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【摘 要】本文主要介绍小湾电站坝基固结灌浆的施工质量控制工作，综合分析小湾坝基固结灌浆质量控制工作的特点及难点，总结小湾坝基固结灌浆质量控制的措施及效果。
【关键词】小湾电站；坝基固结灌浆；施工质量；控制
1.概述
1.1 项目概况
小湾水电站大坝坝基1～43#坝段及推力墩均布置有固结灌浆，合同设计工程量达44.98万m。小湾坝基地质条件复杂，固结灌浆工程量大、强度高、工期紧、与混凝土交叉作业干扰大，施工难度大、质量要求高。
1.2 地质情况
坝基和邻近坝基的上、下游部位主要分布有角闪斜长片麻岩夹片岩及片岩夹层。其中，角闪斜长片麻岩夹片岩厚约100m～120m；片岩夹层平均间距约4m～20m，平均厚度约0.20m～0.35m。
岩层呈单斜构造，破裂结构面较发育。坝址地段河谷深切，两岸山坡岩体卸荷作用强烈，卸荷裂隙发育。
2. 固结灌浆设计参数
2.1 固结灌浆的布置及分区
为提高坝基岩体的整体承载能力和适应小湾水电站高拱坝基础应力需要，大坝坝基全部布置有固结灌浆，并依据坝体受力情况及地质条件分为A～G七个区。
2.2 固结灌浆的一般规定
采用有盖重灌浆方式。要求本坝段砼最小盖重为：河床坝段不小于5～6m，岸坡坝段局部最小砼厚度不小于4.5m，灌浆坝段的两侧坝段砼厚度不小于3m。
2.3 固结灌浆设计参数
2.3.1 灌浆材料
A、F、G区：各次序孔（Ⅰ～Ⅳ序）均使用42.5级普硅水泥。
B、C、D、E区：一序排（Ⅰ、Ⅱ序孔）采用42.5级普硅水泥；二序排（Ⅲ、Ⅳ序孔）采用磨细水泥。
2.3.2 水灰比
Ⅰ、Ⅱ序孔：不起压不回水、透水率大于100Lu的孔段，采用0.6：1单一水灰比；否则采用1：1、0.8：1、0.6：1三级水灰比。
Ⅲ、Ⅳ序孔：采用1：1、0.8：1、0.6：1三级水灰比。
2.3.3 灌浆布孔方式
固结灌浆孔间排距分别为3.0×3.0m、 2.5×2.5m。
2.3.4 灌浆方法
Ⅰ、Ⅱ序孔：采用自上而下分段灌注。
Ⅲ、Ⅳ序孔：先单独灌注第一段，再一钻到底自下而上分段灌注。
2.3.5 灌浆分段及压力（见表1）
2.3.6 灌浆结束标准
采用自上而下分段灌浆，灌浆段在设计最大压力下，单位吸浆量不大于1L/min后，继续灌注30min，可结束灌浆。
2.3.7 灌浆检查标准
小湾水电站固结灌浆质量检查，主要采用测试岩体波速、压水试验，并结合灌浆资料、检查孔芯样等进行综合分析、评定。
压水试验采用“单点法”，孔数按灌浆孔总数的5%控制。检查标准为：D区q≤1Lu，A、B、C、E区q≤3Lu，F、G区q≤5Lu。压水试验孔段合格率为85%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计值的50%，且不得集中。
坝基岩体波速验收标准：0～2m大于4750m/s，2～5m及5m以下大于5000m/s。单孔声波波速合格点数不得低于85%，小于设计标准85%的测试值不得超过3%，且不得集中。
3. 固结灌浆施工质量控制
灌浆工程属于隐蔽工程，其自身施工特点注定工序质量控制是灌浆工程的控制重点，它强调以科学的方法、高度的责任心来提高灌浆操作手的工作质量，从而以工序质量来保证整个灌浆工程项目质量要求的实现。所以灌浆质量强调的是全过程工作即灌浆实施全部流程的质量控制。
3.1 施工质量控制难点及特点
