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 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(duì)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(duì)策。對(duì)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(shí)還帶來了顯著的社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】  陶岔渠首工程；帷幕灌漿；施工工效

中圖分類號(hào)：TV543 文章編號(hào)：1005-4774( 2016) 04-0077-04

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(hào)。

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(duì)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(gè)工作面同時(shí)施工的前提下，灌漿施工工效需達(dá)到7d／孔�，F(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(dòng)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(gè)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(shí)間是基巖造孔時(shí)間的5倍。

 c．淺層基巖灌漿過程中，多次重復(fù)灌漿�，F(xiàn)場施工發(fā)現(xiàn)，淺層基巖灌漿時(shí)，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(shí)，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(duì)“覆蓋層造孔困難”和“淺層基巖重復(fù)灌漿次數(shù)多”兩個(gè)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(gè)癥結(jié)進(jìn)行討論，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測6個(gè)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(gè)末端因素。

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(duì)末端因素的逐一分析，明確帷幕灌漿施工工效低的兩個(gè)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”。

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

 對(duì)策方案的對(duì)比評(píng)估結(jié)果表明：兩個(gè)要因的最終對(duì)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(duì)策方案之后，小組成員根據(jù)“SWIH”的方法進(jìn)行分析討論，制定具體的對(duì)策措施，并對(duì)實(shí)施時(shí)間和人員進(jìn)行了計(jì)劃安排，如表3所列。

8  制定對(duì)策

8.1對(duì)策一：選擇合適的造孔方法

 a．具體措施一：試驗(yàn)對(duì)比多種造孔方法的造孔時(shí)間�，F(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)�，F(xiàn)場未采用魚尾鉆法時(shí)，覆蓋層的造孔時(shí)間為40h，采用魚尾鉆法后，覆蓋層的造孔時(shí)間縮短至16h，完成預(yù)期20h的目標(biāo)，如圖2所示。

8.2對(duì)策二：隔管法避免卜．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(duì)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(duì)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)�，F(xiàn)場未采用隔管法灌漿時(shí)，淺層基巖灌漿時(shí)間為192h，采用隔管法后，淺層基巖灌漿時(shí)間縮短至72h，完成預(yù)期92h的目標(biāo)，如圖3所示。

9效果檢查

 上述對(duì)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(duì)計(jì)劃施工的215個(gè)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表明：灌漿施工工效由12d／孔提高至6d/孔，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)值7 d/孔�？偣て诳s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(gè)灌漿行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。與此同時(shí)，該次活動(dòng)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l項(xiàng)：變徑搭接組合式孔口管灌漿法（專利號(hào)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(hào)ZL 2013 2 0174819.0）。

 e．活動(dòng)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(dòng)，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(gè)完整的PDCA活動(dòng)，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(dòng)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(shí)與實(shí)際工程相結(jié)合，用QC知識(shí)解決更多的實(shí)際工程問題，讓QC成為工作中的拳頭工具。