山口隧洞洞穿PCCP管后襯砌混凝土回填灌漿施工技術

李春勇

（葛洲壩新疆工程局（有限公司），新疆 烏魯木齊 830001）

1 概述

西水東引山口隧洞全長780 m，隧洞開挖斷面為城門洞型，開挖洞徑 6.1～8.6 m，洞挖及初期支護完成后，先洞穿 PCCP管，以PCCP管道為內(nèi)模進行隧洞襯砌混凝土澆筑施工，襯砌混凝土為C30自密實混凝土。由于PCCP管具有整體、不可破壞的特性，洞穿PCCP管后澆筑混凝土拱部回填灌漿施工工藝發(fā)生改變，參照《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》，此回填灌漿兼具接縫灌漿、固結灌漿施工特點，即其實質作用對象是襯砌混凝土拱部脫空部位，是對脫空部位的灌漿回填；灌漿管路的埋設、安裝設計與接縫灌漿預埋管路相似，灌漿方式參照接縫灌漿，具有接縫灌漿特點；預埋管支管鉆孔深入圍巖30 cm，在灌漿壓力作用下，對一定范圍的圍巖具有固結作用，其對圍巖有固結灌漿功效。

2 灌漿施工設計

洞穿PCCP管及管后襯砌混凝土澆筑工藝特點決定回填灌漿施工工藝，根據(jù)工程特點，針對性的設計回填灌漿管路布置、施工工藝、技術要求，具體如下：

2.1 灌漿管道設計

在洞挖及初期支護完成之后、洞穿PCCP管之前，預埋回填灌漿管道。管道布置在隧洞頂拱部位，主管道順洞軸線布置，分灌漿管、備用灌漿管、排氣管三排，排氣管布置在隧洞頂拱正中部位，灌漿管、備用灌漿管對稱布置排氣管兩側。灌漿及排氣主管道上每隔2 m設支管，梅花形布置，埋設支管的孔道采用鉆孔，灌漿及排氣支管伸入初期支護及圍巖不小于30 cm，灌漿及備用灌漿支管設臨時封堵。灌漿管、備用灌漿管及排氣管按回路布置，灌漿管通過鋼管節(jié)引出。

2.2 灌漿工藝設計

灌漿工藝主要參照接縫灌漿施工工藝，其他參照隧洞回填灌漿技術要求。設計主要技術如下：

2.2.1 灌區(qū)暢通的標準

至少有一套灌漿管路暢通，即灌漿管、備用灌漿管中至少有1根管路暢通、排氣管暢通。

2.2.2 主要設計技術要求

排氣管出漿，在灌漿管進漿壓力達設計壓力0.3 MPa下，停止吸漿，延續(xù)灌注5 min即可結束。灌漿材料、設備等要求參照灌漿規(guī)范。

3 灌漿施工方法

3.1 管道預埋安裝

3.1.1 鉆孔

灌漿管、灌漿備用管及排氣管的支管預埋孔道采用風鉆鉆孔，孔深不小于30 cm。

3.1.2 預埋管道安裝

預埋灌漿管分區(qū)段進行安裝，隧洞進、出口安裝區(qū)段長約為40 m，各引出1組共6根管，分設在隧洞進、出口部位；隧洞內(nèi)其他安裝區(qū)段長約為80 m，分45 m、35 m各引出1組管，共2組12根管，灌漿預埋管通過鋼管節(jié)引入PCCP管內(nèi)。

預埋灌漿管采用扎絲與襯砌混凝土外圈鋼筋固定。主管與支管采用三通連接，并使用黏合劑保證連接牢固。支管伸入鉆孔內(nèi)，距孔底約3 cm，灌漿管、灌漿備用管的支管采用保鮮膜臨時封堵，保證回填灌漿之前不被堵塞。安裝過程中，根據(jù)放線的標記在正確位置分段。

3.2 預埋灌漿管路暢通情況檢查

在PCCP管后襯砌混凝土澆筑之后、回填灌漿之前，通風檢查回填灌漿區(qū)預埋灌漿管路的暢通情況，作好記錄。

3.3 灌漿施工方法

3.3.1 灌漿材料及水灰比

采用純水泥漿或水泥砂漿灌注，質量滿足灌漿規(guī)范要求。受灌漿管路長度、管徑及灌漿“一次性”限制，施工中灌注純水泥漿，以防灌注水泥砂漿堵管，影響灌漿質量。

3.3.2 灌漿壓力

嚴格按設計要求控制灌漿管灌漿壓力。

3.3.3 灌漿方式

采用填壓式灌漿，從低到高單向“追趕式”灌漿。

3.3.4 灌漿方法

先進行生產(chǎn)性灌漿工藝試驗，根據(jù)生產(chǎn)性灌漿試驗情況總結工藝參數(shù)，推廣使用。

現(xiàn)場根據(jù)通風檢查情況，選暢通的灌漿管路進漿灌注。采用濃漿灌注，選灌漿管的低處進漿管灌漿，其他管路敞開，待其他管路出濃漿（與進漿比重相同）后，封堵該管（扎管），繼續(xù)由進漿管灌注。在灌漿管進漿壓力達設計壓力0.3 MPa下，停止吸漿，延續(xù)灌注5 min即可結束。

