□于　海（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院）

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淺談隧洞固結(jié)灌漿施工工藝

□于海（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院）

摘要：在水利工程實(shí)際施工中，灌漿技術(shù)主要應(yīng)用在建筑物基礎(chǔ)、隧洞防滲和加固方面，這樣能更好地提高一些水利工程的施工質(zhì)量。文章結(jié)合筆者在大唐呼圖壁石門水電站泄洪導(dǎo)流洞的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，針對隧洞固結(jié)灌漿施工工藝、方法等進(jìn)行了探討，總結(jié)了施工中的難點(diǎn)，并介紹了采取的有效處理措施，旨在為了確保工程的施工質(zhì)量和安全，以期為同行提供這方面可行的參考。

關(guān)鍵詞：隧洞固結(jié)灌漿；試驗(yàn)；材料；漿液

1工程概況

石門水庫壩址集水面積1945.00 km2，多年平均流量15.20 m3/s，水庫正常高蓄水位1240.00 m，死水位1185.00 m，正常蓄水位以下庫容7751.00萬m3，裝機(jī)容量95.00 MW（2× 47.50 MW），多年平均發(fā)電量2.30億kW·h，保證出力15.50 MW。泄洪系統(tǒng)固結(jié)灌漿施工部位包括泄洪沖砂洞（兼導(dǎo)流洞）進(jìn)口底板、洞身段、出口消能工底板。泄洪沖砂洞（兼導(dǎo)流洞）埋深20.00～175.00 m，沿線穿越地層為中厚至厚層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等，以及厚層巖屑砂巖、狀礫巖，地質(zhì)構(gòu)造以裂隙發(fā)育為主，Ⅲ類圍巖洞段長約151.00 m，占25.30%；Ⅳ～Ⅴ類圍巖洞段長445.00 m，占74.70%，圍巖洞段較長，其巖性軟弱，屬易風(fēng)化、崩解及軟化巖體，成洞條件及圍巖穩(wěn)定條件差。隧洞洞室主要工程地質(zhì)問題為圍巖穩(wěn)定問題，而且比較突出，對軟巖洞段應(yīng)進(jìn)行有效支護(hù)處理。隧洞基本位于地下水位線以下，但地下水活動微弱，局部洞段存在沿裂隙有滲水、滴水，暴雨后少量涌水現(xiàn)象。

2灌漿材料

水泥：按照設(shè)計要求選用P.O 32.5普通硅酸鹽水泥，水泥細(xì)度要求通過80 μm方孔篩，其篩余量≤5.00%。對所用水泥應(yīng)嚴(yán)格防潮并縮短存放時間，受潮結(jié)塊的水泥不得使用，出廠期超過三個月的水泥不得使用。水：灌漿用水滿足混凝土拌和用水要求，溫度≤40℃。砂：工程的灌漿漿液采用純水泥漿液灌注，若需摻砂，必須選用質(zhì)地堅硬且粒徑≤2.50 mm，細(xì)度模數(shù)≤2.00，SO3含量＜1.00%（以重量計），含泥量≤3.00%（以重量計），有機(jī)物含量≤3.00%（以重量計）。摻和料：灌漿用摻和料必須經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)后，方可在水泥漿液中摻入砂、黏性土、粉煤灰、水玻璃等摻和料。各種摻和料的質(zhì)量要符合SL62—94第2.1.6條規(guī)定，其摻入量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。外加劑：灌漿必須經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后，方可在水泥漿液中摻入速凝劑、減水劑、穩(wěn)定劑以及批準(zhǔn)的其它外加劑。各種外加劑的質(zhì)量要符合規(guī)范要求，其最優(yōu)摻加量應(yīng)通過室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。所有能溶于水的外加劑要以水溶液的狀態(tài)加入。

3灌漿試驗(yàn)

3.1在正式進(jìn)行灌漿前，在導(dǎo)流洞進(jìn)出口各選一單元、隧洞內(nèi)選取一段（含Ⅳ、Ⅴ類圍巖各一部分）作生產(chǎn)性固結(jié)灌漿試驗(yàn)。

3.2在試驗(yàn)結(jié)束后一個月以內(nèi)提交試驗(yàn)報告，報告內(nèi)容包括：①灌漿原材料品質(zhì)鑒定資料及漿液配比試驗(yàn)資料；②灌漿試驗(yàn)段的工程地質(zhì)資料；③鉆孔及鉆孔測斜、壓水、制漿、灌漿資料；④檢查孔資料及巖芯評價；⑤分序灌漿成果分析和檢查孔一覽表；⑥單位透水率與單位注入率變化規(guī)律分析；⑦鉆孔功效與經(jīng)濟(jì)評價；⑧建議灌漿參數(shù)；⑨結(jié)論；⑩工程照片及其他資料。

