朱興廣

（遼寧省水利廳，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

1 概 述

金安橋水電站導(dǎo)流隧洞灌漿工程包含進(jìn)出口及洞身段固結(jié)灌漿、回填灌漿，該工程的主要灌漿材料采用PO42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

1，2號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口段巖性以玄武巖夾火山角礫熔巖及凝灰?guī)r為主，巖體以鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)為主，凝灰?guī)r分布于進(jìn)口頂拱，穩(wěn)定性較差；洞身段巖性為玄武巖夾火山角礫熔巖，巖石微風(fēng)化-新鮮，巖體以塊狀結(jié)構(gòu)，次塊狀結(jié)構(gòu)為主，部分鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，圍巖總體穩(wěn)定性較好。

2 施工布置

2.1 制漿與供漿

為實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地制、供漿，施工中采用集中制漿。集中制漿站設(shè)在進(jìn)水塔上方的上壩公路旁。制漿站的貯存水泥能力為100 t，制漿能力為15 m3/h。集中制漿站以高速攪拌機(jī)制漿，所制漿液經(jīng)供漿管路泵送至施工面上的立式低速雙桶攪拌機(jī)內(nèi)，供灌漿使用，漿液輸送流速控制在1.4～2.0 m/s之間。集中制漿站的制漿材料均準(zhǔn)確稱(chēng)量。

2.2 排污系統(tǒng)

導(dǎo)流洞內(nèi)施工時(shí)，在洞內(nèi)設(shè)分級(jí)集水井，采用污水泵通過(guò)4寸排污管路排出。洞口以外設(shè)沉淀池，污水經(jīng)沉淀過(guò)濾后經(jīng)由管路排入下游圍堰外。

2.3 鉆灌臺(tái)車(chē)

鉆灌臺(tái)車(chē)采用10號(hào)熱軋槽鋼和10號(hào)熱軋角鋼加工而成，臺(tái)車(chē)鋪設(shè)三條運(yùn)行軌道，靠卷?yè)P(yáng)實(shí)現(xiàn)平移和升降。鉆灌臺(tái)車(chē)無(wú)法到達(dá)的部位，采用搭設(shè)鋼管腳手架灌漿作業(yè)平臺(tái)。灌漿作業(yè)平臺(tái)周?chē)O(shè)明顯警告標(biāo)志。

3 灌漿試驗(yàn)

3.1 室內(nèi)試驗(yàn)

水泥試驗(yàn)。對(duì)于灌漿用水泥在使用前抽取樣品進(jìn)行試驗(yàn)，性能滿(mǎn)足技術(shù)要求。

漿液試驗(yàn)。用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、施工的水泥漿液水灰比及摻合料、外加劑等品種及其摻量進(jìn)行以下項(xiàng)目的試驗(yàn)。

1）漿液配制程序及攪拌時(shí)間。

2）漿液密度或比重測(cè)定。

3）漿液的流動(dòng)性。

4）漿液的沉淀穩(wěn)定性。

5）漿液的凝結(jié)時(shí)間，包括初凝和終凝時(shí)間。

6）漿液結(jié)石的容重、強(qiáng)度。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)

3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1）通過(guò)試驗(yàn)獲得孔距、漿液水灰比、灌漿壓力等試驗(yàn)參數(shù)用以指導(dǎo)施工。

2）通過(guò)試驗(yàn)選擇合理的施工工藝。

3）通過(guò)試驗(yàn)檢驗(yàn)擬投入設(shè)備、材料的適用性。

4）通過(guò)試驗(yàn)獲得具有指導(dǎo)意義的試驗(yàn)成果。

3.2.2 固結(jié)灌漿試驗(yàn)

1）試驗(yàn)地段的選擇。在1號(hào)導(dǎo)流洞身處先期混凝土澆筑完成并且強(qiáng)度達(dá)50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，選取具有代表性的地段進(jìn)行固結(jié)灌漿試驗(yàn)。按設(shè)計(jì)要求布設(shè)孔位、孔深、孔距、排距，選定24個(gè)試驗(yàn)孔分4組進(jìn)行不同灌漿壓力的試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)設(shè)有抬動(dòng)觀測(cè)裝置，壓水試驗(yàn)、灌漿過(guò)程進(jìn)行抬動(dòng)觀測(cè)。

