专家观点(张景秀)----对《灌浆规范》若干问题之我见
发布时间:2017-11-14 发布者:力程建设工程 点击量:
1.申明
本文不是对灌浆规范进行宣讲,而是凭着自己的浅陋见解,对《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(主要是SL62-94,以下简称《规范》)认为存在的问题提出来与同行们讨论,以求正确地理解和执行《规范》,达到减小损失之目的。
我是这个《规范》的起草人之一,本文所述问题当时也曾提出讨论过,又经过了几年实践,仍觉有旧事重提的必要。
2.建立规范的目的意义
为获得更大的经济利益,要求所建的工程既能长时间地安全运行,又可使用最简便的办法在尽可能短的时间内建成,花钱最少。为此,就需要为参与工程建设的各有关方面制订一个带有一定约束力或强制性的工作准则,常称为“规范”或“标准”。
在“规范”中应能给参与工程设计、施工和监管的人员提供解决问题的答案;在未预料到的特殊情况下,可以允许使用者经判断选用认为是最好的方法和措施。应当鼓励个人判断决定问题。因为自然条件千差万别,在“规范”中不可能都一一包括进去。当由于个人的判断决定产生了巨大效益时,应给予奖励,以激励个人发挥聪明才智。
“规范”应是在正确的思想和理论认识指导下从大量工程实践中和科研成果中提炼出来的精华,是当代先进技术的结晶。要求制订者应有丰富的实践经验,并有一定的理论功底和多方面的知识。在编制好以后,还要经常深入到施工现场和使用单位进行调查,对已完建工程进行考察、鉴定,必要时做模拟或实物试验。在此基础上不断地进行修订,以使“规范”始终具有实用性和先进性。
“规范”制订得好坏,可以体现出一个国家的科技发展水平,关系到一个企业能否兴旺发达。如果用这个“规范”提供的办法做工程预算和进度计划,在同样条件下总是比别人花钱更多、用时更长,没有人会愿意在招标工程中选择这样的单位承包工程。总之,好的“规范”必能带来好的社会经济效益。
人类为生存所从事的各种活动,包括建筑工程,都是为了获得尽可能好的经济效益。离开这个目标,就失去了全部意义。
有人以为,建立“规范”,是为了确保工程质量。对能否更快、更省,则可不去考虑或放在次要地位,这是严重的误解。不可讳言,在我们说的这部《规范》中,就明显有这种偏向。由于指导思想和理论认识都不十分正确,存在下述问题就不可避免了。
3.现行《规范》中容易引起误解和偏差的规定
3.1 灌浆不一定非在规定的那种时间进行
《规范》规定“帷幕灌浆应在蓄水前全部完成。不得已剩下的部分亦必须在库水位未达到灌浆孔口高程以前全部完成(因原文冗长,仅引用其意,下同)。这一是怕不灌浆就蓄水不能保证坝的安全;二是怕在有涌水压力条件下灌浆不能保证质量。
大量的实践经验和研究都表明,帷幕灌浆并不是确保大坝安全的必须条件。除非大量地漏水能导致对软土地基和坝体严重地冲刷破坏这种极个别的情况以外,建筑在基岩上的大坝,稍大一点的漏水并不会造成安全问题。以往一些因地基问题而失事的大坝,大都是因孔隙水压力过高导致的;还从未发现过有哪一个坝是因在岩石地基中发生大量漏水而失事的事例。因此,若仅是为了确保大坝安全,只需在蓄水前做好坝基排水就足够了,而不必要把帷幕灌浆作为控制条件。
帷幕灌浆的根本任务是为了减少渗漏水量。只有当渗漏量有可能超过可被允许的程度时才需要进行帷幕灌浆。必要的灌浆,当然应在不影响主体工程进展的前提下插空尽早进行,不使影响整体工程的竣工时间。当设计的灌浆量太大、全部完成有困难时,为争取提前蓄水、获取可观的经济利益,可将地质条件最差、不灌浆显然会发生严重渗漏的地段或其中的最重要部分,譬如多排设计孔的前一、二排先行灌浆,将其余部分放在蓄水以后再说(但要将坝基排水孔打出)。蓄水后如果观测到的渗漏量并不很大,可以允许,剩下的部分可取消不做,否则再补做不迟。
这种做法在当前具有重要的现实意义和理论研究意义。不但可以允许,而且应当提倡。许多人由于受传统观念的影响,过分相信帷幕在保证安全方面的作用,所设计的灌浆工程量经常是绰绰有余的。用这种办法一来可以提前蓄水,尽早获得效益;二来可以验证原来设计的工程量是否完全必要,改进今后的设计工作。
西班牙从上世纪50年代就开始试用这种办法。多年来已使许多坝的灌浆量大为减少,成本降低,从未发生过安全问题。这一重要经验,至今没有引起我们足够的重视。
