淺析原始地面膏漿灌注臨建及施工的經營成本

袁爭爭，劉半柱，姜小慧

（中國水電基礎局有限公司，天津 301700）

1 施工情況簡述

油車水庫左岸防滲工程地處巖溶高度發育地區，最大溶洞垂直高度達27．8m，溶洞裂隙最大串通長度達140m，地層復雜國內同類工程罕見，知名資深專家孫釗稱“油車水庫左岸帷幕為國內最難做的帷幕之一”。除個別大溶洞段外，均為孔距2．0m的單位排孔（每12個孔一個單元），軸線共2394m。存在戰線長、地面高低起伏大、地層復雜等特點，經過近一年的生產性試驗及國內知名專家多次現場論證，最終確定的施工工藝為：水泥膨潤土膏漿堵漏＋純水泥漿液成幕的施工工藝，新增了水泥膨潤土膏漿灌注量大（最終灌注量約63000t）、工期緊及施工工程同時間內需求漿液量大等情況，造成了漿水供應、機械及人員配置、主材料管理等方面自身的特點。

2 漿水系統

在合理的設備、人員及管路材料配置的情況下，避免因漿水供應造成施工機械停等是漿水系統設計建設的核心目的。為達到這一目的，必須科學的選擇漿站位置、供漿方式及設計供漿能力、漿液控制等技術方案。

2．1 水泥漿站位置的科學選擇

在場地高低起伏不平的軸線上施工，漿站位置的科學合理選擇至關重要，直接關系到施工過程中供漿的設備及人工成本，其原則應遵循如下：

（1）處于該漿站供漿軸線范圍內的中間部位。便于在灌漿班組與制漿站電話不通情況下的溝通，避免不必要的工作誤會和漿液浪費，從而提高工作效率和節約施工成本。

（2）處于該漿站供漿軸線范圍內地面基本最高的部位。此項是漿站選擇的基本原則，它既可以減小送漿機械的工作的實際負荷，也可以避免從低處往高處送漿，降低因地勢造成水泥沉淀堵管的可能性，從而降低送漿成本。

（3）盡量處于大車進場方便的部位。以利于漿站材料及設備的進出場。盡量避免通過修筑臨時進場道路解決水泥等原材料進場問題，同時也較少與當地居民的摩擦而引起的阻工的設備及人員窩工、停等。

2．2 供水系統

本工程采用集中供水方式，在水源內設三臺22k W的潛水泵將清水抽到施工現場的存水池內，再用潛水泵自水池抽至水箱，用離心泵自水箱直接取水到在施工現場設置的集中供水管路，管道上設置閥門，利用軟管供到各機組和制漿站使用。由于軸線長，鉆機密集等因素，導致供水存在諸多問題。

（1）水壓問題：由于采用直接將水管焊接在供水管路上，在用水時間集中的情況下，導致離供水點最遠的機組出現因水壓不足而不能正常返渣鉆孔的情況。解決辦法，在管路中設增壓泵，在機組用水量集中的情況下開增壓泵，但要避免在水壓滿足施工的情況情況下開增壓泵，以免造成不必要的浪費。

（2）浪費問題：由于戰線長，機組多，難以避免有個別機組在不用水的情況下不關水龍頭，造成水資源浪費。應在施工過程中勤檢測、嚴管理、重獎罰來降低出現頻率，爭取杜絕出現在不用水的情況下不關水管，在避免浪費的同時減輕排污成本費用。

2．3 供漿管路的選擇

采用何種方式供漿，是大規模灌漿工程施工的一個難題，本工程采用了儲漿池內循環和整管路循環兩種供漿方法。

（1）儲漿池內循環：制好的原漿儲存在容量約4．0m3的儲漿池內循環，然后分別用2臺送漿泵（200／40泵或3PN 泵）通過1．5″的鍍鋅鋼管，將水泥漿液送往各個機組的雙層筒攪拌槽內（2個注漿泵1根鍍鋅送漿管）。其優點是單個機組灌漿時管路占漿小，也避免了灌漿時間集中的情況下離制漿站遠機組無漿的情況。缺點：由于管路細、排量小，造成距離遠的情況下到機組攪拌槽的漿液因無壓而流量小，不能滿足灌漿需求的情況。解決辦法，更換送漿設備，增大送漿壓力。

（2）整管路循環（3″鐵皮管）：各個灌漿機組的漿管直接焊接在循環管路上，一般都焊接在回漿管上。由于循環管路的一般比較粗，且管路長，適合鉆機多，且每次灌漿時間集中的情況下，否則，管路占漿量占灌漿注入孔內的量比例高，造成水泥浪費嚴重。

采用何種管路供漿，要根據現場實際情況而定，每一種方法都有各自的優缺點，總的原則是在不影響施工的情況下，盡量避免浪費，降低整個供漿過程的成本，而不是光單獨的考慮一次鋪設供漿管路成本。

3 機械配置

（1）鉆孔：鉆孔機械采用和普通水泥灌漿鉆孔一樣的XY－2型地質鉆機。

（2）供漿：本工程送漿機械采用了3PN泵和200／40泵兩種供漿機械。3PN泵一般適應循環供漿管路，或近距離近的不循環鍍鋅管供漿，其特點是同時給多個機組供漿。200／40泵適合長距離的鐵皮管循環管路和不循環鍍鋅管供漿，其特點是供漿距離遠，但是設備功率大。

