提高陶岔渠首兩岸帷幕灌漿施工工效

閆福根 丁　剛 王公彬

（長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，湖北武漢 430010）

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提高陶岔渠首兩岸帷幕灌漿施工工效

閆福根 丁剛 王公彬

（長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，湖北武漢 430010）

【摘 要】提高陶岔渠首工程帷幕灌漿施工工效，是確保水庫正常蓄水及南水北調(diào)中線工程按期輸水的關(guān)鍵性問題。針對這一關(guān)鍵性問題，陶岔工程QC小組展開了現(xiàn)狀調(diào)查，全面分析影響施工工效的原因，并為要因制定相應(yīng)對策。對策實(shí)施后，帷幕灌漿施工工效得到顯著提高，保證了工程質(zhì)量和工期，節(jié)約了工程投資，同時還帶來了顯著的社會效益。

【關(guān)鍵詞】陶岔渠首工程；帷幕灌漿；施工工效

1 小組簡介

陶岔工程QC小組成立于2012年3月1日，小組共10人，組長、副組長、顧問各1名，小組平均年齡33.4歲。成員具有豐富的大型水電工程灌漿設(shè)計(jì)、咨詢和現(xiàn)場施工管理經(jīng)驗(yàn)。多名成員曾獲得2006、2007、2010、2011、2013全國優(yōu)秀質(zhì)量管理小組組長、組員稱號。

2 選擇課題

陶岔渠首樞紐工程是南水北調(diào)中線輸水總干渠的引水渠首，也是丹江口水庫副壩，為Ⅰ等工程。工程兩岸地表為深厚覆蓋層，覆蓋層下部巖體巖溶較發(fā)育，透水性較強(qiáng)。為阻截閘基及兩岸繞閘滲漏，減少滲漏量，保證工程按期蓄水及南水北調(diào)中線工程按期輸水，設(shè)計(jì)對閘基及兩岸一定范圍進(jìn)行了帷幕灌漿防滲處理。

為滿足兩岸帷幕灌漿150d工期要求，在10個工作面同時施工的前提下，灌漿施工工效需達(dá)到7d/孔。現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表明，目前灌漿施工工效僅為12d/孔，與預(yù)期施工工效相差較遠(yuǎn)。因此將“提高陶岔渠首兩岸帷幕灌漿施工工效”作為該次QC活動課題。

3 現(xiàn)狀調(diào)查

圍繞“提高陶岔渠首兩岸帷幕灌漿施工工效”課題，小組成員展開了現(xiàn)狀調(diào)查，并得到以下3個結(jié)論：

a.地質(zhì)條件復(fù)雜。兩岸覆蓋層透水率為0.05～3Lu；接觸段巖體透水率大于10Lu，且耐壓能力差；接觸段下部巖體透水率大于5Lu，耐壓能力高。

b.覆蓋層造孔過程中，塌孔嚴(yán)重，造孔十分困難。在相同的造孔深度條件下，覆蓋層造孔時間是基巖造孔時間的5倍。

c.淺層基巖灌漿過程中，多次重復(fù)灌漿。現(xiàn)場施工發(fā)現(xiàn)，淺層基巖灌漿時，接觸段頻繁發(fā)生漏漿、串漿現(xiàn)象，造成每孔平均復(fù)灌次數(shù)多達(dá)4次。深層基巖灌漿時，很少發(fā)生漏漿、串漿現(xiàn)象，不需要重復(fù)灌漿。

綜合分析現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果，分析得到造成帷幕灌漿施工工效低的癥結(jié)是“覆蓋層造孔困難”和“淺層基巖重復(fù)灌漿次數(shù)多”。

4 設(shè)定目標(biāo)

針對“覆蓋層造孔困難”和“淺層基巖重復(fù)灌漿次數(shù)多”兩個癥結(jié)，結(jié)合實(shí)際150d工期要求，設(shè)定目標(biāo)為：帷幕灌漿施工工效由12d/孔提高至7d/孔。

5 原因分析

小組成員運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，圍繞兩個癥結(jié)進(jìn)行討論，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測6個方面做出關(guān)聯(lián)圖（見圖1），分析得出人員技術(shù)不熟練、施工管理不善、漿液水灰比過大、漿材選擇不當(dāng)、實(shí)際灌漿壓力過大、地下水位高等10個末端因素。

圖1　原因分析關(guān)聯(lián)

6 要因確定

小組成員為原因分析關(guān)聯(lián)圖中的10項(xiàng)末端因素制定了要因確定計(jì)劃表，并逐一進(jìn)行確認(rèn)，具體情況見表1。通過對末端因素的逐一分析，明確帷幕灌漿施工工效低的兩個要因：“覆蓋層造孔方法不合適”和“接觸段耐壓能力顯著低于下部基巖”。

表1　要因確認(rèn)計(jì)劃

7 制定對策

通過現(xiàn)狀調(diào)查及要因分析，小組成員針對兩個要因分別進(jìn)行了對策研究，并從有效性、可實(shí)施性及經(jīng)濟(jì)性三個方面進(jìn)行了對策方案評估，評估結(jié)果見表2。