至于在有涌水压力的情况下能否进行有效的灌浆,并不存在严重障碍。回顾一下许多坝的河床部分灌浆,大多都是在上、下游水位高于灌浆孔口许多米(三峡大坝最高达62m)的情况下进行的;许多漏水坝的处理灌浆大多也是在不放空水库的条件下进行。都取得了成功。因此也没有必要而限制灌浆时间。
坝基固结灌浆也不必都要求非在第一层混凝土浇完后再进行不可。当岩面有较大的流水从裂隙、泉眼涌出时,针对涌水点,做简单的堵塞处理后先进行第一期灌浆,往往能收到更好的效果,并有利于第一层混凝土的顺利施工和浇筑质量。在基岩完整的条件下,先进行第I序孔的灌浆,等底层混凝土浇筑后再补充灌完,可给大坝施工挤出更多时间,实现快速施工。据说美国有许多坝都是先作固结灌浆、后浇混凝土的。由美国哈扎咨询公司咨询的我国二滩坝也按此进行,除少数坝段因未完全达标后来作了些补充外,大部分都取得了成功。
《规范》对接缝灌浆时间的规定,是“两侧混凝土的浇筑龄期应多于6个月,最短不得少于4个月;同时接缝张开度不宜小于0.5mm”。按理说,只要达到了要求温度就可以灌浆,至于张开度达没达到0.5mm,那不是靠延长混凝土龄期所能解决得了的。导致张开度不足的原因,还有“最高温度”与“稳定温度”之间的温差、坝块的宽窄、施工控制等等。比如说,一侧混凝土已浇筑了很长时间,体积已经收缩,另一侧才开始浇筑,接缝就不会很宽。岸坡坝段的接触缝通常很小,其中就有这种原因。我国二滩坝灌浆时的最短龄期只有66天,几乎是随浇随灌。由于采取了有效降温措施,混凝土温度已降到了要求值以下1.6~2.0℃;接缝张开度最小的1.12mm,最大达4.39mm,平均2.57mm。灌浆取得了十分良好的效果。
3.2 灌浆试验只有十分必要时才需要进行
目前,我国在正式灌浆前必须先做试验,已成为固定模式。因为这是《规范》规定。然而很少说为啥要做试验,要解决什么问题。对此,《规范》没有说明,承做者也不过多地询问。据考查,大多数的这种试验,既不是为了论证灌浆方案的必要性和可行性——因为这已经在勘探或初设阶段解决了,不然怎么会有后来的招、投标呢;也不是为寻求合适的灌浆材料和施工工艺——这些在《规范》中和招标书中都有了明确规定,没有多少可供选择的余地。从大多数的实际做法来看,主要是想验证一下按原来设计的灌浆孔布置,能否达到要求标准;需不需要增加(并不是为减小)工程量。要说这就是目的,可没见有人把试验的结果一下子就推广到全区应用。因为,这一来要重新调整原来的设计方案和概、预算数额,需重新报批,不是时机;二来把在局部地点得到的结果套用到全区,过于草率,上级也不会同意这样的方案。要说为寻求合适的孔、排距布置,在实际中应用,确有这个必要;但不能通过试验。除非将试验段扩展到全部地区,否则,某一部分的试验结果绝不表明在全部地区都适用。全部地区的合适的孔、排距布置,只能在施工过程中,按照逐步增加孔数、逐步加密孔距、不断检验灌浆效果的办法中最终得到。
灌浆试验只有在招、投标以前的某个阶段才有其实际意义。那时,需要依据一定的灌浆孔布置和需要灌浆的范围计算出工程量和造价,供审批和招、投标需要;才需要在能代表全地区平均情况的适当地点经试验找出能达到要求标准的合适的孔、排距布置。即使这种试验,也没必要个个工程都作。对于一般的不十分重要和地质条件不十分复杂的工程,在已有较充分的勘探资料基础上,经慎重考虑、参照其它类似工程、必要时请专家咨询后作出灌浆孔的布置设计,一般就能满足需要了;在施工中只需依据具体情况在某些地段该增加的增加,该减少的减少就行了。
所以,很可能是我们的《规范》搞错了,把有些工程应该在前期搞的灌浆试验一律规定“应在施工前或施工初期在现场进行”。
不必要的灌浆试验,不仅没有好处,有时还会造成尴尬局面和损失。湖北省一个建成的小型水库,右坝肩及右副坝近200m长的一段需补作帷幕灌浆。按照《规范》的上述规定,在被认为具有代表性的7m长的地点上共布置了5个试验孔,孔距分别为2m和1.5m。结果将孔距加密到了1m和0.75m,经检查仍达不到≤5Lu的要求标准。有专家建议再在其上游增加1排孔继续试验。可是省厅的一位专家硬是坚持非用1排孔解决问题不可。致使工程处于停等状态。后来根据本人的建议停止试验,全线开工,按2m和1.5m的孔距(不同部位)计算的工程量和原订的单价承包给施工单位,允其在保证达到要求标准的前提下自行调节孔位。结果,很快就圆满完成了,并未突破计划投资。如果一开始就照此进行,不是可更早一点完工嘛!