3.1.1 为利于温控防裂，坝体砼层间间歇期需控制在14～21d。造成每期固结灌浆时间须控制在12～14d天。造成施工强度及难度增大，给质量控制工作带来较大困难。
3.1.2 小湾坝基浅表层岩体开挖后卸荷松弛严重，特别是岸坡坝段裂隙发育，且连通性良好，增加了在较小压力灌浆过程中出现砼抬动、开裂的风险。
3.1.3 固结灌浆施工时本坝段砼盖重多已达20m左右，其间布置坝体冷却水管多达10层以上，增加了固结灌浆造孔打断冷却水管的机率。
3.1.4 壩基及坝体砼内部各类监测仪器埋设较多，且与部分固结灌浆孔存在空间位置交叉。
3.2 施工质量控制措施
3.2.1 实现程序化、规范化管理
固结灌浆施工质量控制强调的是事前准备、过程控制、及时检查、效果评价。对此，实现程序化、规范化的管理模式，有利于各个环节控制工作的顺利实现。小湾水电站坝基固结灌浆施工程序一般规定如下：
开工前，承包人编制施工组织措施，并报送监理审批 → 每次固结灌浆施工前，报批“准灌证”→ 上面施工，工序质量控制 → 灌浆结束5d报送成果资料 → 监理、设计3d审查成果资料，布置检查孔 → 检查孔施工（3天后压水试验、14天后声波测试）→ 检查孔结束后5d报送检查资料 → 灌浆效果评价、单元工程评定 →编制“大坝固结灌浆施工工法”，用于指导后续施工。
通过程序化的施工管理作业，达到分阶段控制、各负其责、层层把关的目的，实现对灌浆质量的事前、事中、事终的全过程控制。
3.2.2 加强监理监督管理力度
施工中监理按照设计文件进行全过程质量控制，工序检查以旁站为主，结合巡视。对重要工序如接触段灌浆、终孔段检查、检查孔压水等全过程旁站监督；对钻洗孔、制浆、灌浆过程等一般工序进行巡视检查，发现问题随时解决。
监理定期对灌浆设备、材料进行检查，对精度要求高的设备、仪器定期进行联合校检。灌浆过程中，严格控制灌浆段长、灌浆压力，对浆液比级、结束标准、比重、浆液马氏粘度、浆温等，定期和不定期的多频次进行抽检。 根据小湾坝基固结灌浆施工质量控制的难度、特点，监理还针对性的采取一系列的质量控制措施。
（1）每个坝段开工前坚持执行固结灌浆“准灌证制度”。“准灌证”内容包括：人员、设备准备是否满足要求，施工放样、文明施工准备情况等。上述内容检查落实到位后，方可开始本坝段的固结灌浆施工。
每个坝段开工前，监理根据本期固结灌浆工程量进行资源分析，并据此要求承包人进行资源配置，且检查落实到位后方可施工。避免出现因设备配置不足而引起的超砼间歇期、赶抢灌浆作业、质量控制不严等不利情况。
（2）加大对抬动观测、注入率與灌浆压力的监控力度。
① 加强抬动观测。抬动观测孔按照观测范围不超过100m2的原则进行布置，监理对安装工序进行全过程监控，并要求承包人在洗孔、压水、灌浆施工中进行全过程观测。
② 严格控制注入率与灌浆压力的关系。灌浆孔段q≥30Lu时，必须通知监理对该灌浆段的灌浆进行全过程监控，灌浆时采用限流、限压、间歇等措施，尽量避免灌浆引起砼抬动变形。
（3）有盖重固结灌浆中打断冷却水管的情况无法完全避免，发生后必须及时处理，以保证后续砼二期冷却、接缝灌浆的顺利施工。
监理监督承包人严格执行“移孔制”。施工中，要求冷却水管24h不间断通水，当发现冷却水管存在不出水等异常现象时，需通知监理进行全面检查，对事故孔冷却水管0.5m以上孔段采用砂浆封孔，并重新移孔进行灌浆施工，并建立台帐备查。
3.2.3 做好技术沟通、协调工作，逐步优化、改进灌浆参数