2）試驗(yàn)施工工藝。①施工程序：埋設(shè)抬動(dòng)觀測(cè)裝置→Ⅰ序固結(jié)孔鉆孔→Ⅰ序固結(jié)孔灌漿→Ⅱ序固結(jié)孔鉆孔→Ⅱ序固結(jié)孔灌漿→灌漿效果檢查。

②鉆孔：鉆孔選用MZ120-1型風(fēng)動(dòng)沖擊鉆機(jī)，孔徑φ60 mm，檢查孔選用SGZ-IB型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行取芯，孔徑φ75 mm?？组g排距3 m，深入基巖5 m。施工前由技術(shù)員按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行準(zhǔn)確放點(diǎn)，并標(biāo)示孔位及編號(hào)。

③洗孔和壓水：鉆孔結(jié)束后，用壓力水洗孔，至回清水10 min后結(jié)束。洗孔要求單孔不少于30 min，串通孔不少于2 h。洗孔壓力為灌漿壓力的80%。然后對(duì)每孔進(jìn)行單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)，壓力為灌漿壓力的80%，以了解巖石的透水率。

④灌漿：固結(jié)灌漿選用SGB6-10型三缸柱塞灌漿泵。灌漿按環(huán)間兩序，環(huán)內(nèi)兩序加密的原則施灌。

固結(jié)灌漿采用孔內(nèi)循環(huán)全孔一次灌注的方式。根據(jù)地質(zhì)縱剖面圖所示地質(zhì)情況，選取灌漿水灰比為 3∶1，2∶1，∶1，0.5∶1(重量比) 及 2∶1，1∶1，0.8∶1，0.6∶1(重量比)兩組比級(jí)。

固結(jié)灌漿在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4 L/min，群孔灌漿不大于0.8 L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束。固結(jié)灌漿試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表1。

⑤封孔：采用“壓力灌漿封孔法”進(jìn)行封孔，機(jī)械封孔后再用人工拌水泥砂漿將孔口部分搗實(shí)抹平。

⑥效果檢查：灌漿結(jié)束后，按監(jiān)理工程師的指示，對(duì)每個(gè)試驗(yàn)組進(jìn)行取芯和單點(diǎn)法壓水試驗(yàn)檢查，壓水試驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.2.3 試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)結(jié)束后將室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的成果連同灌漿資料成果，形成報(bào)告報(bào)送監(jiān)理工程師審批，用于確定最終施工參數(shù)。

表1 固結(jié)灌漿試驗(yàn)參數(shù)表

4 施工工藝

4.1 回填灌漿

4.1.1 鉆 孔

在素混凝土襯砌段，采用YT28型手風(fēng)鉆直接鉆灌漿孔，鉆孔孔徑為φ48 mm；在鋼筋混凝土襯砌段預(yù)埋回填灌漿管，采用YT28型手風(fēng)鉆通孔，鉆孔深入巖石10 cm，并詳細(xì)測(cè)記混凝土厚度和空腔尺寸。

4.1.2 灌 漿

1）回填灌漿采用SGB6-10型三缸柱塞灌漿泵和UB4型砂漿泵灌注，按每2個(gè)襯砌段劃分為一個(gè)灌漿區(qū)段，灌漿分兩序加密進(jìn)行，I、II序孔中都應(yīng)包括頂孔。

2）回填灌漿的壓力和漿液水灰比按施工圖紙的要求或監(jiān)理工程師的指示確定。I序孔可灌注水灰比 0.6（或 0.5）∶1的水泥漿，II序孔可灌注 1∶1和0.6（或0.5）∶1兩個(gè)比級(jí)的水泥漿?？障洞蟮牟课还嘧⑺嗌皾{，但摻砂量不大于水泥重量的200%。

3）回填灌漿在規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，并繼續(xù)灌注5 min即可結(jié)束。

4）回填灌漿因故中斷時(shí)，應(yīng)及早恢復(fù)灌漿，中斷時(shí)間大于30 min，清洗至原孔深后恢復(fù)灌漿，若灌漿孔不吸漿，重新就近鉆孔進(jìn)行灌漿。

灌漿結(jié)束后排除鉆孔內(nèi)積水和污物，割除露出襯砌混凝土表面的埋管，用濃漿將全孔封堵密實(shí)抹平。

5）回填灌漿在襯砌混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后進(jìn)行。灌漿前認(rèn)真檢查被灌區(qū)，對(duì)混凝土有缺陷的部位提前進(jìn)行處理，防止灌漿時(shí)自混凝土面串漏漿。

