摘要：水泥灌漿施工技術(shù)在水利水電工程中被廣泛應(yīng)用,其相關(guān)的施工質(zhì)量管理對(duì)于工程建設(shè)起著十分重要的作用,文章從灌漿分包及計(jì)價(jià)、施工中灌漿工序控制要點(diǎn)、灌漿資料的整理以及灌漿自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)等方面進(jìn)行深入的探討,提出有效的管理方法,可為其它水利水電灌漿工程的質(zhì)量管控提供參考。
關(guān)鍵詞：水泥灌漿,質(zhì)量控制,管控要點(diǎn)
水泥灌漿常作為水利水電工程改善不良地基和大壩防滲處理的重要手段。但由于是隱蔽施工,施工對(duì)象的特征的不確定,灌漿技術(shù)在很大程度上受操作人員的主動(dòng)性及復(fù)雜施工的工藝影響,施工過程難以直觀的表現(xiàn),易出現(xiàn)違規(guī)的操作,影響灌漿工程的質(zhì)量。為采取合理、高效可靠的管理手段,確保灌漿工程滿足設(shè)計(jì)要求,文章從灌漿分包及計(jì)價(jià)、施工中灌漿工序控制要點(diǎn)、灌漿資料的整理及灌漿自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)等方面進(jìn)行深入的探討,提出有效的管理方法,可為其他水利水電灌漿工程的質(zhì)量管控提供參考。
1 工程概況
河南天池抽水蓄能電站位于河南省南陽市南召縣馬市坪鄉(xiāng)境內(nèi),電站由上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)、下水庫及地面開關(guān)站等建筑物組成,上水庫和下水庫大壩均為鋼筋混凝土面板堆石壩。工程屬一等大(1)型工程,主要永久性建筑物按1級(jí)建筑物設(shè)計(jì),次要永久性建筑物按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。
作為抽水蓄能電站主要的防滲體系在于大壩趾板部位的固結(jié)灌漿及帷幕灌漿,且上水庫防滲標(biāo)準(zhǔn)要求極為苛刻,灌后透水率需小于1Lu,灌漿工程質(zhì)量控制尤為重要。
2 灌漿工程質(zhì)量控制的探討
為了使天池抽水蓄能電站灌漿防滲效果,達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期目的�，F(xiàn)場(chǎng)的施工中除了嚴(yán)格按照施工技術(shù)方案進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化施工外,還需要從以下幾個(gè)方面,加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管控,提升灌漿工程質(zhì)量管理水平與效率。
2.1 灌漿分包
根據(jù)項(xiàng)目水泥灌漿的類別,在選擇分包隊(duì)伍的時(shí)候,要合理的劃分標(biāo)段,保證工程量均勻,每個(gè)部位要按照灌漿的先后順序進(jìn)行施工,要安排專業(yè)素質(zhì)高的技術(shù)人員完成灌漿任務(wù),對(duì)超100 m以上的帷幕灌漿孔,要嚴(yán)格控制分包隊(duì)伍的資質(zhì)許可,選擇經(jīng)驗(yàn)豐富且具備專業(yè)施工資質(zhì)的隊(duì)伍。確保水泥灌漿隱蔽工程的質(zhì)量管控。
因水泥灌漿易受施工人員素質(zhì)的影響,現(xiàn)場(chǎng)施工組織過程中必須要求分包隊(duì)伍配備標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)組,做到鉆孔、灌漿工序連續(xù)進(jìn)行,同時(shí)在合同約定內(nèi)的關(guān)鍵崗位的機(jī)長(zhǎng)和記錄員,必須安排能勝任本崗位的專業(yè)人員,按照本項(xiàng)目的灌漿要求培訓(xùn)合格后方可上崗。
2.2 灌漿計(jì)價(jià)
水泥灌漿工程的計(jì)量具有復(fù)雜性及可變性,目前灌漿工程的計(jì)量主要采取按灌漿孔進(jìn)尺(每延米)、灌注注入量(t)、每延米按單位注入量區(qū)間計(jì)價(jià)等計(jì)量方式。