3.3 如何选用灌浆材料
《规范》对灌浆用水泥标号的规定,基本上是按照灌浆的种类或名称确定的。接缝灌浆最高,不低于525号;其次是帷幕灌浆、固结灌浆,不低于425号;最低为回填灌浆,为325号。使人觉得帷幕灌浆需要很高的强度,其实不然。帷幕灌浆的基本任务是堵塞通道,减小渗漏水量。只要帷幕具有一定的厚度,满足渗透比降的要求,就可长期保持稳定,不需要很高的抗压、抗剪强度。相反,当地层较软、孔洞中有大量的软弱充填物时,要求水泥结石具有较低强度和弹性模量,以防止发生变形或承受弯矩时被折断。固结灌浆和回填灌浆,则往往需要较高的强度。
实际上,《规范》要求的不是强度,而是细度。认为水泥的标号越高,颗粒就越细,越有利于灌浆质量,这是误解。按照国家标准,无论何种标号的水泥,只要通过4900孔/cm2筛的筛余量不大于15%、比表面积不小于2400 cm2/g,即为合格。《规范》同时规定“帷幕灌浆和接缝灌浆,对水泥细度的要求为通过80μm方孔筛的筛余量不宜大于5%”。这比各家生产的常规水泥细了许多,需特别制作才行,无疑会提高价格。我所见到的一些工程都未认真执行过。
选择水泥的正确依据,应该是被灌地层内的孔隙大小、状态和灌浆目的。绝不能只看灌浆的种类和名称。例如:心墙下面铺盖式的大面积浅孔灌浆,虽然常称作固结灌浆,但它的主要目的却是防渗;帷幕附近的深孔固结灌浆,主要也是辅助帷幕防渗。当地层的可灌性普遍较好和要尽快堵住大的通道时,既不需要很高的标号,也不需要很细的水泥。仅就帷幕灌浆而言,使用常规水泥,大多都能取得需要的效果,无需再进一步加工磨细。
《规范》对掺合料的规定,许多都是历史的沿袭,是借用对用于混凝土时的要求。如:砂的粒径不宜大于2.5mm,含泥量不宜大于3%;粘土的塑性指数不宜少于14,粘粒含量不宜低于25%,含砂量不宜大于5%等等。在作堵漏处理时,大量的土砂和砾石都可以用并且是最有效的手段之一,何需作上述限制?沥青乳液、水泥-水玻璃浆液、不掺水泥的粘土砂砾石混合浆液等都可以采用,不能仅限于《规范》指定的那4种:① 细水泥浆液;② 稳定浆液;③ 混合浆液;④ 膏状浆液。
3.4 如何选择施工方法
关于施工方法,需要明确以下几点:
3.4.1 帷幕钻孔也可使用冲击钻进
按照《规范》“3.2.1”条的规定,显然是不容许使用冲击钻进。主要是怕全断面的此种钻法,产生的岩粉较多,进入岩缝会影响灌浆质量。现在国内外都已有大量的实践资料证实,采用这种钻孔方法不仅速度较岩心钻高出许多倍,而且质量不会降低。由于它产生的岩粉较粗,可随“风”带出,不容易进入岩缝;再加上它使用的钻具刚度较大,更容易保持钻孔方向,因而有人认为它更有利于灌浆质量。
3.4.2 灌前冲洗可以简化但必须进行
我国历来的规范都是规定将灌浆前冲洗分两步进行。一称钻孔冲洗;二称裂隙冲洗。钻孔冲洗是在钻孔结束后为清除孔里的岩粉和沉渣所作的冲洗,如能做到一次冲净,能达到方便浆液灌入的目的,就不必再单作裂隙冲洗。例如:利用插到孔底的钻具,放开大水大“风”,作数度轮番冲洗,就可以做到一次冲净;对于浅孔,使用压力较高、水量充沛的清水,也可做到一次冲净。
以前,因为帷幕钻孔都是采用回转钻清水钻进,钻孔冲洗只能用放大水进行,效果不够理想。而灌浆又通常要求采用循环式,利用插到孔底的“射浆管”,作一番带有一定压力的循环水冲洗,可以将部分污物带出孔外,部分冲压到缝内较远处,取得较好的效果。所以才有了“裂隙冲洗”一说。显然,只有灌浆是采用循环方式、用“风”不很方便且孔较深时,才需要再单独作一次“裂隙冲洗”。
因为“裂隙冲洗”是用压力水进行的,顺便记录几次压入水量,粗略地计算出灌前地层透水性,对于分析判断灌浆效果大有裨益,因此又有了“简易压水试验”一说。显然,只有需要另作“裂隙冲洗”时才宜作“简易压水试验”。对于用钻孔冲洗一次解决问题的孔段,则不宜作此项试验,以免得不偿失。
《规范》的第“3.3.3”条,似乎是说被泥质充填的溶洞、断层、大裂隙等复杂地区可不作冲洗,是不妥当的。正是此种地层最容易坍孔,碎屑物最多,如不作冲洗,势必影响灌浆效果,而且会使有效的灌浆段长度缩短,影响进度。冲洗程度和方法可酌情而定,但不能不做。
3.4.3 灌浆采用循环式还是纯压式应依地层情况而定
关于这两种灌浆方式的特点、适用条件和在国内外的使用情况等,已在本人写的《坝基防渗与灌浆技术》一书中和《……无益的作为与追求》文章中评价过了,此不赘述。这里只想指出,在《规范》里把循环式灌浆指定为在所有地层中都“应优先采用”是不适宜的。优先,就意味着最好,很少有人敢冒不重视质量的风险而用别的方法。它是否“最好”,向来就有不同的看法,在未得到证实的情况下,就如此肯定地写进《规范》里,至少不很慎重。
熟悉本门业务的人都知道,循环式比纯压式复杂、繁重、事故多、速度慢得多。除我国以外,几乎所有的国家都是尽可能地采用纯压式。既然他们能用此法建成了数量更多的帷幕,为什么偏要我们用这种更费工、费时、花钱更多的办法去做呢?表明《规范》的制订者只重视“质量”,而不顾经济效益。
3.4.4 不应一律和始终采用同一压力灌浆
首先必须弄清楚,所谓的灌浆压力,是指最高允许的“极限压力”,还是应该采用的较合适的“最优压力”。二者的涵义是不同的。从我国的实用情况来看,是指“极限压力”。因为大家都倾向于认为,压力越高,灌浆效果越好。在一切为了确保和提高质量的思想指导下,当然是指尽可能高的压力;但再高也不能超过会使岩层破裂、抬动的“极限压力”。
对于透水性和注浆量普遍较小的岩层,为尽量扩大充填距离、确保达到必要的帷幕厚度和严密性,采用“极限压力”是完全必要的。但是对于透水性和注浆量都很大的岩层,很小的压力就可使充浆的距离很远,满足或超过了需要的厚度和严密性,再使用高压力灌浆,不是会造成浪费吗!
