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长江重要堤防防渗和护岸工程监理实践与成效
作者：湖北省葛洲坝工程监理总公司总经理、高级工程师、注册监理工程师

简介： 根据防渗加固工程隐蔽性、安全性和时间性强的特点，在防渗和护岸工程监理过程中应对关键过程、特殊工艺进行控制，确保工程质量优良，使工期提前、安全运行、投资得到有效控制。
关键字：塑性混凝土 水下抛石 质量评定
１．工程地理位置和工程监理任务

荆南长江干堤位于湖北省境内，长江荆江河南岸，上起松滋查月堤，下至石首市五马口。葛洲坝监理总公司承担了２０００～２００１年度第一、二标段杨厂安全区，裕公垸的防渗工程和第七、八标段鹅公凸至章华港Ａ、Ｂ段的护岸工程共４个标段的监理任务。

２．工程项目总目标

合同工期：２００１年元月２０日至２００１年４月３０日工程全部完工。

工程质量：优良工程。

工程造价：不突破概算。

二、工程项目监理实施

１．建立程序控制计划和网络

主要有：施工准备程序控制，过程检验检测程序控制、竣工验收程序控制。

２．原材料检验与控制

对于各种原材料检验项目的质量标准，按合同技术条款和施工技术规范控制。

水泥、钢筋、砂石骨料、膨润土、土工布、块石等分别由４个承建单位自检或送检并将检验报告报监理审核确认，监理再按承建单位检验比例的（１０％）进行抽检。如遇抽检不合格时，不得进场。对已进场的不合格材料督促承建单位及时运出现场，防止误用。

３．过程检验与控制

①深层搅拌防渗墙

深层搅拌防渗墙是由深搅机把水泥浆喷入土体并搅拌固化成桩连接而成的墙，它的设计控制指标为：单轴抗压强度不小于１．０ＭＰａ，渗透系数Ｋ＜１×１０－６ｃｍ／ｓ，允许渗透比降＞６０。

（１）深层搅拌施工质量控制流程：场地平整，桩机定位、水平度、垂直度检查，浆液比重检查，下沉及提升速度检查，注浆压力及注入量检查，墙顶开挖及回填。

（２）施工平台、定位、移位：平整场地，清除地面障碍物，形成施工平台，其高程误差控制在１０ｃｍ范围；经测量放线定位，机长负责检查，现场监理对桩机定位、水平度抽检复核，确认合格后开机生产。桩机每一次移动定位，均使用桩机上安装的Ｘ、Ｙ轴方向垂直传感器，对桩机进行调整，使钻杆偏斜控制在０．５％范围内，监理不定期监督承建单位使用经纬仪复核；检查地面承载力，防止桩机在生产过程中产生偏斜。同时利用垂直度监控仪，将垂直度偏斜控制在０．４％的规定范围内。经现场监理检查和核查记录，桩机倾斜度满足０．４％的设计要求。保证了墙体轴线位置准确，成墙单元连续，桩间搭接符合要求。

（３）浆液控制：生产性试验由监理、设计共同确定施工中使用的水泥浆液水灰比为０．９∶１或０．８∶１，水泥浆液的有效使用时间控制在３～５ｈ之间。浆液比重抽检采用婆梅比重计和比重秤检测，并要求承建单位指派责任心强的工人配制水泥浆液，对于水泥比重偏低的浆液，采用以下方法处理：对于略低于标准的水泥浆液，可加水泥重新搅拌，检测合格后使用；对于低于标准较多的水泥浆液，按废浆处理，对使用该浆液成墙的单元进行重新压浆搅拌；无论使用何种水灰比的水泥浆，根据电脑打印记录上的注浆量进行计算，水泥用量应保证墙体的水泥掺入比不小于１５％；对重复出现浆液比重不合格或不按规程操作的机组自浆液抽检不合格的成墙单元至上次浆液抽检合格的成墙单元之间的成墙单元全部压浆重搅；对质量意识差、责任心不强的机组和个人采取停工整顿或责令退场等方式处理。

（４）注浆压力和注浆量控制：桩机施工时注浆压力和每米注浆量是深层搅拌防渗墙质量控制的重要环节，它关系到成墙质量是否能够达到设计指标，为此，现场监理执行旁站。加大对浆液比重抽检密度增加检测次数及时发现、及时处理。承建单位严格要求操作人员在机械运行过程中不准擅自离岗，随时注意注浆压力和每米注浆量变化。

