中西文化差异对灌浆技术的影响
本文原载内部资料《基础工程技术》2012年第1期，原题《文化传统与灌浆理念》，收入时有修改。
【摘 要】 灌浆是一种工艺技术、即技艺，有很强的文化属性，因而其技术标准、施工理念、工艺操作，乃至于计量评价，都受到文化传统的影响。西方文化影响下的简约化灌浆方式方法，最大限度利用了物质和能量资源，工效高，灌浆效果较好，值得学习和推广。受传统文化观念的影响，我国现今的灌浆工艺有复杂化的趋势，如此不能提高灌浆质量，而只会降低施工效率，增加消耗，增加碳排放，是不可取的。今后应融汇中西文化之精华和中西技术之特色，多元因素结合实现我国灌浆技术的良性发展。
【关键词】 文化传统 灌浆理念 中西融合 创新发展
1 灌浆技术与文化
一般说来，技术是生产力，文化是意识形态。灌浆，除了技术属性以外，和文化也有密切的关系。
对灌浆，可以下许多定义：美国学者说，灌浆不是一门科学，也许永远不会成为一门科学，而是一项建立在知识、经验和直觉（intuition）基础之上的工艺技术［1］；英国人说，灌浆是一种最需要对其效果有良好的工程评价的艺术［2］；中国人说，灌浆是良心活；等等。显然，工艺、艺术、良心都是属于文化的范畴。如果将灌浆与体育项目相比的话，那灌浆不是跳高、跳远和赛跑，灌浆是体操、艺术体操或花样滑冰，它难以规定固定的或唯一的作业模式，它受主观意识的影响很强烈，它甚至没有十分明显的质量界限。
同一项灌浆工程，交给两个不同的工程师实施，他们可能采用并不完全相同的工艺，甚至是完全不同的工艺，付出的代价（工程成本）可能也不一样，但同样地完成了任务，对他们的评价可以说谁干得更漂亮，但很难说孰是孰非。因此，灌浆不是纯粹而简单的技术，而是技术与艺术的结合，技术与文化的结合，是一种技艺。灌浆活动的行为理念、工艺过程和表现形式都受到行为的主体——设计和施工人员文化传统的深刻影响。
2 西方文化传统与灌浆
简约，注重程序，留有余地，以人为本，富于创造性等，大致是西方文化传统的一些表现。这些观念也表现在灌浆技术上。
（1）简约，追求工法简明。所以西方习惯使用自下而上的纯压式灌浆。灌浆与钻孔两道工序分开，灌浆时采用单一的稳定性浆液纯压式灌注，简便、利索、低耗、节能、高效。相反，笔者在黄河小浪底灌浆工程施工时，国际承包商看到我们采用孔口封闭灌浆法感到费解，很不以为然。
（2）注重程序的正确性，目标在程序的保证中。西方管理者对灌浆承包商的要求是按技术规范（程序）施工，并不规定严格的工程量（即固定的孔排距），以及在完成这一工程量以后要求达到的帷幕防渗性能。如果完成了计划的钻孔灌浆工程量以后，仍然达不到防渗标准的要求，那就继续加密（或加排）灌浆孔，并不追究和责怪承包商，更不会扣除或拒绝支付承包商增加的工程量价款。
（3）以人为本，注重操作者的舒适感。工艺是由人操作实现的，西方技术专家在进行工艺设计时，不仅考虑达到工艺目标，而且充分考虑操作者的舒适度，尽量减轻工人的体力劳动。需要经常移动的设备尽量设计成自行式，较大型的设备设计有比较安全舒适的操作室。这也与他们的工业和社会发展文明程度有关。
（4）留有余地，不追求终极效果。西方学者不隐晦灌浆的局限性，坦承其不是万能的，对灌浆可能达到的效果适可而止。美国学者埃沃特（Ewert）说，透水率低于5Lu的岩体表明是不可灌的，一般情况下也用不着灌浆，就是灌了浆，从渗漏的观点来看也不会有显著成效［3］。德国学者库兹勒（C.Kutziner）认为，用以水泥为基本材料的浆液的灌浆帷幕降低渗漏量，是由于坝基岩石透水性高所致，亦即其透水率可能在10Lu以上，甚至在25Lu以上。与此对比，透水率在3Lu，更可靠的说是在5Lu以下，坝基岩石水泥灌浆对降低渗漏量没有明显效果。在中等透水率范围即5～10Lu之间，甚至是3～25Lu之间，这样的坝基是否需要灌浆，是否可灌和能否有效，从降低渗漏的观点来看，都是难于确定的［3］。
