提高水库防渗墙有效厚度一次合格率的课题研究

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(1.长江勘测规划设计研究有限责任公司， 武汉 430010； 2.湖北长江清淤疏浚工程有限公司， 武汉 430019)

提高水库防渗墙有效厚度一次合格率的课题研究

尚钦1，周冬妮1，肖义2

(1.长江勘测规划设计研究有限责任公司， 武汉 430010； 2.湖北长江清淤疏浚工程有限公司， 武汉 430019)

常熟边滩整治工程中的应急水库工程采用高压旋喷灌浆防渗墙解决水库防渗问题。高喷防渗墙有效厚度是评价防渗墙施工质量的关键指标，防渗墙有效厚度一次合格率过低将直接影响施工进度和工程投资。通过工程现场的QC小组活动，研究了影响防渗墙有效厚度一次合格率的关键问题，并制定相应对策。对策实施后，防渗墙有效厚度一次合格率得到显著提高，保证了工程质量和进度，节约了工程投资，同时还带来了显著的社会效益和经济效益。

高喷防渗墙； 有效厚度； 一次合格率

1 小组简介

长江设计公司攻坚QC小组成立于2012年9月，课题类型为现场型，成员共9名。小组成员具有丰富的高喷墙设计施工经验，人均接受QC知识培训超过50h，共开展QC小组活动10次。

2 选择课题

常熟市福山水道南岸边滩综合整治工程位于常熟市港区开发新区，是常熟市重点工程。工程分为三个围区，其中围区Ⅲ为应急水库工程。为解决水库运行期的渗漏问题，设计在临江侧围堤堤身修建高喷防渗墙。高喷防渗墙要求墙体有效厚度达到30cm，且墙体完整、密实、无松散夹层。施工前进行了现场生产性试验，结果显示墙体有效厚度合格率大于70%，局部有空洞。根据设计要求，对于有效厚度不合格的部分墙体需要进行补桩，直到达到有效厚度30cm的要求。按照现场试验的结果，一次施工完成后，将有30%的墙体需要补桩，这势必会拖延工期并增加工程投资。因此，小组选择“提高防渗墙有效厚度一次合格率”为此次活动课题。

3 现状调查

有效厚度合格包含两个方面：一是墙体最小厚度必须满足设计要求，该工程要求防渗墙最小厚度必须大于30cm，这一点主要通过现场开挖测量来检查；二是墙体要完整、密实、无松散夹层，这主要通过现场开挖检查和墙体取芯检查。现状一：现场开挖检查10处墙体最小厚度，有3处厚度小于30cm，且局部还出现空洞。现状二：现场钻孔取芯检查，取芯破碎且取芯率低，说明墙体完整性差，局部不连续。

根据现场开挖和钻孔取芯检查成果，现状情况墙体有效厚度一次合格率小于70%，见图1。通过对试验结果的进一步研究分析发现，造成墙体有效厚度不合格的两个症结问题为：桩位不正和最小桩径不足。

图1 现场试验有效厚度检查结果

4 设定目标

为确保防渗墙施工质量，节省工程投资和工期，结合相关工程经验，综合考虑施工应用性和经济合理性，最终确定活动目标为将防渗墙有效厚度一次合格率从现场试验的70%提高到98%。

5 原因分析

小组成员采用头脑风暴法对造成症结问题的原因进行了分析，并采用关联图的方法对分析过程进行了整理。最后得出影响“桩位不正”和“最小桩径不足”的末端原因有11个，分别为：放样误差、钻机定位偏离、钻机不平稳、钻进参数不合理、人工校准不足、施工中注浆管提升速度过快、注浆管提升速度设计不合理、控制压力设备故障、水气导管压力参数不合理、喷射过程操作不当、浆液质量未达标。原因分析关联图见图2。

图2 原因分析关联图

6 要因确认

小组成员对图2中的11项末端因素制定了要因确定计划表，并按计划逐一进行确认，见表1。通过对末端因素逐一分析，确定两个要因：“钻机不平稳”和“注浆管提升速度设计不合理”。