我们的《规范》显然是要求都应采用“极限压力”。要不怎么会有“可通过公式计算”、“灌浆应尽快达到设计压力、注入率大时应分级加压”的规定呢。只见过依据某种假定和盖重情况计算“极限压力”的公式,还从未见过哪个公式能计算出合适的即“最优压力”来。
在所有情况下都要采用“极限压力”,在我国是从乌江渡处理没法冲出的溶洞中充填的大量泥砂开始的;目的是促其高度固结,长期保持稳定。后来,有人已不满足于“极限压力”了。在龙羊峡的灌浆试验中采用了造成岩层严重抬动的超“极限压力”,看它能否出现奇迹般的效果。
灌浆应该采高压力还是低压力,在世界范围内就有争论。美国与欧洲及其他国家选用原则就不一样。参加过土耳其凯班坝(建筑在岩溶极为发育的石灰岩地基上的208m高的土石坝)坝基处理全过程的J·J吉莫尔(美国)在17届国际大坝会议上提交的论文中写道:“在凯班坝的实践表明,很高压力的灌浆既不能固结,也不能稳定充填于大溶洞里的塑性粘土”。我们的《规范》只写进了一方面的意见。
无论是采用“极限压力”还是“最优压力”作为设计压力,都应该是随着不同的岩性、结构、盖重、吃浆量大小、乃至不同的灌浆次序而变化的,不应当一成不变。而我们的《规范》和习惯做法却是一经确定下来,就在全区自始至终地采用,从不区分任何情况。这大概是为了省事,使用方便,但极不科学、合理。遇到吃浆量特大的孔段,一次达不到设计压力,经过多次间歇也得达到。以往不知为此多耗费了多少材料和时间。
G·隆巴迪等人倡导的“强度值(GIN)灌浆法”就贯彻了这样一条正确原则:注浆困难、压力能迅速升起时,就升到规定的最高压力结束;注浆顺利,大量吃浆不止时,就在低压下灌够规定的浆量后结束。很值得参考。
3.4.5 帷幕灌浆段长可以延长
《规范》对分段灌浆段长的规定是:“孔深大于6m时必须分段;最大段长不得大于10m;接触段不得大于2m,并应先行灌浆和待凝;采用孔口封闭灌浆法时孔口管段以下的3~5个灌浆段长宜短”。没说明理由,不过肯定是怕灌浆段太长会影响质量。
从理论上讲,只要灌注段内的总吸浆率在要求压力下不超过灌浆泵的输送能力,就可使压力尽快升到要求值,不会影响灌浆质量。因此,决定灌浆段长度的因素应该是全段的吸浆率和泵的输浆能力。为安全起见和不使操作人员过度紧张,可依不使全段吸浆率超过泵送能力的1/4~1/5为限。
我国二滩坝的帷幕灌浆,承包商意大利的TREVI公司在美国哈扎咨询公司的支持下,强烈要求采用段长20m。后经协商勉强加个控制条件:只有全段吸浆率不大于20L/min时才可采用20m。后又改变为:
I序孔 一律为5m,遇破碎、严重失涌水等特殊情况时还要缩短。
II序孔 两侧I序孔的注灰量≤50kg/m,同层位处可为10m。
III序孔 两侧I、II序孔的注灰量≤20kg/m,可为15m;≤10kg/m,可为20m。
结果,III序孔大多为20m。取得了很好的灌浆效果。还减少了部分设计工程量。
从资料中看到,国外有一种做法:钻孔中发现冲洗液有明显漏失或增多(涌水)时,就停止钻进,进行灌浆;否则,就继续钻进,全孔一次灌浆,不作段长限制。
我国煤碳行业,在建设矿井、做帷幕灌浆时,经常采用50m左右为1段。
这些,都给我们提供了宝贵经验。
严格照《规范》执行,不仅大大拖慢了速度,有时还会造成意想不到的麻烦和损失。江西省一个需作补强处理的砌石坝,在坝前补做的钢筋混凝土防渗面板基础下面,设计有孔深6m一排孔的“帷幕灌浆”。采用“孔口封闭灌浆法”施工,因全部位于接触段范围,就按规定将总孔深只有6m的孔分成1m、1m、2m、2m四段;段与段之间待凝48~72h。这样,完成1个6m深的孔就得10天以上时间。结果,灌浆中在4m厚的基础板上还出现了2条贯穿性裂缝,等待处理。本来只有不足200m的钻灌量,拖了两个多月还没完成。上面工程不能开始,各有关方面都十分着急。后来根据本人建议,改成降低一点压力,全孔一次灌浆。很快就圆满完成了。