又如帷幕灌浆孔孔斜的要求，欧洲灌浆标准［4］规定“钻孔应尽量小心以减少偏斜，设计应允许调整孔距以补偿预期的钻孔偏斜。一般说来，对于孔深小于20m的钻孔，其轴线偏斜不应超过计划方位的3%；对于深孔而言，相邻钻孔之间的孔距应可以调整以补偿钻孔偏斜”。这些要求不以主观希望为标准，而是根据客观可能和是否必要提出要求。
（5）在创新方面，西人不断改进灌浆方法。最近的如20世纪90年代，瑞士学者隆巴迪（Lombardi）等人提出了一种新的设计和控制灌浆工程的方法——灌浆强度值（grout intensity number，GIN）法［5］。隆巴迪认为，对任意孔段的灌浆，都是一定能量的消耗，这个能量消耗的数值，等于该孔段最终灌浆压力P和灌入浆液体积V的乘积PV，PV就叫作灌浆强度值。GIN法就是根据选定的灌浆强度值控制灌浆过程，使PV＝GIN＝常数，其技术要点是：①整个灌浆过程只使用一种稳定的、中等稠度的浆液；②用GIN曲线控制灌浆压力；③用电子计算机监测和控制灌浆过程，根据P⁃V曲线的发展情况和逼近GIN包络线的程度，控制灌浆进程中施工参数的调节和决定结束灌浆的时机；④采用自下而上纯压式灌浆法。对这种方法的效果虽然中西方都有人质疑，但方法本身机理明确，操作简单，值得赞赏。
（6）计量解析明确，透明合理，留有余地。国外灌浆工程计量方法多样，没有国家的统一定额，采用较多的是以注入量为主，辅以压水试验（以作业时间计）、灌浆塞安装（以次数计）等项目，或以进尺为主，辅以注入量等项目。表面上分解项目较多，但斤斤计较，清晰合理，干一样事，拿一份钱，有劳必得，多劳多得。
与此同时，基于对灌浆技术的透彻了解，他们的合同条件都会留有一些余地。肯·维沃（Ken Weaver）说：“不管在勘测研究和设计阶段获得了多少地质资料，在地基暴露出来后肯定还会了解一些新情况……肯定要对灌浆方案作相应的调整。常常还会出现这样的情况，即某些工作要根据时间和材料的条件来进行，也就是说会出现‘条件变更’。因此确定一个合理的索赔裁决标准，而使承包商所增加的事先预计不到的费用得到合理补偿同样十分重要。若没有制定这方面的规定，就会造成业主和承包商之间的工作关系恶化，承包商会设法抄近路，工程则会因此遭殃。”鉴于灌浆工程的特殊性，他还提倡“需要将灌浆施工作为一个独立的合同来承包，这样做可能给灌浆施工带来好处”。［1］
3 中国文化传统与灌浆
中国文化传统博大精深，良莠并存。其中的一些特征，如追求极致，不避繁琐，重物轻人，注意宏观但轻视细节，潜规则盛行等等，也表现到了我们的灌浆理念上，并造成一些不利影响。
（1）追求极致，不留余地。比如坝基帷幕防渗标准，希望越高越好，最好滴水不漏。这些年有所改进，技术标准也作了修改，《混凝土重力坝设计规范》规定坝高在100m以上，透水率q为1～3Lu；坝高100～50m，q为3～5Lu；坝高在50m以下，q为5Lu［6］。问题是尽管这些规定仍较欧洲标准严，但设计人员依然愿意在条文的范围内选择严格的一端。中科院工程院院士潘家铮曾说：“建国以来，坝无大小，地基无良劣，从设计到运行，都希望做到滴水不漏。此要求既不经济，也无必要，且不可能，外国人特别是资本家是不会这么做的。”［7］潘家铮还批评我们用落后的设计保护落后的施工。现在我们的设计和施工都有了很大改进，但惯性思维仍在。
又如我们对帷幕灌浆孔孔斜的要求，规范规定60m孔深，孔底偏距为1.5m。这个规定对于使用金刚石岩芯钻进来说，只要认真施工是不难做到的。同时对于帷幕灌浆也可以满足要求了。但是对于冲击回转钻进来说，满足孔斜要求就困难一些了。对于再深一些的灌浆孔呢？自然的规律是孔斜要加大，而且是按增函数的规律加大，可我们却要求其缩小，理由是“不要超过孔距”［8］。这不是强人所难吗？孔距是依次序不断减小的，孔斜能不断减小吗？对孔斜的检查不少工程执行的都是逐段逐孔检测，有的工程招标文件甚至规定孔斜超出规定的灌浆孔不付工程款。