小湾坝基固结灌浆施工中，监理积极做好业主、设计、承包人间的技术沟通、协调工作，并针对性的提出书面建议，以便设计逐步优化、改进灌浆参数。
3.2.3.1 灌浆压力。施工初期，坝基固结灌浆压力为Ⅰ序孔0.3～1.0MPa、Ⅱ、Ⅲ序孔1.0～2.5MPa。后因担心砼抬动将Ⅰ序孔第一段灌浆压力调整为0.1～0.15MPa。
较低的灌浆压力在防止砼抬动、预防砼裂缝方面具有一定作用，但同时也给固结灌浆质量带来较大的负面影响，随后施工的21～23#坝段即出现少量检查孔压水不合格现象。分析认为，0.1～0.15MPa的灌浆压力难以保证固结灌浆施工质量，且在保证较高灌浆压力的前提下，可以通过增加布置限裂钢筋、控制注入率与灌浆压力关系等工程措施予以解决。最终，将Ⅰ序孔第一段灌浆压力调整为0.8MPa，效果良好。
3.2.3.2灌浆浆液。施工初期，Ⅰ、Ⅱ序孔当q≥5Lu时采用0.5：1单一水灰比灌注，当q<5Lu时采用0.7：1、0.5：1灌注；Ⅲ序孔采用0.8：1、0.6：1两级水灰比灌注，且添加硅粉、粉煤灰。在21～23#坝段灌浆过程中，多次出现吃水不吃浆的现象，说明部分坝基岩体裂隙虽然较为发育，但多属于连通性较好的细小裂缝，偏小的水灰比不利于浆液的灌注。随后取消了添加硅粉和粉煤灰的要求，并将浆液配比最终调整为1：1、0.8：1、0.6：1三级水灰比灌注，基本解决了“吃水不吃浆”的问题。
4. 固结灌浆效果分析
4.1 单位耗灰量的统计分析
小湾电站14#～29#坝段坝基固结灌浆累计完成基岩钻灌48842m。各次序孔平均单位注灰量呈现递减趋势，其中Ⅰ序孔平均单位注灰量为3.5～78.2Kg/m，Ⅱ序孔为1.6～19.4 Kg/m，递减率达32.7～95.4%，趋势明显。符合一般灌浆规律。
4.2 灌前透水率的统计分析
随着孔序的增加灌前平均透水率呈现逐步降低的趋势，其中Ⅰ、Ⅱ序递减幅度基本在70%以上。符合一般灌浆规律，且与各次序孔平均单位注灰量递减趋势相吻合。
4.3 检查孔压水成果
固结灌浆结束或加密补灌结束后，共计完成检查孔及复检孔压水380段，合格378段，合格率达99.5%。其中，2个不合格孔段的透水率值均未超过设计规定值的50%，且不集中。效果良好。
4.4 灌后物探测试成果
0～2m孔段合格率为83.8～100.0%，2～5m孔段合格率为91.0～100.0%，5m以下孔段合格率为81.8～99.9%，基本满足设计要求。其中，18#、27#坝段在主帷幕廊道部位各有一个检查孔处物探测试成果略低于85.0%要求，可通过后期帷幕灌浆予以加强。
5.建议
5.1 通过对比灌后第一次灌浆质量检查和第二次灌浆质量复查资料，可以发现水泥结石龄期的增长、大坝砼盖重的增加都将明显引起岩体声波检测值的相应提高。固结灌浆灌后第一次灌浆质量检查声波测试标准值有待进一步考虑。
5.2 随着坝体的逐步上升，岸坡坝段逐步变陡，采用现有相邻坝段盖重要求，则灌浆坝段砼盖重将明显加厚，大大增加了施工难度和打断冷却水管的机率。建议将现有固结灌浆横河向分排的分序方式调整为顺河向分排的分序方式，以避免出现乱序施工。
5.3 从固结灌浆现场施工质量控制中可以看出，目前采用的人工观测抬动的方式，因人员责任心、工作疲劳、千分表使用等诸多因素影响，存在较多的弊端。建议采用其它工程中已成熟应用的“灌浆工程抬动变形观测智能化报警装置”，实现仪器监控，提高监控效率。
参考文献：
[1]孙钊.大坝基岩灌浆，中国水利水电出版社.
[2]夏可风.2006水利水电地基与基础工程技术，中国水利水电出版社.