（５）提升及下沉速度：承建单位在施工中大量使用了ＰＨ－５Ｇ系列双动力多头深搅桩机，此型桩机带有成墙器，在施工工艺上将两工序成墙改为一次成墙，施工工艺和其他型号的深搅桩机相比发生了根本性变化，监理对该机计算机打印记录进行分析，并根据该型桩机的特点和工艺流程，得出此机型下沉时每米喷浆量占设计值的８０％，提升时每米喷浆量仅占设计值的２０％。因此确定下沉速度为生产过程中的控制重点，而技术条款中只规定了提升速度的控制指标，对下沉速度没有明确的要求和指标。监理根据有关要求并结合实际施工情况，明确规定了下沉及提升速度的具体范围：单头机下沉速度为０．２～０．５ｍ／ｍｉｎ，提升速度为０．２～１．０ｍ／ｍｉｎ；多头机下沉速度为Ⅱ－Ⅲ挡，提升速度为Ⅲ－Ⅳ挡。承建单位严格执行了此规定，保证了水泥浆液的有效利用。

（６）桩间接头和与穿堤建筑物施工接头处理：对桩与桩的搭接间隙时间大于２４ｈ的，一般采用局部补桩处理；对遇穿堤建筑物时，在调查标明该构筑物尺寸和埋设高程后，在其两侧的搅拌桩完成后，一般采用高喷注浆措施对该构筑物周边及上下地层进行封闭处理。

（７）防渗墙墙体质量检验沿堤线每０．５ｋｍ开挖检查一处，不足０．５ｋｍ也布置一处，每处长３～５ｍ，深２．５～４ｍ，经检查无蜂窝，防渗墙与桩间搭接良好，墙厚满足２０ｃｍ或３０ｃｍ的设计要求，桩身垂直度在允许范围内，外观和防渗墙整体性好为质量合格。在施工２８ｄ后进行钻孔取芯检查，采用钻机取芯描述芯样的均匀情况和芯样的完整性，主要检验水泥土的单轴抗压强度、渗透系数、允许渗透比降质量全部符合要求；按堤线每３００ｍ抽检一孔，不足３００ｍ也布设一孔，共钻孔４２孔。每孔取样２组，取样部位为钻孔的中部和底部。经监理抽检抗压强度在１．００～２．１２ＭＰａ之间，渗透系数在３．６×１０－７～３．９１×１０－７ｃｍ／ｓ之间，允许渗透比降大于６０，均满足设计要求。

②塑性混凝土防渗墙

塑性混凝土防渗墙在本工程中虽只占总工程量的９．５９％，但施工难度大、工序多，工程进展较慢，因此成了控制总工期的关键项目。为此，监理安排了３名工程师负责现场监理工作，实行２４ｈ全过程旁站监理。主要设计指标控制：抗压强度Ｒ２８≥２．０ＭＰａ，弹性模量＜１０００ＭＰａ，渗透系数Ｋ＜ｉ×１０－７ｃｍ／ｓＫ＜ｉ＜１０，允许渗透比降Ｊ＞６０。

塑性混凝土施工质量控制流程：施工准备，钻机定位，造孔过程，槽孔验收，安装浇筑导管，混凝土拌和，混凝土浇筑，墙顶开挖及回填。

施工准备的控制：由于塑性混凝土防渗墙施工工艺复杂，轴线铺设钻机轨道承建单位在监理工程师指示下进行了塑性混凝土试验段施工，为塑性混凝土防渗墙正式施工提供了重要的施工技术参数。

造孔过程控制：为解决一、二序槽接头接合质量可靠问题，承建单位在监理工程师建议下，在二序槽施工时使用了钢丝刷刷洗槽壁的工艺，从墙身开挖揭露效果看，接头接合良好。

槽孔验收：造孔结束后，根据施工图纸对槽孔孔位、孔深、孔斜进行检查，经确认合格后可进行清孔换浆，清孔换浆完成后对固壁泥浆比重、黏度、含沙量及孔底淤积进行检查验收，验收合格后及时进行混凝土浇筑。

