提高陶岔渠首两岸帷幕灌浆施工工效

闫福根 丁　刚 王公彬

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉 430010）



提高陶岔渠首两岸帷幕灌浆施工工效

闫福根 丁刚 王公彬

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉 430010）

【摘 要】提高陶岔渠首工程帷幕灌浆施工工效，是确保水库正常蓄水及南水北调中线工程按期输水的关键性问题。针对这一关键性问题，陶岔工程QC小组展开了现状调查，全面分析影响施工工效的原因，并为要因制定相应对策。对策实施后，帷幕灌浆施工工效得到显著提高，保证了工程质量和工期，节约了工程投资，同时还带来了显著的社会效益。

【关键词】陶岔渠首工程；帷幕灌浆；施工工效

1 小组简介

陶岔工程QC小组成立于2012年3月1日，小组共10人，组长、副组长、顾问各1名，小组平均年龄33.4岁。成员具有丰富的大型水电工程灌浆设计、咨询和现场施工管理经验。多名成员曾获得2006、2007、2010、2011、2013全国优秀质量管理小组组长、组员称号。

2 选择课题

陶岔渠首枢纽工程是南水北调中线输水总干渠的引水渠首，也是丹江口水库副坝，为Ⅰ等工程。工程两岸地表为深厚覆盖层，覆盖层下部岩体岩溶较发育，透水性较强。为阻截闸基及两岸绕闸渗漏，减少渗漏量，保证工程按期蓄水及南水北调中线工程按期输水，设计对闸基及两岸一定范围进行了帷幕灌浆防渗处理。

为满足两岸帷幕灌浆150d工期要求，在10个工作面同时施工的前提下，灌浆施工工效需达到7d/孔。现场生产性试验结果表明，目前灌浆施工工效仅为12d/孔，与预期施工工效相差较远。因此将“提高陶岔渠首两岸帷幕灌浆施工工效”作为该次QC活动课题。

3 现状调查

围绕“提高陶岔渠首两岸帷幕灌浆施工工效”课题，小组成员展开了现状调查，并得到以下3个结论：

a.地质条件复杂。两岸覆盖层透水率为0.05～3Lu；接触段岩体透水率大于10Lu，且耐压能力差；接触段下部岩体透水率大于5Lu，耐压能力高。

b.覆盖层造孔过程中，塌孔严重，造孔十分困难。在相同的造孔深度条件下，覆盖层造孔时间是基岩造孔时间的5倍。

c.浅层基岩灌浆过程中，多次重复灌浆。现场施工发现，浅层基岩灌浆时，接触段频繁发生漏浆、串浆现象，造成每孔平均复灌次数多达4次。深层基岩灌浆时，很少发生漏浆、串浆现象，不需要重复灌浆。

综合分析现状调查结果，分析得到造成帷幕灌浆施工工效低的症结是“覆盖层造孔困难”和“浅层基岩重复灌浆次数多”。

4 设定目标

针对“覆盖层造孔困难”和“浅层基岩重复灌浆次数多”两个症结，结合实际150d工期要求，设定目标为：帷幕灌浆施工工效由12d/孔提高至7d/孔。

5 原因分析

小组成员运用头脑风暴法，围绕两个症结进行讨论，从人、机、料、法、环、测6个方面做出关联图（见图1），分析得出人员技术不熟练、施工管理不善、浆液水灰比过大、浆材选择不当、实际灌浆压力过大、地下水位高等10个末端因素。

图1　原因分析关联

6 要因确定

小组成员为原因分析关联图中的10项末端因素制定了要因确定计划表，并逐一进行确认，具体情况见表1。通过对末端因素的逐一分析，明确帷幕灌浆施工工效低的两个要因：“覆盖层造孔方法不合适”和“接触段耐压能力显著低于下部基岩”。

表1　要因确认计划

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，并从有效性、可实施性及经济性三个方面进行了对策方案评估，评估结果见表2。

表2　对策方案评估

对策方案的对比评估结果表明：两个要因的最终对策方案分别为“选择合适的造孔方法”和“隔管法避免下部基岩灌浆压力直接作用于接触段”。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，并对实施时间和人员进行了计划安排，如表3所列。