作者简介：
方伟（1979.09-），男，安徽合肥，学士，工程师，中国水利水电建设工程咨询西北公司。
【关键词】小湾电站；坝基固结灌浆；施工质量；控制
1.概述
1.1 项目概况
小湾水电站大坝坝基1～43#坝段及推力墩均布置有固结灌浆，合同设计工程量达44.98万m。小湾坝基地质条件复杂，固结灌浆工程量大、强度高、工期紧、与混凝土交叉作业干扰大，施工难度大、质量要求高。
1.2 地质情况
坝基和邻近坝基的上、下游部位主要分布有角闪斜长片麻岩夹片岩及片岩夹层。其中，角闪斜长片麻岩夹片岩厚约100m～120m；片岩夹层平均间距约4m～20m，平均厚度约0.20m～0.35m。
岩层呈单斜构造，破裂结构面较发育。坝址地段河谷深切，两岸山坡岩体卸荷作用强烈，卸荷裂隙发育。
2. 固结灌浆设计参数
2.1 固结灌浆的布置及分区
为提高坝基岩体的整体承载能力和适应小湾水电站高拱坝基础应力需要，大坝坝基全部布置有固结灌浆，并依据坝体受力情况及地质条件分为A～G七个区。
2.2 固结灌浆的一般规定
采用有盖重灌浆方式。要求本坝段砼最小盖重为：河床坝段不小于5～6m，岸坡坝段局部最小砼厚度不小于4.5m，灌浆坝段的两侧坝段砼厚度不小于3m。
2.3 固结灌浆设计参数
2.3.1 灌浆材料
A、F、G区：各次序孔（Ⅰ～Ⅳ序）均使用42.5级普硅水泥。
B、C、D、E区：一序排（Ⅰ、Ⅱ序孔）采用42.5级普硅水泥；二序排（Ⅲ、Ⅳ序孔）采用磨细水泥。
2.3.2 水灰比
Ⅰ、Ⅱ序孔：不起压不回水、透水率大于100Lu的孔段，采用0.6：1单一水灰比；否则采用1：1、0.8：1、0.6：1三级水灰比。
Ⅲ、Ⅳ序孔：采用1：1、0.8：1、0.6：1三级水灰比。
2.3.3 灌浆布孔方式
固结灌浆孔间排距分别为3.0×3.0m、 2.5×2.5m。
2.3.4 灌浆方法
Ⅰ、Ⅱ序孔：采用自上而下分段灌注。
Ⅲ、Ⅳ序孔：先单独灌注第一段，再一钻到底自下而上分段灌注。
2.3.5 灌浆分段及压力（见表1）
2.3.6 灌浆结束标准
采用自上而下分段灌浆，灌浆段在设计最大压力下，单位吸浆量不大于1L/min后，继续灌注30min，可结束灌浆。
2.3.7 灌浆检查标准
小湾水电站固结灌浆质量检查，主要采用测试岩体波速、压水试验，并结合灌浆资料、检查孔芯样等进行综合分析、评定。
压水试验采用“单点法”，孔数按灌浆孔总数的5%控制。检查标准为：D区q≤1Lu，A、B、C、E区q≤3Lu，F、G区q≤5Lu。压水试验孔段合格率为85%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计值的50%，且不得集中。
坝基岩体波速验收标准：0～2m大于4750m/s，2～5m及5m以下大于5000m/s。单孔声波波速合格点数不得低于85%，小于设计标准85%的测试值不得超过3%，且不得集中。
3. 固结灌浆施工质量控制
灌浆工程属于隐蔽工程，其自身施工特点注定工序质量控制是灌浆工程的控制重点，它强调以科学的方法、高度的责任心来提高灌浆操作手的工作质量，从而以工序质量来保证整个灌浆工程项目质量要求的实现。所以灌浆质量强调的是全过程工作即灌浆实施全部流程的质量控制。
3.1 施工质量控制难点及特点
3.1.1 为利于温控防裂，坝体砼层间间歇期需控制在14～21d。造成每期固结灌浆时间须控制在12～14d天。造成施工强度及难度增大，给质量控制工作带来较大困难。