6）灌漿施工自較低的一端開(kāi)始，向較高的一端推進(jìn)。同一區(qū)段內(nèi)的同一序孔，可全部或部分鉆出后再灌漿。

7）低處孔灌漿時(shí)，高處孔可用于排水、排氣。當(dāng)高處孔排出濃漿（接近或等于注漿的水灰比）后，將低處孔堵塞，改從高處孔灌漿，依次類(lèi)推，直至結(jié)束。灌漿必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷應(yīng)盡快恢復(fù)灌漿，若無(wú)法繼續(xù)，對(duì)鉆孔掃孔復(fù)灌。

8）回填灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束7 d后進(jìn)行。采用鉆孔注漿法檢查質(zhì)量，向孔內(nèi)注入水灰比2∶1的漿液，在規(guī)定壓力下，初始10 min內(nèi)注入量不超過(guò)10 L，即為合格。

9）檢查孔鉆孔注漿結(jié)束后，采用水泥砂漿將鉆孔封填密實(shí)。

4.2 固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿的施工部位包括：進(jìn)水塔固結(jié)灌漿和導(dǎo)流洞身固結(jié)灌漿。洞內(nèi)固結(jié)灌漿施工在該部位回填灌漿結(jié)束7 d后進(jìn)行。

4.2.1 工藝流程

測(cè)量放點(diǎn)→鉆孔→沖孔→灌漿→ 封孔

4.2.2 鉆孔作業(yè)

1）鉆孔采用MZ120-1型風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)鉆進(jìn)。

2）鉆孔位置與設(shè)計(jì)孔位偏差不大于10 cm。

3）孔徑：基本孔采用φ60 mm，檢查孔采用φ75 mm，如要求取芯，則用SGZ-IB型地質(zhì)鉆機(jī)金剛石鉆進(jìn)。鉆孔孔深必須達(dá)到設(shè)計(jì)孔深、孔底殘留不大于20 cm。

4）鉆孔記錄，要詳細(xì)完整地記錄孔內(nèi)情況，如換層、破碎、掉塊、涌水、漏水、夾泥等。

5）在鉆孔過(guò)程中，經(jīng)常進(jìn)行孔斜測(cè)量，測(cè)量方法采用羅盤(pán)測(cè)量和測(cè)斜儀測(cè)量相結(jié)合的辦法。

4.2.3 鉆孔沖洗

每孔鉆完在灌漿前,按規(guī)范要求進(jìn)行壓力水沖洗,滿(mǎn)足灌漿條件，當(dāng)鄰近有正在灌漿的孔或灌漿結(jié)束時(shí)間不足24 h的孔時(shí)，不得進(jìn)行裂隙沖洗。

4.2.4 壓水試驗(yàn)

1）壓水試驗(yàn)在裂隙沖洗后進(jìn)行，采用“簡(jiǎn)易壓水”法進(jìn)行壓水試驗(yàn)。壓力為灌漿壓力的80%，每5 min測(cè)讀一次壓水流量，連續(xù)測(cè)讀4個(gè)讀數(shù)后結(jié)束，取最后的流量值作為計(jì)算流量，其成果以透水率表示。簡(jiǎn)易壓水結(jié)果由自動(dòng)記錄儀打印機(jī)而出，用于指導(dǎo)灌漿作業(yè)。

2）選取灌漿孔的5%進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

4.2.5 灌 漿

1）固結(jié)灌漿選用SGB6-10型三缸柱塞灌漿泵，灌漿方法為孔內(nèi)循環(huán)全孔一次灌漿法。2）灌漿按環(huán)間兩序，環(huán)內(nèi)兩序加密的原則施灌。3）灌漿水灰比、灌漿壓力采用灌漿試驗(yàn)成果分析經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)確定的參數(shù)。

4）沖孔、壓水、灌漿全過(guò)程采用自動(dòng)記錄儀記錄。

5）漿液變換。灌漿漿液由稀到濃逐級(jí)變換、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)，不得改變水灰比。

當(dāng)某一比級(jí)漿液注入量已達(dá)300 L以上，或灌注時(shí)間已達(dá)1 h，而灌漿壓力和注入率均無(wú)顯著改變時(shí)，換濃一級(jí)水灰比漿液灌注；當(dāng)注入率大于30 L/min時(shí)，根據(jù)施工具體情況，可越級(jí)變濃。

