张峰水库帷幕灌浆施工方法综述

韩文才

（山西省张峰水库建设管理局，山西 太原 030002）

1 工程概况

张峰水库位于晋城市沁水县张峰村沁河干流上，总库容3.94亿m3，是以城市生活和工业供水、农村人畜饮水为主，兼顾防洪、发电等综合利用的大（二）型水库。枢纽工程主要建筑物有拦河坝、导流泄洪洞、溢洪道、供水发电洞、渠首电站及渠首输水泵站。

大坝防渗左岸帷幕灌浆工程起点为大坝左岸塑性混凝土防渗墙终点（幕0－181.5），终点为溢洪道帷幕灌浆起点（溢幕0＋000），总长556 m，桩号为左幕0＋000—左幕 0＋556。在桩号左幕 0＋276.5—左幕 0＋288.5段穿过导流泄洪洞。大坝左岸帷幕灌浆工程为单排帷幕布置，孔间距2.0 m，灌浆孔278个，深度56.2～102.9 m，平均孔深88.2 m。灌浆孔分为灌浆段和非灌浆段，灌浆起灌高程超出大坝正常水位2 m，灌浆起灌高程761 m。

大坝防渗左岸帷幕灌浆工程位于左岸单薄山梁的西南端临近水库水面侧。大部分地段覆盖第四系中更新统（Q2pl）淡红色低液限黏土及钙质结核层，厚度0.5～18.5 m，局部基岩裸露；涉及的基岩层为三叠系下统刘家沟组T11-2—T11-7岩组，岩性以细粒长石砂岩、砾岩、粉砂岩为主，岩性坚硬，呈互层状分布，属于薄层—中厚层状，岩层倾向下游，倾角5°～7°，强风化层厚度 1～3 m。

岩土体渗透性沿垂直方向分为三个带：上部淡红色低液限黏土夹钙质结核层，厚0.5～18.5 m，土层垂直渗透系数平均值3.75×10-5cm/s，水平渗透系数平均值1.67×10-5cm/s，属微透水带；高程 685～720 m 以上到基岩面，岩体透水率6.6～100 Lu以上，属极强透水带，厚50～83 m；底高程685～735 m以下，岩体透水率小于10 Lu，属弱透水带。防渗帷幕灌浆深入岩体透水率5 Lu附近，帷幕下限高程约680～705 m。

2 帷幕灌浆计量方法选定

帷幕灌浆目前主要有以进尺延米（m）为单位和钻孔与水泥注入量（t）法分别计量的两种计量结算方式。

进尺延米为单位计量法是以灌浆孔的长度延长米为计量结算单位。该方法测量计算简单直观，便于施工管理，实际工程量与设计工程量的差距一般可控制在较小的变动范围内，对合同价格影响较小，不易产生异议；但单价由水泥灌入用量确定，由于地质复杂性和采用灌浆参数的不同，实际注入量与测算的水泥注入量可能存在较大差距，使建设管理方对灌浆质量承担较大的风险，也使承包方承担工程费用不确定的风险。

为确保张峰水库左岸帷幕灌浆质量，采用钻孔与水泥注入量分别计量的方式进行计量结算。承包商投入的材料、工时消耗，多灌多计费、少灌少计费，大大降低了建设管理方与承包方的风险。

3 钻孔与注入量法施工控制关键点

3.1 水泥注入量

大坝防渗左岸帷幕灌浆工程采用钻孔与水泥注入量分别计量法，使水泥用量在一定的合理范围内，张峰公司组织专家进行咨询，根据帷幕灌浆段的工程地质和水文地质条件，参照其他防渗帷幕灌浆工程的平均透水率、平均单位水泥注入量以及灌浆经验，确定左岸帷幕灌浆段水泥耗用量为150 kg/m。