我国的灌浆工程合同也常常不留余地。有的合同规定不允许任何索赔，规定质量未达到设计要求由承包商承担补灌费用等。
（2）繁琐复杂的施工程序。我国的灌浆工艺较之国外是最为复杂的。常用工法孔口封闭法是一种自上而下循环式灌浆法，这种工法使高效的钻孔和灌浆机械难有用武之处，工效比自下而上纯压式灌浆低得多，损耗却大得多。它的最大好处是各个灌浆段都可以得到反复复灌，灌浆成功的保证率高，非常适合我国现场作业人员技术思想素质较低、工艺相对粗放的特点。这种灌浆方式适用多级水灰比的纯水泥浆，浆液很简单，浪费较少。可如今外国人说稳定性浆液好，国人跟之。其实，单就浆液而言，稳定性浆液怎么也比纯水泥浆复杂。我们不去分析稳定性浆液灌浆的成套技术，简单的不学，复杂的搬过来，变成稳定性浆液＋孔口封闭法灌浆，繁上加繁，浪费更大，工效更低，效果不佳。［9］
我们情有独钟的循环式灌浆，在有的情况下行不通，常常导致射浆管被水泥浆凝铸在孔中。这如果发生在西方，早就改为纯压式灌浆或采用其他方式了，我们却硬要迎难而上，把射浆管由钢管改为塑料管，任其凝死在孔内，然后在下一段钻孔时将其钻除。还有的“发明”了可旋转的孔口封闭器或射浆管，谓之“搅动式”循环灌浆。增加了多少麻烦，浪费了多少人力物资和能量，到底是弊大还是利多，一个一个工程不作分析，不厌其烦，不思改进，以繁琐为荣，以复杂为优，还自以为创新。
灌浆记录仪本是由西方引进，原只不过是一台普通的记录仪器而已，可到了中国却被大大地复杂化。小循环记录仪不行，要搞双流量计大循环；记录两个参数不行，要三参数记录；压强式密度计不行，要核子密度计。发达国家都不要求的事，我们一个发展中国家却要“后来居上”。这也罢了，有了记录仪不就保证了记录质量，又节省了人工吗？可有意思的是一些工程还提出要求同时进行人工记录，以便二者“互为校核印证”。这除了更加麻烦之外，又哪里能起到校核的作用呢？
灌浆工程有许多工序，为了提高灌浆效果，对于不同工程的不同情况来说，可能有的工序要加强，有的工序可简化，这本是常识。但有不少工程的灌浆施工技术要求却喜欢把别的工程的各种要求照搬过来，叠加起来，使得条文越来越多，限制越来越严，非常复杂，有时令人啼笑皆非。
GIN灌浆法在我国的变异是一个例证。欧洲20世纪90年代初开始使用GIN法灌浆，信息很快传到国内，许多单位竞相学习引进，在多个工程中开展了灌浆试验，但这些试验几乎殊途同归——把一个十分简洁的外国方法复杂化了。有这样几种做法：一是把GIN法与孔口封闭灌浆法结合起来，即舍弃自下而上纯压式灌浆，改为孔口封闭自上而下循环式灌浆，同时在达到灌浆强度值之后增加一个持续时间的结束条件；二是在灌浆前，先采用孔口封闭灌浆法对灌浆区初灌一遍，堵塞大通道，之后再按GIN法的技术要点进行灌浆。这样使得该法快速高效的优点尽失，而其达到的防渗标准较低的缺点凸显，从而基本上扼杀了这一西方婴儿。
设计对施工的不信任，也是导致灌浆工艺复杂化的重要原因。他们企望通过设置更多更严厉的条款来消除自己对施工人员偷工减料的疑虑，以复杂的工艺防范不诚信的施工。
