摘要:本文結(jié)合工程實(shí)例,分別從類序、排序、孔序、工序等方面,探討了具體的灌漿工藝,并從回填灌漿、固結(jié)灌漿等方面,探討了可以應(yīng)用于水工隧道施工中的各種灌漿技術(shù),望能為此領(lǐng)域?qū)嵺`應(yīng)用有所幫助。
關(guān)鍵詞:水工隧洞;灌漿技術(shù);施工工藝
1.工程概況
某水工隧道位于低山丘陵地區(qū),上部覆蓋者比較厚的山體,地質(zhì)主要由近EW向陡陡傾角張裂性斷裂、SN向陡傾角壓扭性斷裂形成,另外,斷層有著比較明顯的節(jié)理發(fā)育,地層巖性則多為花崗巖,當(dāng)深入開挖時(shí),巖石有著許多的碎塊,而且存在著比較嚴(yán)重的地質(zhì)構(gòu)造,且發(fā)育呈節(jié)理裂隙。整個(gè)隧道的長(zhǎng)度為251m,圓形斷面,內(nèi)徑長(zhǎng)度為5.2m,襯 砌 厚 度65cm。為了從根本上將施工中的各種缺陷給彌補(bǔ)掉,在設(shè)計(jì)過程中,分別選用了固結(jié)灌漿、回填灌漿等施工技術(shù),以此來更好的提升巖石的承載力。
2.灌漿工藝分析
(1)排序。依據(jù)排序的基本原則,在基巖空隙比較大,破碎嚴(yán)重,以及較長(zhǎng)距離冒漿、跑漿狀況下,首先向外圍排,然后向中間逐漸推趕,以此順序來進(jìn)行。因此隧洞基巖大多是石英片巖,有著比較穩(wěn)定的圍巖,且隧道混凝土襯砌以完成,外加有著比較大的回填與固結(jié)灌漿面積,為了能從根本上為后續(xù)孔灌漿排氣、水提供切實(shí)保障,在選擇灌漿方案時(shí),可以從隧洞的兩邊向中間逐排,或者是以一種比較典型的隔排推進(jìn)方式來開展,這樣不僅將排水、氣問題解決掉了,而且還能實(shí)現(xiàn)對(duì)隧洞頂部巖石裂隙及空腔的充分灌漿。(2)類序。如果在同一部位開展≥2種的灌漿,此時(shí),需依據(jù)盡量為后續(xù)灌漿提供方便的原則來操作,在設(shè)計(jì)隧道時(shí),把灌漿施工順序設(shè)定成:頂拱回填灌漿、巖石固結(jié)灌漿、帷幕灌漿與鋼襯接觸灌漿。(3)孔序。不管是何種灌漿,均需要把灌漿孔劃分為諸多次序,依據(jù)中間插補(bǔ)及先疏后密的操作流程,逐步、逐層施工,此水工隧道施工依據(jù)圍巖未定且地質(zhì)條件完整的基本情況,把孔序劃分成2個(gè)次序。如此一來,不僅能更加準(zhǔn)確的對(duì)地質(zhì)情況加以探明,而且還能根據(jù)實(shí)際需要,酌情增減設(shè)計(jì)的孔數(shù);此外,還能防止鉆孔間漿液串通所帶來的各種問題與麻煩。(4)工序。針對(duì)各灌漿孔或者灌漿段的工序來講,通常情況下,度采用的是如下流程:鉆孔、沖洗、壓水試驗(yàn)、灌漿、封孔。
3.灌漿施工工藝技術(shù)
3.1回填灌漿
如果需要預(yù)埋管路,那么可以實(shí)施分區(qū)施灌;如果運(yùn)用了鉆孔埋嘴或者是預(yù)埋灌嘴,可采取分2次實(shí)施加密施工。開始于最低的一端,逐漸向比較高的一端持續(xù)推進(jìn)。(1))回填灌漿鉆孔。在對(duì)灌漿孔進(jìn)行回填時(shí),于鋼筋混凝土襯砌操作中,需要運(yùn)用鉆孔于預(yù)埋管的方法來開展相關(guān)操作,控制鉆孔直徑,通常情況下,需≥38mm,而在孔的深度上,以進(jìn)入巖石10cm為佳。除此之外,還需記錄混凝土的厚度以及空腔的實(shí)際尺寸。如果開展的是頂拱回填灌漿,那么需要根據(jù)實(shí)際需要,采取分段實(shí)施,各區(qū)段的長(zhǎng)度需控制在50m已內(nèi),而且還需要嚴(yán)密封堵區(qū)段端部。(2)回填灌漿壓力。在回填灌漿操作時(shí),針對(duì)一序孔,可將灌注的水灰比控制在0.6:1,或者是水泥漿(0.5:1);而對(duì)于二序孔,其水泥漿比例可以選擇為0.6:1或者是1:1,如果存在比較大空隙,那么需要灌注水泥砂漿,針對(duì)摻砂量,不能超過水泥的重量。