3.1.2 小湾坝基浅表层岩体开挖后卸荷松弛严重，特别是岸坡坝段裂隙发育，且连通性良好，增加了在较小压力灌浆过程中出现砼抬动、开裂的风险。
3.1.3 固结灌浆施工时本坝段砼盖重多已达20m左右，其间布置坝体冷却水管多达10层以上，增加了固结灌浆造孔打断冷却水管的机率。
3.1.4 壩基及坝体砼内部各类监测仪器埋设较多，且与部分固结灌浆孔存在空间位置交叉。
3.2 施工质量控制措施
3.2.1 实现程序化、规范化管理
固结灌浆施工质量控制强调的是事前准备、过程控制、及时检查、效果评价。对此，实现程序化、规范化的管理模式，有利于各个环节控制工作的顺利实现。小湾水电站坝基固结灌浆施工程序一般规定如下：
开工前，承包人编制施工组织措施，并报送监理审批 → 每次固结灌浆施工前，报批“准灌证”→ 上面施工，工序质量控制 → 灌浆结束5d报送成果资料 → 监理、设计3d审查成果资料，布置检查孔 → 检查孔施工（3天后压水试验、14天后声波测试）→ 检查孔结束后5d报送检查资料 → 灌浆效果评价、单元工程评定 →编制“大坝固结灌浆施工工法”，用于指导后续施工。
通过程序化的施工管理作业，达到分阶段控制、各负其责、层层把关的目的，实现对灌浆质量的事前、事中、事终的全过程控制。
3.2.2 加强监理监督管理力度
施工中监理按照设计文件进行全过程质量控制，工序检查以旁站为主，结合巡视。对重要工序如接触段灌浆、终孔段检查、检查孔压水等全过程旁站监督；对钻洗孔、制浆、灌浆过程等一般工序进行巡视检查，发现问题随时解决。
监理定期对灌浆设备、材料进行检查，对精度要求高的设备、仪器定期进行联合校检。灌浆过程中，严格控制灌浆段长、灌浆压力，对浆液比级、结束标准、比重、浆液马氏粘度、浆温等，定期和不定期的多频次进行抽检。 根据小湾坝基固结灌浆施工质量控制的难度、特点，监理还针对性的采取一系列的质量控制措施。
（1）每个坝段开工前坚持执行固结灌浆“准灌证制度”。“准灌证”内容包括：人员、设备准备是否满足要求，施工放样、文明施工准备情况等。上述内容检查落实到位后，方可开始本坝段的固结灌浆施工。
每个坝段开工前，监理根据本期固结灌浆工程量进行资源分析，并据此要求承包人进行资源配置，且检查落实到位后方可施工。避免出现因设备配置不足而引起的超砼间歇期、赶抢灌浆作业、质量控制不严等不利情况。
（2）加大对抬动观测、注入率與灌浆压力的监控力度。
① 加强抬动观测。抬动观测孔按照观测范围不超过100m2的原则进行布置，监理对安装工序进行全过程监控，并要求承包人在洗孔、压水、灌浆施工中进行全过程观测。
② 严格控制注入率与灌浆压力的关系。灌浆孔段q≥30Lu时，必须通知监理对该灌浆段的灌浆进行全过程监控，灌浆时采用限流、限压、间歇等措施，尽量避免灌浆引起砼抬动变形。
（3）有盖重固结灌浆中打断冷却水管的情况无法完全避免，发生后必须及时处理，以保证后续砼二期冷却、接缝灌浆的顺利施工。
监理监督承包人严格执行“移孔制”。施工中，要求冷却水管24h不间断通水，当发现冷却水管存在不出水等异常现象时，需通知监理进行全面检查，对事故孔冷却水管0.5m以上孔段采用砂浆封孔，并重新移孔进行灌浆施工，并建立台帐备查。
3.2.3 做好技术沟通、协调工作，逐步优化、改进灌浆参数
小湾坝基固结灌浆施工中，监理积极做好业主、设计、承包人间的技术沟通、协调工作，并针对性的提出书面建议，以便设计逐步优化、改进灌浆参数。