（3）技术标准越来越细，不利于创新。一般说，技术标准是从事某项技术活动的共同规则，对于有些工艺措施而言，可能是条文规定得越细越好，但对于灌浆工程来说，不应该，也不可能规定太细，硬性规定细了，不利于工程师发挥创造性，不利于采取最有效最便捷的施工方法实现工程目标。但是我国的灌浆规范历次版本的修订，总体上讲是越来越细化，条文越来越多，文本越来越长。这有两方面的推动：一是领导要求，规范要具体不能模糊；二是基层意见——规范的使用者希望条文要具有操作性，归根结底是中国文化使然。相比欧洲、美国的有关技术标准，他们的许多条文更注重规定原则性，不规定细节。具体到某一工程的技术规范则比较细，具有操作性。从普遍的技术标准到某工程的技术规范，其间有一个创造和创新的过程。我们却希望技术标准具有普适性，管到底，不管哪个工程都可以用，不论是谁看着规范都可以灌浆，把工程师的灌浆变成了临时工的灌浆，看看许多工程的招标文件，基本上都是一个模子铸出来的，都是出自灌浆规范或者某个“招标文件范本”，这既不科学，事实上也不可能。
（4）重物轻人。中国曾长期处于一个物资匮乏社会，获得一些积累很不容易，因此在施工中更注意保护贵重仪器设备，在设计制造设备时更注重如何实现设备能力，而将操作人员的舒适感放在第二位。我初入灌浆队伍时看到控制压力表的工人蹲在灌浆孔口旁边，经常一身水、一身泥浆。后来为了保护记录仪，才搭了个小棚棚，工人由此沾了光。
（5）没有敬畏，没有底线，潜规则盛行。相当一部分承包商不遵守游戏规则，大道不走走小道，对文件上的条文，不是想方设法执行，而是千方百计破解，文件上没有漏洞也要想出邪招，既不尊重业主、监理，也不尊重地质、洪水，多低的单价都敢干，不论什么条件都答应，标一到手，道高一尺，魔高一丈，什么花招都使得出来。这里面的原因既有承包商诚信的缺失，也有不开明业主“逼良为娼”，有些业主生怕承包商挣了钱，不仅把单价定得很低，而且制定出许多严苛的条件来，不管有用没用都写在招标文件上。
潜规则正在造成劣币驱良币的效应：遵纪守信的承包商无法生存，违规作弊的企业盆满钵盈。这将使整个灌浆工程界信誉扫地，使建成的工程隐患丛生。这并不是危言耸听，看一看这些年我国很多的灌浆工程，不论何种岩石其平均单位注灰量比二三十年前几乎增加了10倍，不知道这到底是技术的过错，还是文化的悲哀？
（6）计量制度——从不合理走向更不合理。1996年以前，电力行业灌浆工程量计量以进尺为单位，这种计量方法由于地层的吸浆量难以准确预计，而使承包商承担很大风险，因此以注入量为单位的计量方式被从西方引进，但引进来的只有主要部分，丢掉了相关的、细节的部分。这种单纯以注入量多少确定付款数量的计量方式具有更大的模糊性和风险，从而导致许多工程施工数据离奇、结算纠纷频发，至今没有改变。
计量方法不合理也鼓励了业主和设计推行更复杂的灌浆工艺，因为不管他们写多少条条，都不需要另外付款。
计量方法趋向笼统模糊，商务条件和承包方式却愈趋简化，封杀一切可能索赔的余地，灌浆工程很少单独分标，常常与其他工程捆在一起，灌浆施工在其他工程的夹缝中进行，施工的人财物资源和工期、环境条件得不到保证，给工程的安全质量带来了更大的隐忧。
（7）合同范本，繁而不范。为了便利设计人员编制招标文件，2000年颁发了《水利水电工程施工合同和招标文件示范文本》，后来发布了2010年版。因为要“示范”，覆盖面就要广一些，条文要全一些，甚至盖过规范。书中说得清楚：“示范文本不是技术标准，不能直接作为技术标准使用。”但不少设计人员却全盘抄来，殊不知对具体工程而言，有些规定文不对题，灌浆工程的个性丧失殆尽。
以上主要叙述负面影响。辩证地看，中华文化对灌浆工程的正面影响也应当肯定。由于我国追求极致和更注重终极目标的传统，使得我们在技术力量（工人素质、机械能力、材料质量、施工价格等）相对薄弱的条件下，以较大的投入获得了良好的效果，我国工程的灌浆效果总体优于西方，帷幕达到的防渗标准较高，耐久性总体较好，绝大多数工程防渗帷幕历经数十年而不衰，较少或很少发生西方忧虑的“帷幕防渗能力衰减现象”［10］。
4 融汇中西，扬长避短，创新发展
中西文化和技术各有特点、各有所长。我们既无须妄自菲薄，但也应当师夷之长，补己之短，融汇中西优势，创新发展。
