宋傳偉，徐愛峰，鄭祥軍

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

大唐林州2×300 MW級(jí)熱電機(jī)組引水隧洞出口位于下游坡積物堆積地層上，穿越林州斷裂帶，隧道工程施工以來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)塌方等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了工程進(jìn)度和施工安全。根據(jù)林州物探隊(duì)對(duì)坍塌段的物探報(bào)告，坍塌區(qū)域位于樁號(hào)K3+402處，該區(qū)域形成一體積不低于1 000 m3的空腔體，2012年夏季以后洞內(nèi)坍塌段已出現(xiàn)冒頂，洞內(nèi)坍塌空隙已基本被坍塌物充填。同時(shí)，為了隧洞工程的后續(xù)施工安全，根據(jù)相關(guān)工程的施工設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，擬對(duì)K3+388～K3+413段進(jìn)行土體固結(jié)灌漿。

1 坡積物堆積地段的加固處理

根據(jù)坡積物堆積地質(zhì)洞段的加固處理原則，在引水隧洞中對(duì)坡積物堆積洞段的加固處理采取以固結(jié)灌漿為主的加固處理措施，并根據(jù)坡積物堆積洞段的地址特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上采取了加厚襯砌、拱橋、管梁等措施來(lái)解決基礎(chǔ)沉降問題。文章主要對(duì)固結(jié)灌漿處理進(jìn)行論述。

1.1 灌漿試驗(yàn)

根據(jù)本工程施工初期的具體情況，確定在坍塌區(qū)內(nèi)（K3+402～K3+403.2）進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，該處地質(zhì)為黏土、塊石充填物，黏土質(zhì)軟可塑，設(shè)置4個(gè)灌漿孔，施工分序、分段，在灌漿孔之間設(shè)置1個(gè)抬動(dòng)觀測(cè)裝置，抬動(dòng)變形觀測(cè)派專人進(jìn)行觀測(cè)、記錄，密切注意動(dòng)態(tài)，同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)巖層、洞內(nèi)的變形。

試驗(yàn)施工中，曾多次發(fā)生下列現(xiàn)象：

1）串冒漿：由于沉降區(qū)土質(zhì)已經(jīng)開裂，部分孔底已經(jīng)到達(dá)淤泥層，灌漿過程中，從別的灌漿孔口、裂縫處冒漿，淤泥從洞內(nèi)被擠壓出去后進(jìn)行了充填固結(jié)。

2）在試驗(yàn)2#孔第1段時(shí)，壓力達(dá)到1.0 MPa，水灰比 0.5∶1，注入率由 30 L/min 持續(xù) 15 min，增加到40 L/min持續(xù)9 min時(shí)，抬動(dòng)1.13 mm，其他孔段未發(fā)生抬動(dòng)。

從上述試驗(yàn)可得到以下結(jié)論：壓力較高的Ⅰ序孔注入率明顯大于Ⅱ序，反映出提高灌漿壓力，特別是對(duì)泥土的灌漿壓力達(dá)到1.0 MPa時(shí)，對(duì)增大注入率有明顯作用。

1.2 灌漿工藝

在施工中，成孔也是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在這種地層成孔中采用膨潤(rùn)土加入聚丙烯來(lái)加強(qiáng)黏性的方法，使塌孔、不易成孔的難題給予解決。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果以及施工中的實(shí)際情況，逐步調(diào)整得出適合本項(xiàng)工程的主要施工工藝為以下幾點(diǎn)：

1）灌漿方法。本項(xiàng)目灌漿方法采用孔口管封閉和灌漿塞來(lái)阻塞，自下而上（由深到淺）分段純壓式灌漿。

2）灌漿次序。灌漿施工順序按照先Ⅰ序、后Ⅱ序的施工順序進(jìn)行施工，奇數(shù)孔為Ⅰ序孔，偶數(shù)孔為Ⅱ序孔。

3）灌漿段長(zhǎng)度劃分和壓力參數(shù)。在隧洞頂部的灌漿孔，孔底標(biāo)高高出洞頂0.5 m，防止打穿洞頂，灌段長(zhǎng)10 m，分兩段灌漿，段長(zhǎng)均為5 m。在隧洞兩側(cè)的灌漿孔，孔底標(biāo)高低于洞底0.5 m，灌段長(zhǎng)15 m，分兩段灌漿，第一段為8 m，第二段為7 m。

4）灌漿方式。各段均采用純壓式灌漿方法，同序孔可進(jìn)行并聯(lián)灌漿，孔號(hào)不得連續(xù)，位置保證分散對(duì)稱。

5）灌漿壓力操作步驟。第一段灌漿（底部段）全壓力為0.9 MPa,第二段灌漿（上部段）全壓力為0.8 MPa。各孔各段灌漿最大設(shè)計(jì)壓力值記讀壓力表最大擺動(dòng)值，其余記讀平均值。