3.4.6 固结灌浆可以群孔进行
基于同样道理,当条件适合时,坝基固结灌浆可以将多个孔并联起来,用一泵作“群孔”同时灌浆。同时灌浆的群孔数量,除应使总吸浆率不超过泵的输浆能力并留有足够的安全裕度以外,还应考虑增大了抬动危险这一因素,因此还要结合考虑基岩状况、灌浆压力和盖重等。国外曾有8个孔同时灌浆的先例。
《规范》的第“3.4.8”条“固结灌浆孔相互串通时,可采用群孔并联灌注,孔数不宜多于3个”。有多少孔串通,不是人能控制的,超过3个时不群孔灌浆该怎么办?其实质是不串通就必须一个一个地单孔进行。
对隧洞内的固结灌浆,《规范》亦要求单孔进行,只有注入量较小时,才允许同一环上的孔位对称的2个孔可同时进行。
在圆形或近似圆形的隧洞内,当各孔的吸浆率都不很大时,作孔位对称的多孔同时灌浆,有助于提高灌浆压力,减小洞身向一侧移动变形之危险。天生桥二级I号隧洞不良地质段的高压固结灌浆,每环15孔,实行的是3~5孔同时灌浆,事后看来还可以增多,大大加快了进度,没什么不好。国外有些高压隧洞,为获得预应力所作的灌浆,都是多孔同时进行。
3.4.7 灌浆的结束条件可以简化时间可以缩短
《规范》对不同种类的灌浆、不同的灌浆方法所规定的结束条件是不相同的。大致是:“孔口封闭灌浆法”,在设计压力下(下同),注入率≤1L/min,延续时间不少于90min,总延续时间不少于120min;自上而下分段灌浆,注入率≤0.4L/min和1L/min的延续时间分别为60min和90min;自下而上分段灌浆,延续时间减少到30min和60min;固结灌浆为≤0.4L/min,延续30min;回填灌浆为停止吸浆后延续5min;接缝灌浆另有一套。把它搞得如此复杂、难记,实在看不出有多大必要来。
帷幕灌浆的这套结束办法,基本上是抄用乌江渡的一套。只是为区分“拴塞法”灌浆的两种分段方法稍作了些修改。较以往大大延长了时间。当时的说法是,在高压作用下,有利于粘土充填物的固结和水泥结石的密实度。后来把它原封不动地挪用到了龙羊峡、东江、五强溪、三峡等十分坚硬完好的岩石中采用,就没人解释了。
在二滩,意大利承包商在国际咨询公司的支持下,强烈要求按≤2L/min,延续10~15min。为迁就我国《规范》,定为≤0.4L/min,延续30min。
在此问题上,外国的做法多数是:“拒浆”标准是1.5~2L/min,最大为5.6L/min(美国垦务局);延续时间多为10~15min,最多为20分min,最短只有5min,GIN灌浆法是一达到规定的压力(P)、注浆量(V)或P·V时就结束,不要求延长。
既然他们都能用如此简化和短的时间成功地完成了灌浆,我们何必再坚持无为地浪费财力和时间呢?
3.5 用什么办法和标准检验灌浆质量
对帷幕灌浆质量的检查办法,《规范》规定:“以检查孔压水试验成果为主,结合对竣工资料和测试成果的分析,综合评定。”说是“结合”、“综合”,实际上只有“吸水率在接触段及下一段的合格率达到100%、以下各段达到90%以上才算合格,否则应设法处理”这一条可供操作,是硬条件。其它都无所谓。照此做来,倒十分简单,把检查孔的压水结果与要求标准对照就行了。可是,这样能正确地评价出帷幕的真实质量吗?
先说一种情况。如果一个坝原来的基岩致密、单纯,经简单地灌浆就达到了要求,但灌浆前后的透水性或注灰量却改变很小;而另一个坝因地质条件复杂,经大量地灌浆还未全部达标,但其透水性和注灰量却有了大幅度的降低。哪一个的灌浆质量和效果更好一些呢?如果只能将前者评为合格甚至优良,而后者则不能,不是有失公允,不真实吗?
帷幕灌浆的根本任务是减少渗漏,不使大于允许的程度。做到此点,不能单靠施工质量,还有设计方面。万一渗漏大的地方没有布置灌浆呢?
透水率的允许值,本来就是凭经验定的,相同条件下,不同的国家、单位和个人可能会作出不同的决定。要求达到的百分率,更是主观地规定,没有多少科学道理。要是所定的标准太高,不需要或根本无法达到呢?