（3）制漿及灌漿：采用1L高速制漿集中制0．5∶1．0的水泥原漿；膏漿在施工機組采用水泥原漿加膨潤土的方法通過1200L立式高速制漿機進行配置，從高到底自流的方式流入400L雙層低速攪拌槽后，通過3SNS注漿泵打入灌漿灌漿孔。

本工程配置若干臺ZJ1000高速攪拌機進行制漿，但由于供漿量大，特別是集中在上午、下午、夜班前半夜這3個時段為灌漿高峰期。在正常的制漿機械配置情況下難以滿足需求，配置設備過多，又造成設備及人員閑置過多。因此，合理安排各個機組的灌漿時間是解決制漿機問題的最佳途徑。

4 膏漿配置及配置位置的選擇

本工程采用項目自行研制的1200L立式高速膏漿制漿機（主要參數：攪拌漿液體積1200L，攪拌速度120rad／min，功率7k W）在各個機組分散配置的方法配置。漿原漿直接放入高速膏漿制漿機攪拌桶內到一定高度，在高速攪拌的過程中根據膏漿比級摻入定量的膨潤土后攪拌時間不小于5分鐘即可。膏漿漿液標準采用流動度測量的方法進行控制。

膏漿分散拌制的優點是在減少了專業膏漿拌制人員的配置，去掉了集中拌制后，膏漿供應系統的費用。缺點是有些時候2臺泵同時灌注膏漿時會出現膏漿供應不能滿足需求的情況，但如配置1臺注漿泵，1臺高速制漿機時，在大多情況下造成資源閑置嚴重。但從本工程來看，膏漿分散拌制是此類工程最佳的膏漿配置方式。

膏漿拌制點離膏漿灌注孔越近越好，不僅可以大大減少堵管、堵孔事故發生的概率，而且由于灌漿泵直接位于所灌孔的附近，管路距離短，可以將相當稠度的膏漿泵入孔段內且在同等壓力下擴散到更遠的距離，避免因膏漿灌注擴散度小而難以形成帷幕。但是在施工過程中，往往由于膏漿制漿機及注漿泵等設備移動困難，而且受施工場地限制，一旦固定下來，在泵施工范圍內將不再移動，因此根據地層情況，合理地選擇高速膏漿制漿機及注漿泵的位置也顯得十分重要。

5 施工控制對結算的影響

灌漿過程控制及資料的嚴謹性直接關系到結算工程量，在項目管理過程中顯得特別重要。應遵循以下原則：

（1）變漿：必須嚴格按照施工作業指導書執行，特別膏漿灌注的變漿控制，超出作業指導書要求的將不予計量（因膏漿灌注一般采用干料計量法，且不同比級的膏漿因灌注難度不同，故單價不一樣）。

（2）膏漿記錄：同時由于在國內第一次大面積的灌注膏漿，沒有配套的專業記錄儀，只能采用普通水泥漿灌注的記錄儀進行記錄；傳統的密度傳感器測不出水泥膨潤土膏漿的密度，只能在在電腦系統里設置參數，故不利于漿液的密度控制，且資料會與現場實際有差別，審計審核工程量時對此存在異議，常常影響結算。

（3）數據的嚴謹性：由于水泥膨潤土膏漿是混合漿液，所以其密度等相關數據必須嚴謹，各類試驗資料、寄國家權威機構檢驗資料和施工現場記錄數據必須一致，否則將導致結算工程量在審計審核時發生爭議。

6 主材存放及保管

甲供材料專人負責：由于施工所需的主材量大，而且全部是甲供，為保證和甲方溝通及材料供應接收的及時性，設置專人負責材料的收料和甲方溝通。

水泥及膨潤土等主材為滿足施工的正常需求，必須有正常的庫存量才能滿足工地在特殊情況下材料中斷供應時施工的正常需求。

（1）由于水泥廠家提供的只是每個儲存30t的水泥罐，而施工高峰期間每天需要約700t的水泥，根據施工現場道路及底面起伏狀況，每段施工時只設置3個漿站，且每個漿站用地有限，故現場水泥廠家設置的水泥罐只能滿足當天的需求，而庫存為零，為了科學合理的儲存水泥，項目新購了4個120t的水泥罐，從而解決水泥的庫存需求。

（2）根據施工現場交通，且考慮最大化方便施工機組領用膨潤土、盡量縮短膨潤土施工現場的二次轉運、便于膨潤土的發放工作等因素，從而最大限度地降低膨潤土的卸車、庫存、現場二次轉運和發放等環節的成本。經反復研究決定采用漿站集中大庫，機組設小庫的原則。在每個漿站附近各設一個膨潤土庫，并有專人負責看管發放，各個施工機組憑現場值班工程師所開的膨潤土票擇近選取膨潤土庫領取，各個機組施工現場水泥膨潤土膏漿攪拌機邊搭設1．5m（高）×1．5m（寬）×2．0m（長）的膨潤土平臺（現場機組存放膨潤土庫）。不定期的對材料進行盤庫，并對潮濕的膨潤土進行報廢處理。

7 小結

宜興油車水庫左岸防滲工程帷幕灌漿地層巖溶高度發育，戰線長、工程量大、工期極為緊張，施工過程中投入了127臺XY－2地質鉆機和65臺3SNS注漿泵、32臺1200L立式高速膏漿制漿機，歷經8個月，灌注了約63000t膨潤土膏漿，總體質量良好；在制漿、供漿、主材料管理、變漿、膏漿灌注記錄以及膏漿相關數據嚴謹性等施工管理方面全部處于可控狀態；在成本控制方面的各種經驗給今后類似工程提供了一定的借鑒。