6）灌漿漿液及變漿標(biāo)準(zhǔn)。灌漿漿液時(shí)，其濃度由稀變濃、逐級(jí)變漿，漿液水灰比比級(jí)采用2∶1，1∶1，0.7∶1，0.5∶1 四個(gè)比級(jí)，開罐的水灰比采用 2∶1漿液。灌漿過程中，當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變漿液水灰比。本項(xiàng)目灌漿過程中，當(dāng)漿液注入量達(dá)到300 L以上，或灌注時(shí)間已達(dá)1 h，灌漿壓力和注入率均無(wú)顯著改變或改變不明顯時(shí)，進(jìn)行加濃一級(jí)灌注。當(dāng)注入率大于30 L／min時(shí)，根據(jù)施工具體情況，進(jìn)行越級(jí)變濃。

7）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在達(dá)到設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于0.4 L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30 min；或不大于1 L/min時(shí)，繼續(xù)灌注60 min，該段灌漿可以結(jié)束，再進(jìn)行封孔灌漿。本項(xiàng)目施工灌漿時(shí)，主要是在達(dá)到設(shè)計(jì)壓力下，注入率不大于0.4 L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30 min，結(jié)束該段灌漿。

8）灌漿孔封孔。固結(jié)灌漿孔全孔灌漿結(jié)束后，緊接著用水灰比為0.5∶1的濃漿進(jìn)行封孔，保持0.8 MPa的壓力，再持續(xù)灌注30 min，即封孔結(jié)束。小于0.5∶1漿液結(jié)束的孔段，將漿液變換為0.5∶1，保持 0.8 MPa 的壓力，再持續(xù)灌注 60 min，即封孔結(jié)束。封孔灌漿階段做好記錄工作，孔口空余部分以干硬性砂漿填實(shí)抹平。

1.3 固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)布置

根據(jù)該電站引水隧洞的具體情況，初步擬定注漿孔布設(shè)范圍為塌陷區(qū)（K3+408～K3+396）、區(qū)域前 8 m （K3+396～K3+388）、 后 5 m （K3+413～K3+408），共計(jì) 25 m。 坍塌區(qū)內(nèi) K3+408～K3+396灌漿孔排距0.6 m、孔間距1.2 m梅花布置，鉆孔與注漿深度控制范圍為：洞壁1.5 m以外、孔深70.58 m，注漿深度為15 m，分段注漿；洞頂孔深65.63 m，注漿孔深為10 m，分段注漿；灌漿壓力0.7～1.0 MPa。

2 效果檢查與分析

大唐林州2×300 MW級(jí)熱電機(jī)組引水隧洞出口共有1個(gè)坍塌區(qū)，共計(jì)完成14 km灌漿進(jìn)尺，注灰量最大為1 546 kg/m，單孔注入量最大為32 t,單孔灌注時(shí)間最長(zhǎng)為25 h（包括間歇時(shí)間），平均單位注灰量為209.5 kg/m。

固結(jié)灌漿壓水試驗(yàn)檢查在灌漿結(jié)束后3 d進(jìn)行。檢查孔數(shù)為總孔數(shù)的5%。固結(jié)灌漿檢查用壓水試驗(yàn)、單點(diǎn)法，本項(xiàng)目要求透水率≤1 Lu。壓水結(jié)束后采用壓力封孔法直接進(jìn)行封孔，當(dāng)注入率小于0.4 L/min持續(xù)30 min后結(jié)束封孔。

固結(jié)灌漿質(zhì)量的壓水試驗(yàn)檢查，其孔段合格率應(yīng)在80%以上；不合格孔段的透水率值不超過設(shè)計(jì)規(guī)定值的50%，且不集中，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格。本項(xiàng)目灌漿通過壓水試驗(yàn)檢查結(jié)果為：透水率全部小于1 Lu，滿足設(shè)計(jì)要求。

巖心可見水泥結(jié)石，土體、塊石之間，土體之間清晰可見水泥連接。

3 結(jié)語(yǔ)

大唐林州2×300 MW級(jí)熱電機(jī)組引水隧洞長(zhǎng)度長(zhǎng)、洞徑大，建設(shè)規(guī)模也較大，尤其是在坡積物堆積地層穿越也較少見，經(jīng)過設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐，為地下工程積累了經(jīng)驗(yàn)，主要有以下幾點(diǎn)：

1）本文所采取的坡積物堆積地質(zhì)洞段的固結(jié)灌漿施工技術(shù)在地質(zhì)條件極其復(fù)雜、施工條件十分困難的情況下，完成了工程任務(wù)，對(duì)今后類似工程的施工有指導(dǎo)和借鑒價(jià)值。

2）本工程采用自動(dòng)灌漿記錄儀，更準(zhǔn)確地掌握施工灌漿參數(shù)，使灌漿數(shù)據(jù)更加真實(shí)，較好地避免了灌漿的隨意性，從而確保灌漿質(zhì)量，同時(shí)便于其他工程設(shè)計(jì)采用。