这种检查办法,标准订的太死,形式过于简单。成了各方面注意的焦点。由于它关系到能否通过验收、鉴定、蓄水、整体工程的竣工、结算价款,甚至关系到单位和人员的声誉问题,实在太重要了,所以,无论如何也得使它合格。这些年来,提交给“验收”或“安全鉴定”的报告和资料,很少有不合格的情况。可是,有些坝蓄水后却发生了不该发生的较大漏水。说明用这种办法不能有效地控制住帷幕的质量。
做好这项工作,需要引入竞争机制和承包商“负责到底”的制度。既要防止把灌浆范围定得大大的、工程量定得多多的、标准定得高高的等极为保守的设计决策,也要防止出了问题无人负责的现象发生。
检验帷幕灌浆质量达没达到要求标准,只能等蓄水后看坝基漏水满不满足合理的设计要求。在各种水位下,如果漏水量都在设计预想的范围之内,而且显然是由灌浆产生的结果,即使未全部达标,也可评为“优良”或“优质工程”;如果只有可处理可不处理的较小问题,可评为合格;如果存在必须处理的较大问题,则为不合格,查清原因后,由责任者花钱处理。那些主要是因原来的自然条件良好而满足要求的,即使合格率达到了100%,也不能算作良好或优质。
蓄水前,专家们只能根据各有关方面提供的说明其工作情况的报告和资料,作出能否蓄水的判断或结论,而不能对这项工程的质量水准作出定论。业主单位应提供充分的便利条件,让专家们查看施工记录,取出的实物,找基层人员座谈;所有提供情况的人应对其真实性负责。专家们从调查了解到的情况中,应有能力辨别真伪,作出正确的判断和结论,并对其承担责任。
采用上述办法,需要让施工单位按各方都同意的工程量实行总承包。并赋于权利和义务,在施工中自行调整孔位的布置;允许并鼓励施工单位采取更有效的方法、措施,提高工程质量,加快施工速度,以争取用最少的工程量、最短的时间完成防渗或加固任务;从产生的效益中提取一部分给予奖励。对蓄水后发生的问题若证明是施工原因造成,应花钱予以处理。这样,就能将最有能力控制好灌浆质量的施工单位的自觉性和积极性调动进来,既可切实保证工程质量,又可达到节约的目的。
对固结灌浆的质量检查,《规范》把测量岩体波速或静弹性模量定为“宜采用的方法”,而把以往常采用的压水试验定为可有可无的了。也是不适当的。
利用施测地震波、电磁波、弹性模量等在灌浆前后的变化,是借用物理勘探手段检查灌浆效果或质量的一种方法。在国外的资料中也曾见到过,但大多都是作为试验研究,至多是作为辅助手段,从未见到将此作为主要的或唯一的方法采用。因为影响这些物理量变化的因素更多、更复杂,所以测量的结果总是规律性不强,很难用以判断出灌浆效果来。多年来,在我国许多工程上的试用情况也显示出确有此种问题。说明并不十分成熟。主张推荐采用测试波速和弹性模量的人的观点是:固结灌浆的目的是提高强度,测出岩体弹性模量或用波速计算出来,更直接、适用。
固结灌浆也并非都是为提高强度。除心墙下面铺盖式的灌浆外,混凝土坝基下、压力隧洞周围的灌浆也都兼有重要的防渗目的。更重要的是,需不需灌浆,灌浆进行到何种程度为止,不取决于灌浆目的,而是岩体内是否存在可灌的空隙。而最能体现有无可灌空隙的,便是压水试验成果。