(3)檢查回填灌漿質(zhì)量。檢查回填灌漿質(zhì)量時(shí),需要在完成此部位灌漿后第5天開展,在布置檢查孔時(shí),需要將其布置在串漿孔比較集中,且有著比較大脫空的部位,或者是灌漿存在異常的部位;而對(duì)于其數(shù)量而言,應(yīng)占整個(gè)灌漿孔總數(shù)量的5%。而在檢測(cè)回填灌漿質(zhì)量時(shí),可以選擇鉆孔注漿法來行此操作,不僅需要將漿液(水灰比為2:1)注入到孔內(nèi),而且還要在特定壓力環(huán)境下,控制注入量,即每10min注入10L。當(dāng)完成灌漿及檢查工作后,便可利用水泥砂漿封填鉆孔,抹平孔口。
3.2固結(jié)灌漿
針對(duì)固結(jié)灌漿來講,其標(biāo)準(zhǔn)順序?yàn)椋菏┕し艠?、鉆孔、沖洗、灌漿、封孔、檢查孔、補(bǔ)灌及驗(yàn)收封孔。(1)在實(shí)施固結(jié)灌漿鉆孔操作時(shí),可以選擇風(fēng)鉆來行此操作,終孔直徑需≥38mm,另外,無論是在孔向上,還是在孔深、孔位上,均需要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求。而對(duì)于淺層固結(jié)灌漿孔而言,多選擇風(fēng)鉆鉆孔;而針對(duì)深層孔來分析,大多選用的是巖心鉆鉆孔,或者是潛孔鉆孔。還需要指出的是,平面布孔有著多種形式,比如六角形、梅花形等。當(dāng)完成鉆孔后,需實(shí)施鉆孔沖洗操作,將孔中的雜質(zhì)、巖粉沖洗干凈。(2)漿液變換標(biāo)準(zhǔn)及灌漿壓力。針對(duì)固結(jié)灌漿來講,可以選擇單孔灌漿的操作方法,但是,如果有著比較小的注入量,那么針對(duì)同一還上的灌漿,可實(shí)施并聯(lián)灌漿操作,孔數(shù)需達(dá)2個(gè),還需要呈對(duì)稱狀態(tài)。而對(duì)于灌漿壓力來分析,需維持在0.6~1.5Mpa。分段灌漿。在劃分灌漿孔內(nèi)灌漿段,使用灌漿壓力,選擇灌漿工藝,均需要明確現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)。在灌漿時(shí),需提升灌漿壓力,使其達(dá)到相關(guān)規(guī)范的指定值,為連續(xù)灌漿提供切實(shí)保障;而針對(duì)灌漿漿液來講,需始終秉持從稀至濃的原則,并做到逐級(jí)改變。針對(duì)某一比級(jí)漿液來講,如果其注入量大于300L,或者在具體的灌漿時(shí)間上達(dá)到30min,并且注入率、灌漿壓力都沒有發(fā)生改變,此時(shí),可結(jié)合實(shí)際情況,越級(jí)變濃。另外,在灌漿時(shí),如果注入率、灌漿壓出現(xiàn)瞬間變大的情況,需要將造成此狀況的原因查出來,并降低漿液的濃度,使其維持原先濃度,繼續(xù)灌漿。如果灌漿壓力保持不變,注入率呈現(xiàn)逐漸減少的情況,或者是保持不變,,并且灌漿壓力呈現(xiàn)不斷增大的情況,此時(shí),還需要按照此濃度持續(xù)灌注;完成灌漿后,便可封孔。
4.結(jié)語
綜上,圍繞水工隧道所開展的灌漿工作,其技術(shù)根基就是壩基基礎(chǔ)灌漿技術(shù),在隧洞送使用灌漿技術(shù),盡管與大壩灌漿相比,有著比較大的差異性,但其目的及原理相同,均借助機(jī)械所產(chǎn)生的壓力,向巖體裂縫中注入灌漿材料,實(shí)現(xiàn)加固圍巖,改善混凝土受力結(jié)構(gòu),以及提升巖體承載力的目的。因此,在水工隧洞施工過程中,合理選擇灌漿技術(shù)至關(guān)重要。
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作者簡(jiǎn)介:陶汝帥,1993年1月4日,男,漢族,云南省宣威市,助理工程師,本科,研究方向:水利工程。
(作者單位:云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院)