侯青松

中鐵十七局集團(tuán)有限公司承建的貴州省夾巖水利樞紐及黔西北供水工程南干渠及織納供水工程的工程建設(shè)任務(wù)是以供水和灌溉為主，兼顧發(fā)電，并為區(qū)域改善生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件。工程設(shè)計灌溉面積為90.03萬畝，總供水人口267萬人，多年平均發(fā)電量2.2億kW·h。本標(biāo)段由南干渠工程、納雍供水工程、織金供水工程組成。南干渠工程起點(diǎn)位于貴州省畢節(jié)市總干渠末端的大方縣貓場隧洞出口，向南至玉霖煤礦北側(cè)折向東南方向，穿過高家寨隧洞避開九洞天風(fēng)景區(qū)，出洞后于二屯巖跨越六沖河至坪子上，轉(zhuǎn)向東經(jīng)坪子上隧洞至中寨一級泵站結(jié)束，總長11.674km。納雍供水工程由中寨一、二級泵站、泵站出水管道、高位水池和供水管道組成，線路總長約14km?？椊鸸┧艿榔瘘c(diǎn)位于中寨二級泵站，在下木空處跨過洪家渡庫區(qū)，沿六沖河右岸輸水，依次跨越以那河和武佐河后至尖山，再經(jīng)過板橋、綺陌，引至位于納雍縣城三甲鄉(xiāng)的三甲水廠，總長61.043km。

一、灌漿技術(shù)的優(yōu)勢

灌漿前需要配置具有一定流動性和凝固性的漿液，然后將其灌注到鉆孔中，通過流體的填充作用能夠?qū)⒐こ痰膬?nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，其具有以下四點(diǎn)優(yōu)勢：

（1）通過灌漿，能夠?qū)⒔ㄖ黧w結(jié)構(gòu)中存在的一些小裂隙進(jìn)行填充，從而使整個結(jié)構(gòu)更加的牢固，形成一個牢固的防滲漏層，有效地防止水的滲透，從而提高工程的質(zhì)量。

（2）灌漿技術(shù)的原理就是將漿液灌注填充裂隙，由于其自生具有重量，同時有灌注壓力存在，可以對地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的擠壓，間接起到了夯實地層的作用，形成更加牢固的地層結(jié)構(gòu)。

（3）灌漿技術(shù)使用的漿液必須是具有一定的黏合性，通過灌注工藝，漿液會滲透進(jìn)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，其膠凝性則可得到發(fā)揮，將整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

（4）除了膠凝性，漿液還具有與地層中的泥土、砂石等反應(yīng)的作用，反應(yīng)產(chǎn)物的存在不僅可以實現(xiàn)漿液和地層的粘接，還可以進(jìn)一步提高地層的剛度。

二、灌漿技術(shù)的分類

1.全孔一次灌漿技術(shù)

全孔一次灌漿技術(shù)在簡單的隧道施工中廣泛應(yīng)用，這項技術(shù)的關(guān)鍵在于對灌漿的點(diǎn)位和灌漿深度的精確確認(rèn)。在孔位確定并施工完成后，將漿液從鉆點(diǎn)位置一次性灌注到鉆孔中。這種灌漿技術(shù)雖然便捷，但是需要對進(jìn)行長距離的鉆孔，因此，對于地層的結(jié)構(gòu)的原始穩(wěn)定性具有較高的要求。即便地層漿穩(wěn)定，仍有使地層內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力的風(fēng)險，影響水利工程的質(zhì)量安全。

2.自上而下分段灌漿技術(shù)

顧名思義，該技術(shù)自上而下分段進(jìn)行施工。在施工前期，仍需要對鉆孔的位置進(jìn)行大致確認(rèn)，保證每個孔之間的距離在3～5m之內(nèi)，具體間距根據(jù)地層的實際情況而定。在鉆孔完成后，從最上端的孔位進(jìn)行灌注，灌注完成后之后靜置12小時，待灌漿徹底凝固之后，才能對下一個孔位進(jìn)行灌注操作，依次往復(fù)。這項技術(shù)的適用性較強(qiáng)，對于不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以采用不同的鉆孔方式和漿液配比來彌補(bǔ)，優(yōu)化工程的質(zhì)量。

3.自下而上分段灌漿技術(shù)

自下而上分段灌漿技術(shù)的作業(yè)過程與自上而下的差異不大，最大區(qū)別就是整個灌漿順序是從底端施工至上端。這種灌漿方式，可以更好地保證地層的穩(wěn)定性，從下端基礎(chǔ)位置開始動工，能夠更有效地把握地層結(jié)構(gòu)的破壞程度，尤其適合具有良好巖層結(jié)構(gòu)的施工段。

三、高壓噴射灌漿工藝

1.鉆孔

鉆孔的施工質(zhì)量也是影響施工質(zhì)量的重要因素。鉆孔的偏斜率是影響孔質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此，一定要嚴(yán)格控制鉆機(jī)的垂直程度，確保將施工誤差控制在合理范圍內(nèi)，才能夠保證砂漿在鉆孔過程中能夠順利流出。當(dāng)快要達(dá)到既定的鉆孔深度時，需要減緩鉆孔的速度，確保鉆孔終點(diǎn)的準(zhǔn)確性，在完成鉆孔后，需要科學(xué)地將巖芯取出并交由專業(yè)工程師進(jìn)行檢查判定，間接評價鉆孔的質(zhì)量，同時使用內(nèi)窺鏡等設(shè)備對孔內(nèi)的情況就是掃描查看，只有達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)行進(jìn)一步地施工。