6）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于0.4 L/min，群孔灌漿不大于0.8 L/min時(shí)繼續(xù)灌注30 min,可結(jié)束灌漿。

7）特殊情況處理。①灌漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿時(shí)，及時(shí)進(jìn)行嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇、待凝等方法進(jìn)行處理。

②灌漿過(guò)程中發(fā)生孔間串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，應(yīng)一泵一孔同時(shí)進(jìn)行灌漿。否則應(yīng)塞住串漿孔，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對(duì)串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)或灌漿。

③灌漿因故中斷，盡快恢復(fù)灌漿。否則立即沖洗鉆孔，再恢復(fù)灌漿，若無(wú)法沖洗或沖洗無(wú)效，則進(jìn)行掃孔，再恢復(fù)灌漿。

④孔口有涌水的灌漿孔段，灌漿前測(cè)記涌水壓力和涌水量，根據(jù)涌水情況選取縮短段長(zhǎng)、提高灌漿壓力、純壓式灌漿、濃漿、加速凝劑、屏漿、閉漿、待凝等方法進(jìn)行有效處理。

⑤灌注量較大難以結(jié)束時(shí)，選用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿、加入速凝劑等方法進(jìn)行處理。

⑥灌漿過(guò)程中如出現(xiàn)回漿變濃，可換用相同水灰比的新漿灌注，若效果不明顯，繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束灌注。

4.2.6 封 孔

固結(jié)灌漿孔采用“全孔灌漿封孔”法，封孔漿液選用0.5∶1濃漿，壓力為灌漿最大壓力，時(shí)間不小于1 h。

4.2.7 抬動(dòng)觀測(cè)

對(duì)設(shè)有抬動(dòng)觀測(cè)設(shè)備的灌區(qū)，須待抬動(dòng)觀測(cè)儀器裝置完畢，并完成灌漿前測(cè)試工作后，進(jìn)行灌漿作業(yè)。在進(jìn)行裂隙沖洗、壓水試驗(yàn)和灌漿施工過(guò)程中進(jìn)行抬動(dòng)監(jiān)測(cè)，觀測(cè)成果報(bào)送監(jiān)理工程師，抬動(dòng)變形值超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)立即停止施工，并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理人共同研究處理措施。

4.2.8 質(zhì)量檢查

采用測(cè)量巖體波速或靜彈性模量，并結(jié)合分析灌漿孔鉆孔、檢查孔取芯、壓水試驗(yàn)和灌漿試驗(yàn)成果等進(jìn)行綜合評(píng)定。

壓水試驗(yàn)、巖體波速、靜彈性模量檢查分別在該部位灌漿結(jié)束7 d、14 d、28 d后進(jìn)行。

固結(jié)灌漿壓水試驗(yàn)檢查合格標(biāo)準(zhǔn)：其孔段合格率應(yīng)在85%以上，不合格孔段的透水率值不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值的150%，且不集中，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格。

5 結(jié) 語(yǔ)

1）由于隧洞拱頂孔的灌漿施工作業(yè)相對(duì)難度較大，對(duì)灌漿質(zhì)量存在一定影響，建議在回填灌漿過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)拱頂孔的質(zhì)量檢查與控制。

2）對(duì)于灌漿孔口涌水，不能正常進(jìn)漿的灌漿孔段，一定要在灌漿前做灌漿前涌水壓力和涌水量測(cè)定，根據(jù)測(cè)定的涌水結(jié)果分析，選取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行有效處理，如采用縮短段長(zhǎng)、提高灌漿壓力、純壓式灌漿、濃漿、加速凝劑、屏漿、閉漿、待凝等方法。對(duì)于涌水灌漿孔，本工程采用加速凝劑、純壓式灌漿并提高灌漿壓力進(jìn)行處理，效果良好。

3）必須安排專(zhuān)人進(jìn)行灌漿過(guò)程中的抬動(dòng)監(jiān)測(cè)工作，確保了施工安全。

4）該工程采用，設(shè)在洞外制漿站集中制漿，漿液通過(guò)供漿管路泵送至施工作業(yè)面上的立式低速雙桶攪拌機(jī)內(nèi)，供灌漿使用。改善了洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，提高灌漿作業(yè)效率。

5）金安橋水電站導(dǎo)流洞在運(yùn)行期運(yùn)行良好，順利完成導(dǎo)流任務(wù)，為類(lèi)似工程施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。