2.2.1 進(jìn)尺計(jì)量法
進(jìn)尺計(jì)量法以灌漿孔的長(zhǎng)度(每延米)為計(jì)量單位,計(jì)量方法簡(jiǎn)單,但由于合同內(nèi)規(guī)定每延米的注入量為一定額和實(shí)際灌漿孔注入量多少無關(guān),對(duì)承包商易造成兩個(gè)極端方面的影響。(1)能夠充分發(fā)揮承包商的積極主動(dòng)性,投入更多資源及設(shè)備來滿足進(jìn)度質(zhì)量控制,同時(shí)鼓勵(lì)承包商運(yùn)用已有的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù);(2)在這種計(jì)價(jià)模式下,承包商為完成較多的灌漿延米數(shù)量,通過縮短灌漿時(shí)間及減少水泥注入量,減少了每一灌漿段的灌注時(shí)間,存在較大的質(zhì)量隱患。
同時(shí)因?yàn)閱蝺r(jià)主要根據(jù)前期勘探孔的透水率確定,但實(shí)際地質(zhì)情況復(fù)雜及灌漿參數(shù)壓力等因素的影響,在地質(zhì)情況差異較大的部位,實(shí)際注入量和定額注入量相差很大,承包商對(duì)于超定額水泥耗量,存在爭(zhēng)議,易造成承包商消極施工,采取不正常的灌注手段,從而影響灌漿質(zhì)量。
針對(duì)進(jìn)尺法計(jì)量的特點(diǎn),該方法適用地質(zhì)情況較好,注入量較小的工程或部位。但對(duì)于發(fā)生地質(zhì)因素突變的部位,導(dǎo)致注入量超出定額消耗量極大的部位,可采取給承包商增加超灌水泥人工機(jī)械材料補(bǔ)償?shù)拇胧?同時(shí)允許施工單位合理調(diào)整施工工藝,保證灌漿效果;加強(qiáng)對(duì)超灌部位的灌漿質(zhì)量檢查,防止因水泥注入量不足達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
2.2.2 注入量計(jì)量法
注入量計(jì)價(jià)法是以注入巖體裂隙中的實(shí)際水泥注入量(t)計(jì)算工程量,多灌多得,少灌少得,大大減少了承包商的風(fēng)險(xiǎn),調(diào)動(dòng)了承包商多灌漿的積極性。但也存在工程量變化難以控制,承包商為了擴(kuò)大注入量,往往加大灌漿壓力,導(dǎo)致注入量大,甚至壓力大時(shí)造成建筑物的抬動(dòng)變形損壞。
由于單價(jià)的確定與水泥注入量的單耗有關(guān)聯(lián),導(dǎo)致承包商惡意的加大注入量,也造成了灌漿材料的浪費(fèi)。作為計(jì)量方式,不方便對(duì)承包商的進(jìn)度進(jìn)行控制,實(shí)際進(jìn)度控制仍要以灌漿每延米為單位進(jìn)行控制。采取該計(jì)量方法,要選用適用的灌漿施工技術(shù),要有防止過量灌漿的措施。同時(shí)對(duì)于注入量很小或者強(qiáng)巖溶發(fā)育地層注入量很大的地層都不適合此計(jì)量方法。
2.2.3 每延米按單位注入量區(qū)間計(jì)量法
合同約定單位注入量按照不大于50 kg/m、50kg/m～100 kg/m(含100 kg/m)、100 kg/m～150 kg/m(含150 kg/m)、150 kg/m～200 kg/m(含200 kg/m)分檔計(jì)價(jià),以每延米(m)為單位計(jì)量,且灌漿單價(jià)依次升高。超出200 kg/m部分按干水泥注入量以噸(t)為單位計(jì)量,另行支付。該灌漿計(jì)量確保承包人勞有所獲,但該灌漿計(jì)量以單耗量臺(tái)階型計(jì)價(jià),容易造成承包人為追求高一個(gè)等級(jí)的注入量,進(jìn)行灌漿量的造假。
為了計(jì)價(jià)的更加合理,建議將臺(tái)階型的計(jì)價(jià)方式,優(yōu)化成線性的計(jì)價(jià)模式,隨著單耗量的增加,灌漿單價(jià)也遞增,選用該方法,首先要根據(jù)承包人施工所有人工、材料、機(jī)械臺(tái)班的數(shù)量及利潤(rùn)稅金綜合確定,其次對(duì)于超出最大注入量區(qū)間的水泥計(jì)價(jià)不宜過低,減少承包商灌注該類型孔的消極狀態(tài)。