所以,至少在目前还不应当完全抛弃压水检查这一方法。看不出将来有被物探完全取代的可能。
4.需要有个什么样的规范
4.1 应是各部门自己建立规范
我国地域广大,各地条件相关悬殊。要制订一个适合于各种复杂情况的、各地区、各企、事业单位都可使用的统一规范,实在是一件难以做好的工作。这样的规范制订困难,修订也很困难。如果不能把各使用部门的先进经验、科研成果都及时地搜集上来,反应进去,甚至把一些不适宜或错误的东西写了进去,它所造成的影响和损失将会更大。要大家都按同一模式去做,减轻了使用者个体和个人的责任感,他们都把主要精力放在从规范中去寻找根据,而很少去考虑这样做是否恰当,既限制了个人聪明才智地发挥,也不利于自由竞争,阻碍科技事业地更快发展。
如果是让各个设计、施工或其综合体自己制订规范,就可比较容易地避免上述缺点。再配合实行承做者“负责到底”的制度,就可在各单位之间形成竞争的局面,促使他们经常去努力研究发掘新技术,敢于采用先进标准,在确保安全的前提下,使自己所做的工程更快更省地完成。
世界较发达的大国美国没见有全国统一的规范。美国陆军工程师团、美国垦务局、美国田纳西流域管理局等企事业单位,都有自己编制实行的“手册”或“标准”。值得参考和借鉴这样的经验。
4.2 应是包括设计、施工等全部内容的规范
当前最感缺乏的是关于灌浆问题的设计规范。虽然在某种坝的“设计规范”“基础处理”章节中都有有关灌浆的规定,但其深度和广度都很不够,不能满足需要。
灌浆是门由经验积累起来的技术,没有很高深的理论,但专业性很强。不熟悉这项业务,没有一定的实践经验,是做不好指导工作的,更制订不好规范。
坝工设计者,为确保大坝能长期安全经济运行,他应该而且能够提出需要将渗漏量控制在多大范围以内,将渗压力降低到多小,将基岩加固到怎样的程度。但他不一定很清楚灌浆在解决这些问题上能发挥多大的作用,在某些具体情况下需要采取怎样的孔位布置和工艺措施。解决好这类问题,需要依靠由这方面的专家制订的规范,从中寻求答案。
制订一本包括设计、施工和监理等全部内容的灌浆(其中包括水泥灌浆和化学灌浆)规范,可称《水工建筑物灌浆技术规范》。如果说在新中国建立的初期还不具备这种条件,现在我们已经有了五十多年、千万座坝的灌浆经验,应当是有这个能力了。
一些发展较早的国家,他们的规范(常称“手册”、“标准”)就是此种型式。不是都学他们的样子,而是确实必要。
在我们这本《规范》中有数十处这样的写法:“由设计确定”、“应得到设计许可”、“应符合设计规定”、“根据灌浆需要”、“根据工程需要”、“由……单位共同协商定”等。要说由设计确定,包括所用灌浆材料、灌浆压力、施工方法、检查办法与标准等,都是由设计单位在设计文件和招标文件中早已确定了的,施工单位无权自行决定。要施工《规范》还有什么用处!问题是设计单位在作这些决定时也要有个规范作依据,而不能随心所欲。他可以选择与我国不同的规范(在作国际招标时,由国际咨询公司推荐的规范就通常与我国的不同),但必有个规范。目前,设计部门在作技术设计、招标设计时,最感迫切的也是需要有个内容全面的规范作依据;在找不到适当依据时,也经常说“按《规范》执行”。如此互相推托,问题不是没法解决了吗?