7 制定对策

通过现状调查及要因分析，小组成员针对两个要因分别进行了对策研究，从有效性、可实施性及经济性三个方面对对策方案进行了比选，对策方案比选评价见表2。

表1 要因确认计划

表2 对策方案评估

续表

确定了对策方案之后，小组成员根据“5W1H”的方法进行分析讨论，制定具体的对策措施并对实施的时间和人员进行了计划安排，见表3。

a.针对“钻机不平稳”的问题，提出“不更换钻机，采取一定措施将钻机安放平稳”的对策(对策实施目标：钻机位置偏离小于50mm,钻杆偏斜率小于1%)。

b.针对“注浆管提升速度设计不合理”的问题，提出“根据不同土层选取不同注浆管提升速度”的对策(对策实施目标：成桩最小桩径大于1.3m)。

表3 对 策

8 对策实施

8.1 对策一

针对“钻机不平稳”，采取相应措施将钻机安放平稳。

措施一：垫平基座、加重设备

a.钻机安装时，对基座底部进行夯实整平处理，同时对基座加垫提高其稳定性。

图3 垫平设备、压重钻机

b.将砂袋或水泥袋等重物置于基座或支架上以压重设备，增加稳定性。见左图3。

措施二：增设重锤。

给每台钻机设备增设重锤，便于随时检查钻杆垂直度，发现偏斜及时进行调整纠偏。见图4。

图4 增设重锤

措施三：开机前必须进行水平测量和倾斜度校准并认真填写开机许可证，同时，必须按照措施一和措施二的要求对钻机进行垫平加重处理，检查是否安放重锤，最后，经监理单位复检合格签字后方可开机施工。

对策一实施效果确认：

小组在对策实施后对钻机的平稳状态进行了跟踪。对策实施后，钻机在定位和安放过程中其偏离均小于30cm，偏斜率均小于1%，在施工过程中，其偏离和偏斜合格率也均达到100%，验证结果见表4。

表4 对策一实施前后目标实现情况对比

8.2 对策二

针对“注浆管提升速度设计不合理”。

措施一：针对不同土层进行现场试验。

根据《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》对提升速度的建议值，结合现场试验，研究不同土层合适的注浆管提升速度。见图5。

措施二：制定不同土层提升速度表。

根据试验成果，召集多方开会讨论，制定不同土层提升速度标准。见表5。

图5 现场试验研究注浆管提升速度

表5 提升速度表(部分)

续表

措施三：制表公布，严管操作。

根据不同标段的土层分布，分别制定注浆管提升速度参数表格，并对工作人员进行公布和培训，严格控制操作过程。

对策二实施效果确认：

小组在对策实施前后都对成桩桩径进行了抽样检查。检查对比结果见表6。对策实施前最小桩径105cm，小于设计要求最小桩径130cm，对策实施后，最小桩径达到136cm。

表6 策二实施前后目标实现情况对比

9 效果检查

QC小组活动后期对防渗墙有效厚度现场开挖检查和取芯检查情况重新进行了统计和汇总。在对策实施后，墙体最小桩径达到136cm，且桩体均匀连续，搭接密实，取芯完整、取芯率高，最终防渗墙有效厚度一次合格率达到了100%。

活动前后，有效厚度合格情况对比见表7，开挖检查和取芯检查情况见图6、图7。

表7 活动前后有效厚度合格情况对比

图6 活动前后开挖检查和取芯检查结果对比

图7 活动后期现场检查结果

由于水库防渗墙有效厚度一次合格率得到显著提高，从而节省了工程投资约300万元。由于该水库防渗工程质量优良、防渗效果显著，根据工程附近类似水库的渗漏资料，该水库每年将减少渗水约300万m3，相当于每年节约了约400万元。同时，通过此次QC活动，小组活动能力得到显著提高，增加了业主满意度，为签订后续项目奠定了基础。

10 巩固措施

QC小组在活动效果得到确认之后将活动成果编入《高喷防渗墙施工指导手册》，将施工质量控制措施形成固定的制度，将质量管理落实到施工工序中，定期组织人员培训并进行测试。后续的高喷防渗墙工程，采用相同的质量控制措施也取得了令人满意的施工质量。

11 总结及进一步打算

该QC小组活动，紧紧围绕提高防渗墙有效厚度一次合格率这一主旨，通过一个完整的PDCA活动，综合运用各种质量管理工具与方法，显著提高了防渗墙有效厚度一次合格率，节约了工程投资，获得了业主的认可与信任，为今后继续承接该地区其他项目奠定了基础。同时，该高喷防渗墙施工质量控制的处理方案在其他类似工程中具有推广价值。

Subject Research of Improving Effective Thickness One-time Passing Rate of Reservoir Cutoff Wall

SHANG Qin1, ZHOU Dong-ni1, XIAO Yi2

(1. Changjiang Survey Planning Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430010, China;2. Hubei Yangtze River Dredging Project Co., Ltd., Wuhan 430019, China)

High pressure rotary jet grouting anti-seepage wall is adopted in emergency reservoir work of Changshu marginal bank restoration project for solving reservoir anti-seepage problems. Effective thickness of high pressure rotary jet grouting anti-seepage cutoff wall is a key indicator to evaluate cutoff wall construction quality. Too low effective thickness one-time passing rate of cutoff wall will directly affect construction progress and project investment. Key problems affecting effective thickness one-time passing rate of cutoff wall are studied through project site QC group activities, and appropriate countermeasures are developed. Effective thickness one-time passing rate of cut-off wall is prominently improved after implementation of the measures, thereby ensuring project quality and progress, saving project investment, and leading to significant social and economic benefits at the same time.

high pressure rotary jet cutoff wall; effective thickness; one-time passing rate

TV543

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1005-4774(2014)12-0071-06