表3　对 策

8 制定对策

8.1 对策一：选择合适的造孔方法

a.具体措施一：试验对比多种造孔方法的造孔时间。现场试验结果表明，合金钻+泥浆护壁法造孔效率最低，合金钻+下套管保护法次之，鱼尾钻法效率最高。

b.具体措施二：确定最优覆盖层造孔方法。合金钻+泥浆护壁法存在的问题：钻孔过程需人工制作泥浆，泥浆护壁效果不佳，塌孔现象频发。合金钻+下套管保护法存在的问题：增加下设套管工序。鱼尾钻法具有加工制作简便、钻进速度快、孔径适应性强、易形成护壁泥浆、塌孔事故率低等明显优点。

因此，鱼尾钻法为该工程覆盖层造孔最优方法。

c.效果确认。现场未采用鱼尾钻法时，覆盖层的造孔时间为40h，采用鱼尾钻法后，覆盖层的造孔时间缩短至16h，完成预期20h的目标，如图2所示。

图2　对策一效果确认

8.2 对策二：隔管法避免下部基岩灌浆压力直接作用于接触段

a.具体措施一：下设隔管，对接触段岩体进行保护。将灌浆孔口管分成外管和隔管两部分；外管长度与覆盖层深度相同，深入至接触面。隔管总长约3～4m，嵌入至接触段约2～3m，并与外管搭接约1m。通过隔管，可有效对接触段岩体进行保护。

b.具体措施二：通过水泥浆将隔管与外管胶结成统一整体。通过在孔内灌注水泥浆，将外管与隔管胶结成一整体结构，从而形成一种新型孔口管结构——变径搭接式孔口管。

c.效果确认。现场未采用隔管法灌浆时，浅层基岩灌浆时间为192h，采用隔管法后，浅层基岩灌浆时间缩短至72h，完成预期92h的目标，如图3所示。

图3　对策二效果确认

9 效果检查

上述对策的实施，有效地提高了基岩帷幕灌浆施工工效，小组成员对计划施工的215个灌浆孔的施工工效进行跟踪，跟踪结果如表4所列。

表4　单孔施工各时间项现状值、目标值及完成值

表4表明：灌浆施工工效由12d/孔提高至6d/孔，实现目标值7d/孔。总工期缩短至129d，满足150d工期要求，超额完成任务。

该QC小组也为工程带来可观的经济效益，共节省水泥成本约为130万元。成功解决了深厚覆盖层造孔问题，并且创新性提出了隔管法，该方法已经得到了广泛的工程应用，推进了整个灌浆行业的技术进步。与此同时，该次活动保证了陶岔渠首两岸帷幕灌浆工程的工期，为南水北调中线工程按期输水做出了重要贡献。

10 巩固措施

a.报告1份。编写完成《南水北调中线一期陶岔渠首枢纽工程现场帷幕灌浆试验研究报告》。

b.纳入规范。形成了一套完整的灌浆工法——“隔管灌浆法”，已纳入行业新规范《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL 62—2014）》。

c.获发明专利1项：变径搭接组合式孔口管灌浆法（专利号ZL2012 1 0557426.8）。

d.获实用专利1项：一种变径搭接式新型灌浆孔口管结构（专利号ZL 2013 2 0174819.0）。

e.活动成果完成归档，便于后期查阅参考。

11 总结及进一步打算

该次QC小组活动，紧紧围绕“提高陶岔渠首两岸帷幕灌浆施工工效”这一主题，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，成功实现了预期目标，节约了工程投资，缩短了工程工期，并得到业主及参建各方的肯定，小组成员各方面能力也得到极大提高。

小组打算将该次QC活动成果推广至更多工程应用中，并在以后的工作和学习中，不断地将QC知识与实际工程相结合，用QC知识解决更多的实际工程问题，让QC成为工作中的拳头工具。■

水利行业信用体系建设专栏

Improvement of curtain grouting construction effect on both banks of ceram ic bifurcation head work

YAN Fugen，DING Gang，WANG Gongbin
（Yangtze River Survey Planning and Design Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）

Abstract:Improvement of effect of curtain grouting construction on ceramic bifurcation head work project is critical to ensure normalwater accumulation in reservoirs and water conveyance ofmidline project in South-to-North Water Diversion on schedule.Presentsituation survey is implemented on ceramic bifurcation projectQC team aiming at the critical problem. Reasons affecting construction effect are comprehensively analyzed.Corresponding measures are formulated for causes. After the countermeasures are implemented，the effect of curtain grouting construction can be increased significantly，thereby ensuring project quality and time limit，saving project investment，and bringing significant social benefits at the same time.

Key words:ceramic bifurcation head work project；curtain grouting；construction effect

DOI：10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.04.022

中图分类号：TV543

文献标志码：B

文章编号：1005-4774（2016）04-0077-04