原材料质量控制：在施工前试验工程师必须对承建单位提交的水泥、砂石骨料、膨润土、黏土、水等原材料的检验报告进行确认，经确认合格的原材料才能使用。在施工过程中监理工程师对承建单位现场存放的水泥、砂、石、膨润土等混凝土原材料不定期进行抽检，对不合格的原材料一律清出现场，防止误用。

混凝土配合比拌和检查：承建单位按照监理批准的施工配合比，将混凝土的初凝时间控制在６ｈ以内，终凝时间控制在２４ｈ以内，原材料采用磅秤计量。混凝土的坍落度控制在１８～２４ｃｍ，扩散度控制在３５～４０ｃｍ，拌和时间大于１２０ｓ。在阴雨天气拌制混凝土时，监理工程师加强了对用水量的控制，以保证混凝土的设计强度不受坍落度加大的影响。对于不合格的混凝土如原材料衡量不准、拌和时间不够和混凝土和易性不好等，按废料处理，严禁入仓。

墙体水下混凝土浇筑检查：水下混凝土浇筑是塑性混凝土防渗墙施工的最后一道重要工序，是保证防渗墙设计功能的关键，监理工程师在浇筑过程中实施全过程旁站，严格控制。水下混凝土采用导管法浇筑，导管内径１８ｃｍ，浇筑时对导管定期进行密封承压试验。导管安装时，检查底部出口与孔底板距离是否大于２５ｃｍ或大于１．５倍木球直径。开浇前，每个导管是否下入了可浮起的木球（或排水胆）隔离球塞，堵塞导管底部。混凝土开浇前，是否在导管内注入了适量的水泥砂浆，并准备好足够数量的混凝土，以使导管底的木球塞被挤出后，能将导管底端埋入混凝土内。混凝土必须连续浇筑，槽孔内混凝土面上升速度不应小于２ｍ／ｈ，并连续上升至施工平台高程顶面。导管埋入混凝土内的深度不应小于１．０ｍ，也不得大于６．０ｍ，以免泥浆进入导管内。槽孔内混凝土是否均匀上升，其高差是否控制在０．５ｍ以内，每３０ｍｉｎ测量一次混凝土面，每２ｈ测定一次导管内混凝土面，在开浇和结尾时是否适当增加了测量次数。浇筑混凝土时，孔口是否设置了盖板、防止混凝土及其杂物散落槽孔内，是否禁止了混凝土进入槽孔内。承包人是否在混凝土浇筑时，在槽口入口处随即取样，检验混凝土的物理力学性能指标。监理是否按比例进行抽检，浇筑混凝土时，发现导管漏浆或混凝土中混入泥浆，发生质量事故，除按规定处理外，是否提供了事故发生的时间、位置和原因分析、补救措施、处理结果等报送监理。相邻槽孔混凝土接头，由于塑性混凝土防渗墙采用射水法施工，所以优先采用冲切法处理相邻槽孔混凝土接头，确保槽孔混凝土的连接。一、二期槽孔连接时监理及时督促承包人把孔距的标记做在钢轴上，且误差控制在５ｍｍ内，每次移动定位必须对准标记；保证冲切槽孔过程中，钢丝绳和成型器铅直，位置稳定；保证侧面喷嘴不填塞；保证射流有足够压力，泥浆浓度适当。防渗墙与穿堤构筑物施工接头处理。一般是待该构筑物所处槽段相邻槽孔成槽完成并浇筑混凝土１４ｄ后，采用高喷灌浆措施对该构筑物埋设高程以下地层进行封闭处理，和防渗墙与构筑物之间的接缝密闭处理。在成槽过程中出现塌孔、裂缝现象、固壁泥浆漏失严重时，承包人及时调整固壁泥浆配比；对已有裂缝，采用加固措施处理，采取及时堵漏和补浆措施解决固壁泥浆的漏失。

墙体质量检验：采用机口或槽口取样检测，每个浇筑施工作业点每台班抽检一组。２８ｄ进行室内验检，经监理抽检抗压强度Ｒ２８在２．６～５．２ＭＰａ之间，渗透系数在１．８５×１０－７～７．２×１０－７ｃｍ／ｓ之间，弹模在７１３～８０７ＭＰａ之间，允许渗透比降Ｊ＞６０，均满足设计要求。钻孔取芯检测每５００ｍ一孔，不足５００ｍ也布一孔，经监理在墙体中挖块分别做单轴抗压强度，弹模、渗透系数和允许比降试验，质量满足要求。开挖检查，每７５０ｍ开挖一处，每处长度２～４ｍ；深２．５～５ｍ。主要检查了墙体厚度，接缝连接质量符合要求。