2.下入噴射桿

泥漿壁是水利工程建設(shè)中常見的地層結(jié)構(gòu)，對于這種結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行鉆孔時，采用直接控制噴下入孔內(nèi)，直至孔底。這種施工工藝在實際的應(yīng)用過程中，鉆入孔內(nèi)的管體一般有以下兩種情形：（1）在拔管之前，需要在套管內(nèi)注入高密度的塑性泥漿，當(dāng)注滿后，慢慢拔起套管，在拔起過程中仍需要不斷注入塑性泥漿，確保灌漿的表面和鉆孔的孔口位置始終持平至套管完全拔出為止，快速對孔洞進(jìn)行灌漿，防止泥漿回滲；（2）在套管中-放入材料性能優(yōu)異的均勻PVC管，PVC管的長度必須滿足能夠到達(dá)套管的底端，以此對管壁起著保護(hù)的作用，然后將套管全部拔出后快速將噴射桿下入，將頂桿安置穩(wěn)妥。

3.高噴施工灌漿法

高噴施工灌漿法包括旋噴、定噴和擺噴三種施工工藝，其施工模式如圖1所示。一般選擇旋噴的施工方法，對于不同的地層條件，在施工方式相同的情況下，施工過程的壓力不會有明顯的變動，但是漿液的提升速度卻會出現(xiàn)波動，這種波動是影響高噴灌漿施工質(zhì)量的主要因素。在提升高噴速度時，需要注意以下三個問題：（1）在處理砂層結(jié)構(gòu)時，可以快速地提高提升速度，而在遇到卵石層時（直徑大于40cm）要慢一點(diǎn)，對于巖層則要更慢，塊石的直徑越大，對于灌漿的難度就越大；（2）在處理分段灌漿時，從頂端到底端，提升速度可以逐步加快；（3）在高噴灌漿過程中，如果發(fā)現(xiàn)回漿量減少的時候，需要將提升速度降低。

圖1 高噴施工灌漿法施工工藝

四、水利隧道施工中灌漿技術(shù)施工的注意事項

1.嚴(yán)控漿液材料的質(zhì)量

漿液原材料的質(zhì)量是影響灌漿施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，必須嚴(yán)控漿液原材料的質(zhì)量。漿液中主要包含水、水泥、膨脹劑、黏合劑等材料，水泥直接關(guān)系到漿液凝固后的強(qiáng)度，而膨脹劑的好壞關(guān)乎漿液的泵送能力，黏合劑起著進(jìn)一步將地層內(nèi)部連接的作用。因此，在原材料進(jìn)站之前，必須嚴(yán)格按照檢驗標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行檢驗，只有合格材料才能準(zhǔn)許進(jìn)場使用。

2.嚴(yán)格控制水泥漿的性能參數(shù)

在施工前期，必須對水泥漿的所有參數(shù)進(jìn)行斟酌，結(jié)合地層情況，選出最合適的強(qiáng)度和濃度值。保水性和可泵性是水泥漿的重要性能，如果濃度過高，水泥漿會過稠，極易造成水泥漿的組分混合不均勻，導(dǎo)致灌注后的工程質(zhì)量造成影響，而如果濃度過低，則凝結(jié)后強(qiáng)度過低，也易造成質(zhì)量問題。同時，還要考慮到水泥的泵送能力，這時水泥漿不宜過厚，過厚容易導(dǎo)致不易分散，如果在水泥漿已經(jīng)完成情況下，可以配合適量的膨脹劑來提高泵送能力。在實際的施工過程中，必須每三個小時內(nèi)檢查裂縫的吸漿量，并根據(jù)這個變化來實時調(diào)整漿液的濃度，遵循從稀到濃的試驗梯度，更好地把握漿液的濃度變化，保證泵送性的同時提高工程的質(zhì)量

3.掌控灌漿順序

對于有明顯巖層傾角或者破碎的地貌嚴(yán)苛地區(qū)，在進(jìn)行水利工程建設(shè)時，若采用自上而下的分段灌漿方式，同時灌注的壓力需要提高，保證灌注的質(zhì)量，但這種技術(shù)會導(dǎo)致施工周期長。而采用自下而上的分段灌漿技術(shù)的話，可以再有效地縮短工期，減少工程造價的同時，提高工程的質(zhì)量。只有當(dāng)下段的施工完全完成后才能進(jìn)行上段的工作。同時需要利用分段栓控的技術(shù)對每一段進(jìn)行隔離。

4.控制灌漿壓力

對于水利隧道灌漿施工中，灌漿壓力會直接影響到水利工程的質(zhì)量，嚴(yán)格把控灌漿質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義，尤其是在對于一些特殊的地質(zhì)地貌環(huán)境，如果沒有有效地掌握灌漿的壓力，灌注形成的水利工程會出現(xiàn)內(nèi)部應(yīng)力，造成地表的開裂甚至移動，無法持續(xù)進(jìn)行灌漿施工?？刂乒酀{壓力主要有兩種方式：一是做好流量限制，精確控制灌漿的流量；二是根據(jù)實際的地層結(jié)構(gòu)，不斷調(diào)整灌漿壓力，提高施工質(zhì)量。除此以外，還可以采用增加灌漿次數(shù)的處理來降低灌漿壓力，

五、結(jié)語

灌漿是水利隧道施工的重要工藝，灌漿的質(zhì)量直接關(guān)系到整個水利工程的質(zhì)量。通過控制水泥漿的強(qiáng)度和濃度，選擇合適的灌漿方式和壓力，結(jié)合對地層條件的情況，因地制宜，才可以將施工質(zhì)量提高，為社會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)和社會效益。同時還需要加強(qiáng)工程的管理力度，嚴(yán)格把握施工過程質(zhì)量，從而提高整個水利工程的質(zhì)量。