理縣綠葉水電站引水隧洞灌漿工程施工技術(shù)探討·

摘 要：闡述理縣綠葉電站引水隧洞洞內(nèi)不同地段進(jìn)行回填、接縫、固結(jié)灌漿的工藝過(guò)程及取得的良好工程效果，洞外制漿系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，可供同行參考。

關(guān)鍵詞：引水隧洞 回填灌漿 接縫灌漿 固結(jié)灌漿

中圖分類(lèi)號(hào)：TV67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）010-003-02

1 工程概況

引水隧洞主洞為一城門(mén)型隧洞，設(shè)計(jì)承擔(dān)內(nèi)水壓力60～90m水頭，全洞采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)襯砌。引水洞地質(zhì)條件復(fù)雜，裂隙發(fā)育，地下水十分豐富。隧洞全長(zhǎng)遠(yuǎn)6574.34m，其中，Ⅲ類(lèi)圍巖段長(zhǎng)城533m，占隧洞總長(zhǎng)的8.1%；IV類(lèi)圍巖段長(zhǎng)工1303.083m，占隧洞總長(zhǎng)的19.8%；V1類(lèi)圍巖段長(zhǎng)4037.258m，占隧洞全長(zhǎng)的61.4%；V2類(lèi)圍巖段長(zhǎng)701m，占隧洞總長(zhǎng)的10.7%。在施工過(guò)程中，超過(guò)2m高度的塌方共89處，總長(zhǎng)525.1m，塌方最大高度52余米，其中，IV類(lèi)圍巖中塌方11處，總長(zhǎng)53m，其余塌方均在V類(lèi)圍巖中發(fā)生。在實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程，如F266等V12、V13類(lèi)圍巖段及昔格達(dá)圍巖段等多處曾產(chǎn)生較大的變形。為保證引水洞長(zhǎng)期安全運(yùn)行，須作好引水隧洞的回填灌漿、結(jié)固灌漿及接縫灌漿工作。

2 灌漿設(shè)計(jì)

2.1灌漿目的

（1）回填灌漿的目的是使襯砌與圍巖緊密貼合，以便使圍巖承受一部分內(nèi)水壓力，并保證圍碉壓力均勻傳遞于襯砌上，改善襯砌的受力條件，避免因空腔（隙）的存在使結(jié)構(gòu)受力及變形不均而產(chǎn)生裂縫甚至破壞。

（2）固結(jié)灌漿的目的是加固圍巖減小山巖壓力，提高圍巖彈性抗力，減少外水壓力，減少滲透流量，同時(shí)通過(guò)灌漿提高圍巖的均勻性，特別是圍巖裂隙較發(fā)育的洞段進(jìn)行固結(jié)灌漿，對(duì)提高圍巖的穩(wěn)定性，保證隧洞安全運(yùn)行，延長(zhǎng)隧洞使用年限起著重大作用。

（3）由于隧洞襯砌采取了先澆邊墻項(xiàng)拱、后澆底拱的施工方法，對(duì)由此引起的縱向貫通施工縫必須進(jìn)行接縫灌漿，以保證襯砌結(jié)構(gòu)的整體性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。

2.2 灌漿范圍與布置

（1）灌漿范圍。

引水隧洞全長(zhǎng)在頂拱中心角90～120€胺段誚謝靨罟嘟？

引水隧洞全長(zhǎng)除昔格達(dá)圍巖洞段外均應(yīng)進(jìn)行固結(jié)灌漿。

引水隧洞所有縱向施工縫均應(yīng)進(jìn)行接縫灌漿。

（2）灌漿布置。

回填灌漿孔采用頂拱中心角120€昂？0€敖惶媾帕校顆歐直鷂？孔和4孔，孔間徑向夾角30€埃啪？m，灌漿孔應(yīng)深入圍巖10cm以上，灌漿壓力0.5MPa。

固結(jié)灌漿每排均勻布置8個(gè)孔，孔間徑向夾角45€埃啪？m，梅花形布置，灌漿孔為徑向輻射孔，漿孔深入圍巖3～5m，根據(jù)在不同區(qū)段圍巖的特性，灌漿壓力采用1.0～1.4MPa。

緊貼施工縫內(nèi)側(cè)斜面布置灌漿管，間距3m，位于兩排固結(jié)灌漿孔之間，根據(jù)不同區(qū)段的具體情況采用灌漿壓力0.7～0.9MPa。

3 灌漿施工

3.1 施工布置

（1）風(fēng)、水、電系統(tǒng)：除自備一臺(tái)10m3/min空壓機(jī)用于制送漿外其余均系利用土建單位現(xiàn)有風(fēng)、水、電系統(tǒng)。

（2）制送漿系統(tǒng)：考慮到洞內(nèi)砼澆筑等工序，為減少施工干擾，采用洞外制漿系統(tǒng)，為此共投入三臺(tái)（套）風(fēng)泵及相應(yīng)長(zhǎng)度的管路用于制送漿液。其工藝流程為：洞外制漿→高壓風(fēng)泵送漿至洞內(nèi)→灌漿泵→實(shí)施灌漿。

（3）架設(shè)施工用腳手架及平臺(tái)。

3.2人員及設(shè)備投入

為保證工程質(zhì)量及工期，需投入足夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需要的人員及設(shè)備。

（1）采用先回填后接縫最后固結(jié)的施工順序進(jìn)行作業(yè)，而每一個(gè)灌漿項(xiàng)目又包含造孔、制送漿、灌注水作業(yè)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)上述需要，合理組織人員及各種機(jī)具設(shè)備。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作變化情況，及時(shí)調(diào)整人員及設(shè)備，以使工期盡可能提前。

3.3 灌漿試驗(yàn)