2.3 灌漿工序的控制要點(diǎn)
2.3.1 鉆孔過程的質(zhì)量控制
1)定孔位。根據(jù)設(shè)計(jì)鉆孔的排距、間距,測(cè)量孔位,注明各孔的孔號(hào)及孔距,孔位偏差不得大于10cm。
2)選擇適當(dāng)?shù)你@孔方法。根據(jù)巖石的硬度、完整性和可鉆性選擇合適的鉆孔方法、目前對(duì)于巖石堅(jiān)硬地層采用金剛石鉆進(jìn),較軟地層采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)。
3)鉆機(jī)的安裝必須穩(wěn)固。嚴(yán)格按照規(guī)定的方向鉆進(jìn),采用剛性較好的鉆桿。
4)適時(shí)的調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。施工中要根據(jù)巖石的硬度、鉆頭結(jié)構(gòu)、設(shè)備條件及鉆孔質(zhì)量要求選擇合理的鉆壓、轉(zhuǎn)數(shù)、水壓等鉆進(jìn)參數(shù)。
2.3.2 灌漿過程的質(zhì)量控制
1)選擇合理的灌漿方法。施工中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件,孔徑均勻程度、基巖段長(zhǎng)等選擇最佳的灌漿方法,保證灌漿工程的高質(zhì)量、高效率、低成本。
2)灌漿壓力的控制。灌漿壓力是影響灌漿效果的一個(gè)重要因素。采用較高的灌漿壓力,可以減少鉆孔數(shù)量,降低成本,增進(jìn)密實(shí)性,提高承載力,但如果壓力過高,可能導(dǎo)致地基及上建筑物抬動(dòng)破壞。所以必須根據(jù)地層情況,漿液類型等條件通過試驗(yàn)選擇合適的灌漿壓力。
灌漿過程中壓力的控制方法有:一次升壓法和分級(jí)升壓法。前者適用于透水性小,裂隙小的完整巖石地層,后者適用于透水性大,注入量大的地層。施工中有條件適宜采用一次性升壓法控制灌漿質(zhì)量,但對(duì)于注入量大或易抬動(dòng)的部位應(yīng)采取分級(jí)升壓法控制灌漿壓力。
3)漿液濃度的變化。按照規(guī)范要求進(jìn)行漿液變化,但當(dāng)灌漿過程中灌漿壓力或者注入量突然變化較大時(shí),應(yīng)立即查明原因并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理[1]。
2.4 灌漿資料的整理
灌漿工程是隱蔽工程,灌漿工程資料是灌漿工程實(shí)體及其形成過程的數(shù)據(jù)體現(xiàn),灌漿工程資料具有特殊的重要性,是評(píng)價(jià)灌漿施工質(zhì)量的重要依據(jù),但目前灌漿工程資料出現(xiàn)各類問題,影響灌漿過程中的質(zhì)量控制及后期的運(yùn)行管理,主要集中體現(xiàn)在不按照規(guī)范要求的內(nèi)容和格式編寫、收集整理資料、過程記錄缺少、管理記錄失真等方面。
灌漿工程資料在灌漿過程中逐步形成,要做好統(tǒng)一施工記錄格式,做好日常資料的歸檔,灌漿單元工程結(jié)束后及時(shí)收集過程資料并歸檔。因灌漿成果資料都由現(xiàn)場(chǎng)的原始記錄提供數(shù)據(jù),現(xiàn)場(chǎng)的原始記錄填寫必須真實(shí)、準(zhǔn)確、詳細(xì)、及時(shí)。鉆孔作業(yè)時(shí),應(yīng)及時(shí)記錄鉆孔揭示的地質(zhì)情況,對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的描述,并準(zhǔn)確記錄異常點(diǎn)開始結(jié)束的孔深點(diǎn),灌漿作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的特殊情況及處置措施應(yīng)是記錄的重點(diǎn)。所有記錄要及時(shí),不能事后通過回憶記錄,灌漿記錄應(yīng)在結(jié)束后打印交由旁站質(zhì)檢、監(jiān)理人員簽字確認(rèn)[2]。