（1）当前，我国国民经济的发展正步入转型升级的阶段，逐步淘汰消耗高、排放多、效率低的生产工艺是一个方向。灌浆还不是国家关注的重点，但是提倡环保、低碳技术，推进灌浆技术转型升级应当是行业自觉的行动。西方灌浆技术工艺简单、高效、低耗，工程质量较好；我国灌浆技术工艺相对复杂、工效较低、消耗较大，但工程质量良好。因此在大多数水利水电工程中，一切有条件采用新工艺的工程都应该尽量采用以自下而上纯压式灌浆为代表的灌浆方式。
目前，我国实施走出去战略，承担了越来越多的国外工程，在这些工程中有的可以实行中国标准，但即便在这种情况下仍应该西法西用，不推行孔口封闭灌浆法。
（2）在灌浆技术中提倡简约化的理念。《易经》曰：“不易、变易、简易。”简单、简约是更高、更深刻、更科学的概括，是更高技术含量的结晶。只有简单，操作更容易，质量易保证，成本更低廉。灌浆工艺要抵制繁琐哲学，工艺复杂化，劳动繁重化，不是创新而是倒退。当年孔口封闭法为什么能脱颖而出，就是因为它比自上而下分段卡塞灌浆法简单、省力、高效。
要加强灌浆理论研究，倡导创新。灌浆理论的研究和技术的创新在西方始终没有停步，相反我国有着如此广泛的工程实践基础，有关的试验研究创新明显不足。造成这种局面的原因有文化传统的缺陷，即总认为月亮是外国的圆，远方的和尚会念经，轻视本土创新；也可能有产学研体制分割的原因，想搞研究的没有资金，有资金的没人研究。
研究也要贴近实践，在计算机上搞几个越来越复杂的模型，不能解决实际问题。隆巴迪的GIN法和几个公式虽有缺陷，但很有吸引力，重要原因就是简明，具有操作性。
创新要有人才，实现灌浆技术的创新既需要专家学者深厚广博的学识，又需要长期一线工作经验的积累，相比其他行业和专业可能是一个更苦的差事，当下有实力的单位应营造条件留住和吸引优秀青年技术干部，让他们热爱专业，持之以恒，开花结果。
（3）要打破一本规范管天下的大一统体制或范式，走出标准越搞越细，思想越搞越窄的魔咒。提倡不同工程有自己的技术规范，有自己的创新。当年规范上并没有孔口封闭法，王志仁等敢于打破成规，创立孔口封闭法；今天为什么就不能改进孔口封闭法，或创立其他的工法呢？
其实，水利部、能源局发布的灌浆规范都是推荐性的，各工程完全可以在充分论证、经过试验的基础上自由创新。
（4）建立诚信机制，让“良心”重放光辉。这是一项社会工程，也是灌浆施工的基础。现在国家提出建立社会主义核心价值观，诚信是其要素之一。
灌浆工程是良心活，不仅仅针对承包商。承包商当然要有良心、讲诚信，业主、监理也要凭良心、讲诚信。现在对不良承包商没有惩罚，或惩罚不力，实质是鼓励无良。有人建议对不讲诚信、弄虚作假的承包商实行黑名单制度，这可能是一个好办法，是否还应当对同流合污的监理单位也要实施制裁，比如进黑名单。
（5）改革计量制度。计量方法是施工行为的总指挥棒。以注入量（t）为灌浆工程的计量方法的弊病已经严重地显现出来，必须停止。那种仅仅依靠改进灌浆记录仪的技术措施是不够的、无力的。灌浆记录仪应当回归工作计量器具的作用，而不应当将其作为一种贸易结算计量器具，即不宜使用其记录的数据作为结算依据。否则修改记录仪输出资料，利用记录仪作弊的行为就会屡禁不止。
（6）文化多元，技术也可多元。文化难分优劣，技术各有特色，实践检验真理。中西灌浆方法各有应用条件，无须排斥对立。我国以自上而下分段灌浆、循环式灌浆和多级水灰比浆液（包括稳定性浆液和非稳定性浆液）变换为基础的孔口封闭法，具有很强的适应性和质量可靠性，尤其适应我国一线工人素质相对较低、施工单位技术装备较差、施工价格较低等条件，在国内完成了大量的重要工程，获得了广泛的认同，在一定的范围内应当继续存在，但也应向节能、降耗、减排，提效等方向改进和发展。
参考文献
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