其隱蔽性，容易誘發施工承包人虛假計量的行為。

壩基巖體的實際滲透系數和吸漿情況一經灌漿試驗真實確定，灌漿過程中的計量則尤為重要。現行灌漿設備均配置了灌漿自動記錄儀，且一般為簡易記錄儀。客觀的使用情況是：發包人現場代表、灌漿施工人員、監理旁站人，對于各類灌漿記錄儀的工作原理不知曉，對儀器如何率定不清楚。實際上，灌漿記錄儀屬于施工過程輔助記錄設備，不屬于工程質量檢測單位檢測試驗設備，因而不屬于經技術質量監督機關監督管控設備。

鑒于上述情形，灌漿施工過程對于灌漿記錄儀在工作開始之前的檢查與率定，尤為重要。對灌漿記錄儀清零率定，應按照生產廠家提供的使用說明方法進行。值得注意的是，帷幕灌漿施灌前，須現場完成參建各方認定的清零率定，否則，灌漿工程不宜施灌。

3 灌漿工程的質量技術管理點

3.1 認真檢查帷幕灌漿地質條件

本文前述工程前期勘探的缺陷實例，該水庫為中型水庫，總庫容2 095 萬m3，大壩為3 級水工建筑物，大壩為均質土壩，最大壩高41.44 m。

《水利水電工程地質勘察規范》（GB 50487-2008）附錄F 巖土體滲透性分級如表1。

表1 巖土體滲透性分級

該水庫大壩壩基帷幕灌漿設計灌漿孔深達到微透水層下限線約5.0 m 以下，從巖土體滲透性分級表可以看出，微透水層下限線即為極微透水層上限，這在原位巖體地質條件中是難以實現的。

3.2 按照設計規范控制帷幕質量標準

上例水庫除險加固工程，要求帷幕灌漿深入微透水層下限線以下，依上表可見，其透水率0.1≤q＜1 Lu。按照《碾壓式土石壩設計規范》規定帷幕灌漿的設計標準應按灌漿后的基巖的透水率控制，1 級、2 級大壩及高壩，其透水率控制在3～5 Lu，3 級及其以下大壩帷幕灌漿控制標準為5～10 Lu。

由此可見，上例水庫大壩除險加固工程帷幕灌漿的設計要求，遠遠超出了《碾壓式土石壩設計規范》的規定，是不可執行的帷幕設計標準，倘若執行，必將極大浪費工程投資。

3.3 帷幕灌漿工程質量的檢測

壩基帷幕灌漿工程具有顯著的隱蔽性特點，以致對其施灌質量檢查很棘手。歸納現行常規的檢查方法為：一是直接的鉆孔取芯肉眼觀察法，在帷幕軸線上布置鉆孔，抽取芯樣直接觀察漿液在巖體節理裂隙中的充填情況，若充填完整，表明灌漿施工質量優良。二是鉆孔壓水試驗法，通過該試驗測定經過灌漿后，壩基巖體滲透系數，評價灌漿是否達到設計或工程建設強制性要求的Lu。三是鉆孔孔內超聲波測試，這是一種間接的相對檢測，通過在鉆孔單孔孔內超聲波測井，測定沿孔壁滑行的超聲波縱波速度，或在相鄰兩孔之間進行超聲波穿透，測定兩孔之間壩基巖體的超神波縱波速度，根據速度值大小和變化特征，判斷巖體灌漿后的完整性。

無論采用何種方法進行灌漿質量檢測，發包人或監理人均應該懂得其基本理論，否則難以監管判斷各種檢測技術應用的正確性。如果發包人或監理人完全不具有這樣的知識儲備，就需要邀請相應專業的專家設置灌漿檢測管理點，一旦采用的檢測方法確定，其管理點的管理內容則是該類檢測方法的全過程監管。

4 結 語

帷幕灌漿，尤其是壩基帷幕灌漿質量具有極強的不可直接觀察性，正因為這種隱蔽性，導致了灌漿施工作業定價可能缺乏技術邊界約束，使其灌漿定價與真實施灌條件不符，同時，可能引起灌漿工程量計量不真實。為保證帷幕灌漿定價合理、計量真實，就需要對灌漿前的現場壓水試驗、現場灌漿試驗、施灌過程、施工質量檢測，設置其管理點，以此保證實現帷幕灌漿工程的真實性、準確性和可靠性。