3.2 合同约定

张峰水库大坝防渗左岸帷幕灌浆工程在合同签定时作了如下约定：一是帷幕灌浆的计量按监理工程师确认的水泥用量计量，为《工程量清单》中每吨单价包含水泥、掺和料、外加剂等材料的采购、运输、储存和保管的全部费用，以及为实施全部灌浆作业所需的人工、材料、使用设备和辅助设施及各种试验、观测和质量检查验收等所需的一切费用。二是灌浆过程中正常产生的浆液损耗应包含在相应的灌浆作业单价中。三是灌浆用水包括钻孔、灌浆、冲洗、压水试验等，用水不单独计量支付，其费用均包含在相应的灌浆项目中。四是当帷幕灌浆项目（单项）工程量超过合同工程量15%时，超出部分将按实际消耗的人工、材料、机械进行计量，并计入合理的利润和税金进行结算；当实际单位平均注入水泥量超过合同约定单位注入水泥量的±20%时，按帷幕灌浆单价（100 kg/m，200 kg/m，300 kg/m，400 kg/m，500 kg/m）内插法计算的单价进行结算。

在报价中根据上述合同约定，既保证了承包方的利益，又未突破工程概算，同时保证了工程质量。

3.3 施工过程措施控制

大坝防渗左岸帷幕灌浆工程施工前，承包商编制了详细的施工方案，并上报监理工程师审批，严格按照监理工程师批准的施工方案进行施工，严格执行“三检”制，保证工程质量；现场要求有5年以上灌浆管理经验的监理工程师24 h旁站监理，对钻孔、灌浆全过程平行跟踪监督、检查，同时监理工程师严把水泥进出场的质量和数量，对施工期间在灌浆作业面的工作人员、材料、机械设备进行统计；业主现场管理人员不定期组织设计、监理、承包商联合对钻孔、灌浆进行现场检查，重点检查孔深、孔斜、浆液密度、灌浆压力、自动记录仪等项目。

在灌浆施工过程中，当水泥耗用量超过150 kg/m时，在保证灌浆质量的前提下，采用控制灌浆压力、限制水泥注入流量、间歇、待凝、注入水玻璃等措施，防止大量跑浆，导致水泥浆液浪费。

张峰水库工程实行业主负责、设计支持、监理控制、施工保证、政府监督相结合的质量管理体系。左岸帷幕灌浆属隐蔽工程，灌浆质量不能直观反应，只能通过检查孔压水试验和钻孔取芯来检查判断。张峰水库左岸帷幕灌浆设计防渗标准透水率不大于5 Lu，在施工过程中严格控制，经现场联合“四方”检查，检查孔一次合格率100%。

4 效益分析

张峰水库大坝防渗左岸帷幕灌浆工程共完成检查孔28个、压水试验397段。检查孔透水率频率分布见表1。

表1 检查孔透水率频率分布表

根据表1可知，检查孔各段次透水率均满足小于5 Lu的设计要求，且71%的孔段透水率小于3 Lu；各检查孔灌浆的平均注入量仅11.34 kg/m，表明岩体裂隙已灌注密实；岩芯采取率高，各检查孔岩芯中均发现多处水泥结石体，岩石裂隙充填饱满、强度高、同岩体胶结致密，充分说明帷幕灌浆效果良好，显著增强了岩体的防渗性能和完整性。

张峰水库大坝防渗左岸帷幕灌浆工程合同总金额为14 532 198.00元，最终累计完成合同金额15 510 148.16元，占合同总额的106.7%。帷幕灌浆实际平均单位水泥注入量221 kg/m，较合同单位注入量增加了71 kg/m。实际灌浆量为4 308 t，较合同工程量增加1 325 t。根据合同约定对灌浆水泥注入量单价调整，对应项目投资增加1 314 966元，占合同总金额的9%。

5 结语

张峰水库大坝防渗左岸帷幕灌浆工程采用钻孔与水泥注入量法进行计量施工结算，建设方既保证了灌浆质量，又把投资控制在预期范围内；承包方既降低了灌浆风险，又达到了预期的经济效益；监理方根据合同约定，更加准确控制了灌浆工程的质量和投资。因此，张峰水库左岸帷幕灌浆工程采用钻孔与水泥注入量法进行计量结算施工管理是可行的，该计量结算方法可为类似工程提供参考。