人員及設(shè)備陸續(xù)進(jìn)場(chǎng)后，首先進(jìn)行了回填灌漿試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)確定施工工藝參數(shù)，在此基礎(chǔ)上編制灌漿施工組織設(shè)計(jì)，開(kāi)始正式灌漿施工。

4 施工工藝

4.1 回填灌漿

工藝流程為：布孔→造孔→打塞→灌漿→封孔

布孔：根據(jù)設(shè)計(jì)要求及灌漿試驗(yàn)成果，采用每排1孔（II序）和2孔（I序）交替排列布置孔位。

造孔：采用氣腿式風(fēng)鉆造孔，孔向垂直于砼面，孔徑42mm。

打塞：利用特殊加工的鐵制塞直接打入孔內(nèi)（約10cm）封閉孔口。

灌漿：（1）采用100/15砂漿泵、BW-200型往復(fù)泵從打塞處直接泵入水泥漿或水泥砂漿。（2）為保證有良好的排氣通道，每單元應(yīng)在空腔較高處及較低處予埋PVC管。（3）灌漿次序共分兩序，整個(gè)洞段共分56個(gè)單元，各單元先灌端頭孔進(jìn)行封閉，單元內(nèi)再先灌I序，后灌II序。（4）制漿采用高速攪漿泵制漿。漿液比級(jí)：空腔在于10cm的I序孔采用水：灰：砂=0.5：1：0.5的水泥砂漿，而對(duì)于II序孔以及空腔小于10cm的I序孔采用水灰比為1：1及0.5：1的水泥凈漿。灌漿壓力為5Mpa。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)規(guī)定的0.5Mpa壓力下灌漿孔停止吸漿延續(xù)灌注5min結(jié)束。（5）封孔：先采用專(zhuān)用封孔槍封孔，最后用人工將孔口封填密實(shí)并抹平，封孔所用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿中應(yīng)滲入占水泥重量10%的UEA膨脹劑。

4.2 接縫灌漿

工藝流程為：布控→造孔→洗孔（連通實(shí)驗(yàn)）→灌漿→封孔

布孔：排距3m，每排1孔，不連通者中間加密直至連通為止。

造孔：氣腿式風(fēng)鉆造孔，孔徑42mm，孔深以穿過(guò)縫面為準(zhǔn)。

洗孔：采用高壓風(fēng)及高壓水聯(lián)合沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力。

灌漿的水灰比為1：1及0.6：1或0.5：1，摻入U(xiǎn)EA10%。灌漿壓力為0.7-0.8Mpa。

在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下灌漿孔停止吸漿延續(xù)關(guān)注5min即可結(jié)束。封孔方法與回填灌漿相同。

4.3 固結(jié)灌漿

工藝流程為：布孔→造孔→洗孔→灌漿→封孔

布孔：梅花形布置，排距3m，每排8孔，孔間經(jīng)向夾角45€??？

造孔：采用圓盤(pán)鉆造孔，孔徑50mm或58mm，孔深一般深入基巖3-4m，局部洞段塌方、砼缺陷等因素按設(shè)計(jì)加深2m。

洗孔：洗孔標(biāo)準(zhǔn)為回水澄清10min后結(jié)束。每單元選擇5%的孔數(shù)做簡(jiǎn)易壓水。

灌漿：（1）灌漿次序?yàn)榄h(huán)間III序環(huán)內(nèi)III序，但由于受施工條件限制，底板中心線的孔因先期無(wú)法施工均改為III序。（2）水灰比采用5：1-0.5：1共7個(gè)比級(jí)，起灌水灰比根據(jù)灌前呂榮值確定，當(dāng)q≤3Lu時(shí)采用5：1開(kāi)灌，當(dāng)3Lu

封孔：方法同回填灌漿。

5 灌漿效果檢查

5.1 檢查方式

（1）回填灌漿：按規(guī)定壓漿檢查方式，標(biāo)準(zhǔn)為起始10分鐘內(nèi)壓入2：1漿液小于或等于10L為合格。

（2）接縫灌漿：開(kāi)槽檢查，以新老砼緊密貼合，無(wú)明顯滲水現(xiàn)象為合格。

（3）固結(jié)灌漿：壓力檢查與聲波測(cè)試相結(jié)合，以q≤3Lu為合格。

5.2 檢查成果（詳見(jiàn)表1）

6 結(jié)語(yǔ)

（1）根據(jù)灌漿效果檢查情況，證明上述施工工藝是切實(shí)可行，行之有效。

（2）成功采用洞外制漿工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于：1）減少了施工干擾。2）與洞內(nèi)制漿相比，減少了材料運(yùn)輸，節(jié)約了成本（實(shí)際上由于土建工程施工，根本無(wú)法解決洞內(nèi)材料運(yùn)輸問(wèn)題）。3）提高了工作效率，有效地縮短了直線工期。4）洞外集中制漿便于施工管理，和質(zhì)量監(jiān)控。5）減少了洞內(nèi)棄碴及施工污染，體現(xiàn)了文明施工形象。

（3）利用土建單位現(xiàn)有風(fēng)、水、電等系統(tǒng)，減少了設(shè)備等資源的投入，從而降低了成本。

（4）由于漿液過(guò)稀會(huì)因漿液串得過(guò)遠(yuǎn)從而造成材料的浪費(fèi)以及成本費(fèi)用的增加。而漿液過(guò)濃則會(huì)因灌不進(jìn)去而無(wú)法保證灌漿質(zhì)量，為此，根據(jù)本洞段圍巖的可灌性特點(diǎn)，固結(jié)灌漿采取了根據(jù)灌前的壓水值確定開(kāi)灌水灰比的方法，較好地解決了二者之間的矛盾。

（5）使用專(zhuān)用封孔槍封孔，方便、快捷且利于保證封孔質(zhì)量。