3.3灌漿試驗(yàn)驗(yàn)收工作由業(yè)主組織監(jiān)理、設(shè)計、施工等單位組成驗(yàn)收小組進(jìn)行，灌漿試驗(yàn)報告經(jīng)審查批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行正式生產(chǎn)性灌漿。

4固結(jié)灌漿施工工藝

4.1施工工藝流程

固結(jié)灌漿工藝流程：鉆孔→洗孔和壓水試驗(yàn)→灌漿→封孔

4.2鉆孔

利用灌漿臺車作為施工平臺，采用100B型潛孔鉆或TY28型手風(fēng)鉆造孔，隧洞回填灌漿孔可兼做固結(jié)灌漿孔，待回填灌漿結(jié)束7 d后，在原位重新鉆孔，沖洗后進(jìn)行固結(jié)灌漿。進(jìn)出口底板固結(jié)灌漿應(yīng)在底板混凝土達(dá)到70%設(shè)計強(qiáng)度后方可進(jìn)行。鉆孔孔位偏差控制在20 cm以內(nèi)，開孔角度偏差≤2°，孔徑≤38 mm，孔深應(yīng)滿足設(shè)計要求。

4.3鉆孔沖洗及壓水試驗(yàn)

鉆孔結(jié)束，采用壓力水對鉆孔、裂隙進(jìn)行沖洗，待孔口回清水為止，孔內(nèi)巖屑?xì)埩艉穸取?0 cm。沖洗壓力為灌漿壓力的80%，若該值＞1.00 MPa時，采用1.00 MPa。

固結(jié)灌漿灌前簡易壓水試驗(yàn)必須報批確定。簡易壓水試驗(yàn)采用單點(diǎn)法，試驗(yàn)壓力值為該段最大壓力值的80%，但最大值不超過1 MPa，壓水時間20 min。

4.4灌漿

①灌漿方法：固結(jié)灌漿采用孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)的純壓式灌漿工藝。灌漿塞塞在底板或蓋重混凝土內(nèi)。灌漿孔優(yōu)先采用單孔灌漿，當(dāng)相鄰孔發(fā)生串漿或吸漿量較小時，可采用多孔并聯(lián)灌注，并應(yīng)控制壓力，只允許同一環(huán)上的灌漿孔并聯(lián)灌注，孔數(shù)為兩個，孔位保持對稱。②灌漿次序：灌漿孔統(tǒng)一編號，按環(huán)間分序環(huán)內(nèi)加密的原則進(jìn)行。③漿液水灰比及灌漿壓力：采用1：1、0.80：1、0.60：1三個比級，漿液采用比重計校準(zhǔn)測量濃度，固結(jié)灌漿壓力為0.50～1.20 MPa。④灌漿分段：孔深在基巖段長度＜6 m時，可全孔一次灌注；孔深在基巖段長度＞6 m時應(yīng)采用分段灌注。⑤漿液變換：一是當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率均勻減少時，或當(dāng)注入率保持不變，壓力均勻上升時，灌漿應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，不得改變水灰比；二是當(dāng)某一級水灰比的注漿量超過300 L，灌漿壓力及注入率均無明顯改變時，漿液可加濃一級。變漿后如壓力突增或注入率突減，應(yīng)立即查明原因，進(jìn)行處理；三是當(dāng)注入率＞30 L/min時可視具體情況適當(dāng)越級變濃。⑥灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率＜1 L/min時，繼續(xù)灌注30 min即可結(jié)束。⑦封孔：灌漿孔和檢查孔結(jié)束后，應(yīng)排除孔內(nèi)積水和污物，采用“全孔灌漿法”進(jìn)行封孔，孔口處理。過流面：待灌漿孔清理完畢后，采用水灰比為0.50：1的濃漿進(jìn)行封孔，封孔灌注壓力為該段最大灌漿壓力，灌注完成后，按要求進(jìn)行封孔；其他部位封孔：封孔灌漿水灰比為0.50：1，灌漿壓力為該孔最大灌漿壓力。封孔完成后將孔口抹平。⑧灌漿記錄及監(jiān)測：采用測記灌漿壓力、注入率等施工參數(shù)的自動記錄儀。在每一灌漿單元設(shè)置抬動觀測孔，洞身段設(shè)置在變化較大的直墻中部，灌漿過程中加強(qiáng)抬動觀測，當(dāng)變位＞0.20 mm時，應(yīng)立即降低灌漿壓力。

5特殊情況處理

5.1灌漿過程中發(fā)現(xiàn)串漿時，采用以下辦法處理

一是如被串孔正在鉆進(jìn)，應(yīng)立即停鉆。二是串漿量≤1L/min時，可在被串孔內(nèi)注入水流。三是串漿量較大時，盡可能與被串孔同時灌注。但應(yīng)注意控制灌漿壓力，防止巖體及混凝土襯砌抬動。當(dāng)無條件同時灌注時，應(yīng)封堵被串孔，對灌漿孔繼續(xù)灌注，直到灌漿結(jié)束，立即掃開被串孔清洗再進(jìn)行灌漿。