有了这样的规范,如果又是某个企业或地区部门自己制订的,就可以大大减少矛盾。反正工程都是由他们自己做的,由他们“负责到底”,许多问题都可内部协商解决。
4.3 每一条规定都应有解释说明
在我们的《规范》里,有许多条规定,都是不作任何解释地干巴巴地摆在那里,使人不明白其中的道理何在。也有《编制说明》,是附在全部规定的后边,单设一部分。所说明的问题大多都与主体无关,诸如:“本条为上届规范第×条的保留、为第×条的修改、由哪几条合并而成、是新增条文等等“。似乎只是为了送上级审批,报告一下本次修改了哪些内容。对帮助使用好规范没有丝毫用处。
对每一条规定都应有解释说明。要将这一规定的产生背景,达到什么目的,有几种做法,各适合于什么条件等交待清楚。只有这样,才能帮助使用者更好地理解该项规定的实质和意义,掌握住要领,不致发生误解和偏差。解释说明是规范的重要组成部分,其篇幅通常要占70%~80%以上;可以在该条规定的前面或后面,也可与规定溶合在一起。世界上较发达国家的企、事业单位自己制订的“手册”、“标准”、或“准则”,就是这种形式。
4.4 规范要不断地更新始终保持实用性和先进性
为把工程做得更好而建立的规范,从某种意义上讲,是在工程建设上制订了“法律”,不照此执行,就违反了“法律”,出了问题,就得承担责任。但是规范也应当使人愿意执行,乐意从中寻找解决问题的答案,成为使用者离不开的良师益友。要做到这点,就要使订的规范始终具有实用性和先进性。
所谓实用性,就是确实能解决实际问题。即使从中找不到具体答案,也可得到启发,引导他们找到尽可能好的方案。在《规范》“2.1.5”条中有这样的“规定”:“在特殊地质条件下或有特殊要求时,根据需要,通过现场试验论证,可使用下列类型浆液:① 细水泥浆液;② 稳定浆液;③ 混合浆液;④ 膏状浆液(对这四种浆液的涵义都有解释)。写了这么许多,几乎把所有浆液的种类都罗列上去了,可就是不说哪种浆液在哪种条件下应该或可以采用,让人怎么操作?说要通过现场试验论证,在已经开工的条件下,还有那么多时间来得及一一做对比试验吗?
再如,在“3.4.1”条中写到:“(孔深)大于6m时,可采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法”。本来就只有这么几种,再没别的分段方法了,还用得着作规定吗。最重要的是在哪种情况下应采用哪种方法,却偏偏不说。
类似这种写法,在《规范》里很多。有什么实用价值呢?
先进性,是要体现出写进规范里的供解决问题的方案、方法、措施在技术上是当时最先进的;确实是从工程实践中和科研成果中提炼出来的精华。用它去指导工作,在同样能保证工程安全运行的前提下,要比采用别的规范用时最短,花钱最少。否则,便称不上是技术先进的规范——尽管用它也能做成有“上一流的质量”、确保“绝对安全”的工程。
我国现行的这份《规范》,虽然几经修订,但从指导思想到认识水平,从结构形式到具体内容,没有太大的变动。技术上比较落后,实用性不强。建议有关部门适时组织修订。
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