3.2.3.1 灌浆压力。施工初期，坝基固结灌浆压力为Ⅰ序孔0.3～1.0MPa、Ⅱ、Ⅲ序孔1.0～2.5MPa。后因担心砼抬动将Ⅰ序孔第一段灌浆压力调整为0.1～0.15MPa。
较低的灌浆压力在防止砼抬动、预防砼裂缝方面具有一定作用，但同时也给固结灌浆质量带来较大的负面影响，随后施工的21～23#坝段即出现少量检查孔压水不合格现象。分析认为，0.1～0.15MPa的灌浆压力难以保证固结灌浆施工质量，且在保证较高灌浆压力的前提下，可以通过增加布置限裂钢筋、控制注入率与灌浆压力关系等工程措施予以解决。最终，将Ⅰ序孔第一段灌浆压力调整为0.8MPa，效果良好。
3.2.3.2灌浆浆液。施工初期，Ⅰ、Ⅱ序孔当q≥5Lu时采用0.5：1单一水灰比灌注，当q<5Lu时采用0.7：1、0.5：1灌注；Ⅲ序孔采用0.8：1、0.6：1两级水灰比灌注，且添加硅粉、粉煤灰。在21～23#坝段灌浆过程中，多次出现吃水不吃浆的现象，说明部分坝基岩体裂隙虽然较为发育，但多属于连通性较好的细小裂缝，偏小的水灰比不利于浆液的灌注。随后取消了添加硅粉和粉煤灰的要求，并将浆液配比最终调整为1：1、0.8：1、0.6：1三级水灰比灌注，基本解决了“吃水不吃浆”的问题。
4. 固结灌浆效果分析
4.1 单位耗灰量的统计分析
小湾电站14#～29#坝段坝基固结灌浆累计完成基岩钻灌48842m。各次序孔平均单位注灰量呈现递减趋势，其中Ⅰ序孔平均单位注灰量为3.5～78.2Kg/m，Ⅱ序孔为1.6～19.4 Kg/m，递减率达32.7～95.4%，趋势明显。符合一般灌浆规律。
4.2 灌前透水率的统计分析
随着孔序的增加灌前平均透水率呈现逐步降低的趋势，其中Ⅰ、Ⅱ序递减幅度基本在70%以上。符合一般灌浆规律，且与各次序孔平均单位注灰量递减趋势相吻合。
4.3 检查孔压水成果
固结灌浆结束或加密补灌结束后，共计完成检查孔及复检孔压水380段，合格378段，合格率达99.5%。其中，2个不合格孔段的透水率值均未超过设计规定值的50%，且不集中。效果良好。
4.4 灌后物探测试成果
0～2m孔段合格率为83.8～100.0%，2～5m孔段合格率为91.0～100.0%，5m以下孔段合格率为81.8～99.9%，基本满足设计要求。其中，18#、27#坝段在主帷幕廊道部位各有一个检查孔处物探测试成果略低于85.0%要求，可通过后期帷幕灌浆予以加强。
5.建议
5.1 通过对比灌后第一次灌浆质量检查和第二次灌浆质量复查资料，可以发现水泥结石龄期的增长、大坝砼盖重的增加都将明显引起岩体声波检测值的相应提高。固结灌浆灌后第一次灌浆质量检查声波测试标准值有待进一步考虑。
5.2 随着坝体的逐步上升，岸坡坝段逐步变陡，采用现有相邻坝段盖重要求，则灌浆坝段砼盖重将明显加厚，大大增加了施工难度和打断冷却水管的机率。建议将现有固结灌浆横河向分排的分序方式调整为顺河向分排的分序方式，以避免出现乱序施工。
5.3 从固结灌浆现场施工质量控制中可以看出，目前采用的人工观测抬动的方式，因人员责任心、工作疲劳、千分表使用等诸多因素影响，存在较多的弊端。建议采用其它工程中已成熟应用的“灌浆工程抬动变形观测智能化报警装置”，实现仪器监控，提高监控效率。
参考文献：
[1]孙钊.大坝基岩灌浆，中国水利水电出版社.
[2]夏可风.2006水利水电地基与基础工程技术，中国水利水电出版社.
作者简介：
方伟（1979.09-），男，安徽合肥，学士，工程师，中国水利水电建设工程咨询西北公司。