表2　對策方案評估

對策方案的對比評估結(jié)果表明：兩個要因的最終對策方案分別為“選擇合適的造孔方法”和“隔管法避免下部基巖灌漿壓力直接作用于接觸段”。確定了對策方案之后，小組成員根據(jù)“5W1H”的方法進(jìn)行分析討論，制定具體的對策措施，并對實(shí)施時間和人員進(jìn)行了計(jì)劃安排，如表3所列。

表3　對 策

8 制定對策

8.1 對策一：選擇合適的造孔方法

a.具體措施一：試驗(yàn)對比多種造孔方法的造孔時間。現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，合金鉆+泥漿護(hù)壁法造孔效率最低，合金鉆+下套管保護(hù)法次之，魚尾鉆法效率最高。

b.具體措施二：確定最優(yōu)覆蓋層造孔方法。合金鉆+泥漿護(hù)壁法存在的問題：鉆孔過程需人工制作泥漿，泥漿護(hù)壁效果不佳，塌孔現(xiàn)象頻發(fā)。合金鉆+下套管保護(hù)法存在的問題：增加下設(shè)套管工序。魚尾鉆法具有加工制作簡便、鉆進(jìn)速度快、孔徑適應(yīng)性強(qiáng)、易形成護(hù)壁泥漿、塌孔事故率低等明顯優(yōu)點(diǎn)。

因此，魚尾鉆法為該工程覆蓋層造孔最優(yōu)方法。

c.效果確認(rèn)。現(xiàn)場未采用魚尾鉆法時，覆蓋層的造孔時間為40h，采用魚尾鉆法后，覆蓋層的造孔時間縮短至16h，完成預(yù)期20h的目標(biāo)，如圖2所示。

圖2　對策一效果確認(rèn)

8.2 對策二：隔管法避免下部基巖灌漿壓力直接作用于接觸段

a.具體措施一：下設(shè)隔管，對接觸段巖體進(jìn)行保護(hù)。將灌漿孔口管分成外管和隔管兩部分；外管長度與覆蓋層深度相同，深入至接觸面。隔管總長約3～4m，嵌入至接觸段約2～3m，并與外管搭接約1m。通過隔管，可有效對接觸段巖體進(jìn)行保護(hù)。

b.具體措施二：通過水泥漿將隔管與外管膠結(jié)成統(tǒng)一整體。通過在孔內(nèi)灌注水泥漿，將外管與隔管膠結(jié)成一整體結(jié)構(gòu)，從而形成一種新型孔口管結(jié)構(gòu)——變徑搭接式孔口管。

c.效果確認(rèn)。現(xiàn)場未采用隔管法灌漿時，淺層基巖灌漿時間為192h，采用隔管法后，淺層基巖灌漿時間縮短至72h，完成預(yù)期92h的目標(biāo)，如圖3所示。

圖3　對策二效果確認(rèn)

9 效果檢查

上述對策的實(shí)施，有效地提高了基巖帷幕灌漿施工工效，小組成員對計(jì)劃施工的215個灌漿孔的施工工效進(jìn)行跟蹤，跟蹤結(jié)果如表4所列。

表4　單孔施工各時間項(xiàng)現(xiàn)狀值、目標(biāo)值及完成值

表4表明：灌漿施工工效由12d/孔提高至6d/孔，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)值7d/孔。總工期縮短至129d，滿足150d工期要求，超額完成任務(wù)。

該QC小組也為工程帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，共節(jié)省水泥成本約為130萬元。成功解決了深厚覆蓋層造孔問題，并且創(chuàng)新性提出了隔管法，該方法已經(jīng)得到了廣泛的工程應(yīng)用，推進(jìn)了整個灌漿行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。與此同時，該次活動保證了陶岔渠首兩岸帷幕灌漿工程的工期，為南水北調(diào)中線工程按期輸水做出了重要貢獻(xiàn)。

10 鞏固措施

a.報(bào)告1份。編寫完成《南水北調(diào)中線一期陶岔渠首樞紐工程現(xiàn)場帷幕灌漿試驗(yàn)研究報(bào)告》。

b.納入規(guī)范。形成了一套完整的灌漿工法——“隔管灌漿法”，已納入行業(yè)新規(guī)范《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范（SL 62—2014）》。

c.獲發(fā)明專利1項(xiàng)：變徑搭接組合式孔口管灌漿法（專利號ZL2012 1 0557426.8）。

d.獲實(shí)用專利1項(xiàng)：一種變徑搭接式新型灌漿孔口管結(jié)構(gòu)（專利號ZL 2013 2 0174819.0）。

e.活動成果完成歸檔，便于后期查閱參考。

11 總結(jié)及進(jìn)一步打算

該次QC小組活動，緊緊圍繞“提高陶岔渠首兩岸帷幕灌漿施工工效”這一主題，通過一個完整的PDCA活動，綜合運(yùn)用各種質(zhì)量管理工具與方法，成功實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，節(jié)約了工程投資，縮短了工程工期，并得到業(yè)主及參建各方的肯定，小組成員各方面能力也得到極大提高。

小組打算將該次QC活動成果推廣至更多工程應(yīng)用中，并在以后的工作和學(xué)習(xí)中，不斷地將QC知識與實(shí)際工程相結(jié)合，用QC知識解決更多的實(shí)際工程問題，讓QC成為工作中的拳頭工具。■

水利行業(yè)信用體系建設(shè)專欄

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

中圖分類號：TV543

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1005-4774（2016）04-0077-04