3.3.5 殊殊情況的處理

（1）堵塞、不暢通管路的處理。正常灌漿結束后，對堵塞、不通暢的灌漿管進行倒灌處理，倒灌采用0.5∶1濃漿灌注，達灌漿結束標準停止灌注。

（2）灌漿過程中，加強觀測，發(fā)現(xiàn)有漏漿等異?，F(xiàn)象，應立即通知壓力控制人員，降低壓力，分析、查明原因，針對性的采取措施處理。

（3）串區(qū)的處理。灌漿過程中，如發(fā)現(xiàn)相鄰灌區(qū)有漿液串出，則接管對相鄰灌區(qū)進行灌漿。發(fā)現(xiàn)串區(qū)后，如本灌漿區(qū)灌漿壓力達50%設計壓力以上，且排氣管出漿，根據(jù)現(xiàn)場情況，確認灌區(qū)已被水泥漿充填滿，可結束本灌漿區(qū)（管）的灌漿。

4 灌漿質量檢查

由于PCCP管道的整體、不可破壞特性，灌漿質量檢查孔的布置位置成為難題。通過分析洞穿PCCP管及襯砌混凝土結構，最終確定在鋼管節(jié)上原引出回填灌漿管的位置布置檢查孔，不損壞PCCP管道結構，該位置分布在灌區(qū)中部，鉆孔檢查具有一定的代表性。灌漿質量檢查孔施工方法如下：

4.1 鉆孔

待該灌區(qū)回填灌漿結束7 d后，從鋼管節(jié)原回填灌漿預埋管引出的12根管中任選一個（首選頂拱部位），采用風鉆沿引出管向上鉆孔，孔徑40 mm，孔深穿透襯砌混凝土伸入圍巖（含初期支護）10 cm。隧洞進、出口段兩個灌區(qū)檢查孔布置在洞臉部位，具體位置，依據(jù)灌漿情況確定。

4.2 注漿檢查

鉆孔經(jīng)驗收后，向孔內(nèi)注入2∶1純水泥漿，在壓力達到設計壓力0.3 MPa下，初始10 min內(nèi)注漿量不超過10 L，認為回填灌漿質量合格，可結束注漿。如注漿量超過10 L，則在該壓力下，換0.5∶1水泥漿繼續(xù)灌注，待注漿率為0，延續(xù)5 min，結束灌漿。

5 灌漿資料分析及灌漿效果評價

回填灌漿工程的質量，以分析灌漿施工記錄和成果資料為主，結合檢查孔注漿試驗資料，綜合評定。洞穿PCCP管后襯砌混凝土回填灌漿不同于一般隧洞回填灌漿，其兼具接縫灌漿、固結灌漿特點。灌漿資料分析及灌漿效果評價主要從以下幾個方面進行，包括：灌區(qū)暢通、管路埋設暢通情況；灌漿材料；灌漿過程控制、灌漿資料；質量檢查資料等。隧洞PCCP管后襯砌混凝土回填灌漿共14個灌區(qū)，全部按要求的技術方案進行灌漿，現(xiàn)場灌漿完成，資料匯總、評價如下：通風檢查，14個灌區(qū)中，灌漿管和備用灌漿管所有回路暢通，灌漿管或備用灌漿管與排氣管相通；灌漿檢查，14個灌區(qū)中，所有排氣管均出漿，且出漿密度均達1.8 g/cm3或以上；14個灌區(qū)中，灌漿管壓力均達到設計壓力（0.3 MPa）或以上；單元工程效果檢查，14個灌區(qū)一區(qū)布置一個檢查孔，共14個檢查孔，采取鉆孔注漿檢查：在設計壓力下，初始10 min內(nèi)注入2∶1純水泥漿量不大于10 L為合格，14個孔壓漿檢查均合格。

6 結束語

洞穿PCCP管后襯砌混凝土回填灌漿采用預埋灌漿管的方式進行灌漿是合適的選擇，是對一般隧洞回填灌漿施工工藝的創(chuàng)新，對混凝土澆筑后不能采取鉆孔回填灌漿對象的處理極具參考價值，如勘探平洞回填混凝土后的回填灌漿、壓力鋼管段回填灌漿等。