2.5 灌漿自動(dòng)化監(jiān)控應(yīng)用
當(dāng)前水泥灌漿仍屬于勞動(dòng)密集型的作業(yè),傳統(tǒng)的質(zhì)量管理依賴從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)與責(zé)任感,主要原因是信息不暢通導(dǎo)致管理不到位,灌漿過程的控制最終通過自動(dòng)灌漿記錄儀記錄的資料間接反映,人為因素影響較大。因此應(yīng)大力推進(jìn)智能化灌漿,架設(shè)灌漿監(jiān)控系統(tǒng),可以減少人為因素影響,對(duì)灌漿施工過程控制的更加精細(xì)準(zhǔn)確,從而有效提高水泥灌漿的工程質(zhì)量。
灌漿施工監(jiān)控系統(tǒng)是把灌漿記錄儀采集到的壓力、流量、密度等傳感器的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整合、分析,并通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。通過對(duì)數(shù)據(jù)庫的分析,對(duì)施工過程中的控制,單元評(píng)定,進(jìn)度跟蹤提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[3]。
灌漿監(jiān)控可參考分層式監(jiān)控模式,監(jiān)控系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集層,過程控制層,終端服務(wù)器數(shù)據(jù)處理層�，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集層為灌漿記錄儀的各種傳感器,是所有數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ),采集層將數(shù)據(jù)預(yù)處理后傳輸至灌漿記錄儀主機(jī)。灌漿記錄儀主機(jī)作為過程控制層,接受現(xiàn)場(chǎng)采集層傳來的信號(hào),并按照灌漿的工藝參數(shù),及時(shí)的設(shè)置,記錄各種灌漿參數(shù),壓力閥門的控制,注漿流量的控制等。最終灌漿結(jié)束后,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過無線網(wǎng)絡(luò)或者有線網(wǎng)絡(luò)從記錄儀主機(jī)上傳至服務(wù)器,每個(gè)灌漿孔的壓水,灌漿記錄形成單獨(dú)的記錄,灌漿監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,通過軟件界面展現(xiàn)在用戶面前。
灌漿監(jiān)控系統(tǒng)的建立能實(shí)時(shí)的監(jiān)控灌漿施工參數(shù),成果統(tǒng)計(jì)分析,進(jìn)行質(zhì)量管理和過程控制,應(yīng)用該系統(tǒng)可以提高管理人員在灌漿過程中的實(shí)時(shí)性和工作效率,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況,采用信息化的管理手段提高灌漿質(zhì)量[4]。
結(jié)語
文章對(duì)天池抽水蓄能電站灌漿工程中分包及計(jì)量方式、灌漿工序控制要點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)灌漿資料的整理及推廣使用灌漿監(jiān)控系統(tǒng)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。目前天池電站灌漿工程中已施工完畢的部分全部合格,項(xiàng)目質(zhì)量的管理水平得到進(jìn)一步提高。文章中闡述的施工經(jīng)驗(yàn)及管理方法,可為同類項(xiàng)目在灌漿工程中借鑒。
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