5.2灌漿施工必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，宜按下列原則進(jìn)行處理，并作記錄

①盡可能縮短中斷時間，及早恢復(fù)灌漿。②若中斷時間＞30 min，應(yīng)設(shè)法沖洗鉆孔，如沖洗無效，則應(yīng)掃孔重新灌注。③恢復(fù)灌漿后，開始應(yīng)使用中斷前的水灰比。如吸漿量相似或略有減少，則應(yīng)逐漸加濃漿液，直至灌漿結(jié)束。如吸漿量較中斷前減少很多，且在短時間內(nèi)停止吸漿，則認(rèn)為該灌漿段不合格。

5.3在有涌水的孔段灌漿時，可采取下列措施

一是灌漿前應(yīng)測定涌水壓力和涌水量；二是盡量縮短灌漿段長；三是灌漿結(jié)束后屏漿時間≥2 h；四是待凝時間≥48 h。五是必要時可在漿液中摻速凝劑。

5.4特殊孔段的灌漿

大耗灰量灌漿難以結(jié)束時，應(yīng)采用下列措施：低壓、濃漿、限量、限流、間歇灌漿；漿液中摻加速凝劑；灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液。

6固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查

采用鉆孔壓水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合灌漿資料、鉆孔取芯等綜合評定。采用單點(diǎn)壓水試驗(yàn)方法進(jìn)行檢查，其檢查孔的數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的5.00%，檢查結(jié)束后進(jìn)行灌漿和封孔。檢查孔的布置，由監(jiān)理、設(shè)計、施工單位依據(jù)灌漿資料、施工情況現(xiàn)場確定。檢查孔的巖芯采取率＞85%，并進(jìn)行地址描述，巖芯應(yīng)妥善保管。固結(jié)灌漿的壓水試驗(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)計規(guī)定值的50%，且不集中，灌漿質(zhì)量可認(rèn)為合格。

7質(zhì)量保證措施

7.1設(shè)備質(zhì)量保證

成立設(shè)備檢修小組，檢修人員實(shí)行跟班作業(yè)，發(fā)現(xiàn)問題及時排除，規(guī)定定期檢查、檢修、保養(yǎng)制度，確保施工設(shè)備安全正常運(yùn)行。

7.2灌漿材料質(zhì)量保證

灌漿材料（水泥）符合國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，每批水泥都有出廠產(chǎn)品檢驗(yàn)報告；灌漿水泥在使用過程中注意防潮，不使用受潮結(jié)塊的水泥，水泥出廠至使用期≤3月。

7.3灌漿施工過程中質(zhì)量保證

灌漿施工過程中，實(shí)行現(xiàn)場技術(shù)員全程跟班制，嚴(yán)格把握灌漿施工質(zhì)量，加強(qiáng)監(jiān)督與指導(dǎo)灌漿施工，配合監(jiān)理進(jìn)行灌漿驗(yàn)收與簽證工作。

7.3.1嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”

作業(yè)班組施工人員，對完成的工序進(jìn)行“初檢”；作業(yè)隊技術(shù)員負(fù)責(zé)完成工序的“復(fù)檢”，并提交施工記錄；項(xiàng)目部質(zhì)量管理部專職質(zhì)檢員進(jìn)行“終檢”，并向監(jiān)理單位提交質(zhì)量檢查記錄，申請監(jiān)理驗(yàn)收。各級質(zhì)檢人員必須在質(zhì)檢合格證上簽字認(rèn)可，上道工序不合格不得進(jìn)行下道工序。灌漿工程屬于隱蔽工程，單孔驗(yàn)收前，由作業(yè)班組做好相關(guān)記錄；作業(yè)隊技術(shù)員保證資料的內(nèi)容完整、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；然后由項(xiàng)目部質(zhì)量管理部質(zhì)檢人員審核，各方面資料準(zhǔn)備齊全后報請監(jiān)理驗(yàn)收。

7.3.2施工中加強(qiáng)對不良地質(zhì)段的檢測工作，認(rèn)真研究，作好切實(shí)可行的施工措施，確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。

8結(jié)語

當(dāng)前水利工程施工灌漿技術(shù)手段是實(shí)踐當(dāng)中相當(dāng)常見并且價值相當(dāng)巨大的技術(shù)手段之一，灌漿施工的應(yīng)用前景和應(yīng)用領(lǐng)域都十分廣闊，嚴(yán)格落實(shí)施工中固結(jié)灌漿工藝要點(diǎn)，有助于提高工程的質(zhì)量，因此要加強(qiáng)灌漿施工技術(shù)在實(shí)際施工中的運(yùn)用。

（責(zé)任編輯：韋詩佳）

中圖分類號：TV543.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1673-8853（2016）05-0058-02

收稿日期：2016-01-22