③水下抛石护岸

水下抛石护岸工程系隐蔽工程，监理需要控制的重点为：块石材质，粒径规格和确保有效抛投范围、厚度、网格抛投量和单位工程抛投总量的施工组织设计或施工技术、安全保证措施。

抛石网格的划分：水下抛石施工的关键是合理划分抛石网格。根据承建单位从事水下抛石施工的经验，和装备实力，将抛石区划分为５ｍ（垂直流向）×２０ｍ（顺流向）的半区由上游向下游、由远及近地依次抛投。

水下断面测量：每一序抛投开始前和结束后，由承包人委托荆州水文局测量处进行ＧＰＳ水下断面测量，由监理人审查核实；上一序抛投结束并进行ＧＰＳ水下测量后，监理对抛投结果进行分析，及时调整网格抛投计划和水上作业定位位置，确保设计抛投范围和抛投厚度。

抛前测量放样：按设计图中的零点和设计的起抛点及方向坐标，用全站仪精确定位，对确定的每个Ｒ１点和起抛点用一个１．５～２ｍ长的竹桩打入固定，挂上小红旗作为标记，然后检查复测每一个点的位置使其完全准确。

漂距试验定位船的定位：定位船对某断面进行抛石定位前，由专人在该断面上靠江中区域不同水深、流速、单个块石平均重量等参数进行漂距试验，根据漂距的理论计算值和实测值比较，选择一个合适的漂距。由于抛石的船头有一小段空载区（或小量装石区），通过丈量一般不超过２ｍ长，所以定位船在确定的区域上向上游偏移漂距加上２ｍ的距离就可定位。

网格区的划分与抛石船定位：定位船定好位后，将１００ｍ长测绳零点固定在起跑点桩上，然后按５ｍ一区量测，并用粉笔将区间刻划在定位船上。抛石船按从江中向江边抛的大原则进行定位。每条定位船一次同时不能超过３条抛石船挂靠定位。抛石前施工员先收运石船的方单，按照船方量Ｍ和船实际装石长度Ｌ及设计抛石厚度Ｈ计算该船能抛投的有效宽度Ａ（Ａ＝Ｍ／Ｌ×Ｈ）。按人工抛石时每边每次只能抛１．５ｍ计算。两边同时抛，一次能抛的有效宽度为３ｍ。与有效宽度Ａ比较，估算确定抛石船移动１．５ｍ的具体次数，对抛好的区域面积，在定位船上用粉笔作好标记，以便下条船定位抛投。对于实际装石长度Ｌ不足２０ｍ的装石船，抛石时先满足２０ｍ的上游，待Ｌ长范围内抛满后，调整抛石船与定位船之间的连接长度，补足２０ｍ不足的区域。对实际装石长度Ｌ大于２０ｍ的装石船，将船上的块石转移到２０ｍ区域的范围内再抛。在抛石过程中，承建单位采用了１２０～１５０ｔ的定位船，船长为４２～４５ｍ，故对一般设计抛宽４０ｍ（八个区）的断面，定位船按上、下２０ｍ各定位一次抛护，抛石船按实际的移位，对设计抛宽为十二个区即６０ｍ的断面，因定位船长不够，每一个断面定位船采用定４次位抛护。对于岸边浅水区，采用人工抬抛。抛石用的块石统一采购，统一检验，合格后使用。收方计量方法用集中过磅和量方，对当天完成的网格和网格量当日上墙，对每周（月）完成的网格和工程量用周（月）报统计上报代表处。

４．分部工程质量评定与验收

４个施工标段共分３０个分部工程、２５１０个单元工程，其中优良单元１９２４个，工程合格率１００％，优良率７６．７％。经业主组织的专家进行险收，认为４个标段施工，做到了承包商精心施工，监理工作规范，施工过程中未发生任何质量安全事故，资料齐全、完整、规范，工程质量满足设计和规范要求，４个标段分部工程施工质量均评为优良，验收组同意４个标段３０个分部工程通过验收。
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