豎井固結(jié)灌漿超前鉆孔預(yù)埋灌漿管、灌漿

楊小華

摘 要：固結(jié)灌漿是為了改善節(jié)理裂隙發(fā)育或有破碎帶的巖石的物理力學(xué)性能而進(jìn)行的灌漿工程，在水利水電工程中應(yīng)用較為廣泛。超前鉆孔預(yù)埋灌漿管、灌漿與混凝土澆筑同步進(jìn)行的施工方法在察汗烏蘇水電站調(diào)壓井豎井固結(jié)灌漿施工中的應(yīng)用取得了良好的施工效果，節(jié)約了施工成本，提高了施工效率，確保了施工質(zhì)量和安全。

關(guān)鍵詞：察汗烏蘇水電站；調(diào)壓井豎井；固結(jié)灌漿；超前鉆孔；預(yù)埋灌漿管；灌漿與混凝土澆筑同步進(jìn)行

1 工程概述

察汗烏蘇水電站工程位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭勒蒙古自治州和靜縣內(nèi)的開(kāi)都河上，是開(kāi)都河中游河段水電規(guī)劃九個(gè)梯級(jí)中的第七個(gè)電站。調(diào)壓井布置在引水隧洞末端和壓力鋼管洞首端間，采用阻抗、地埋式布置，豎井為圓形斷面，開(kāi)挖直徑30m，井頂高程1672.30m，井底高程（隧洞段底板高程）1593.20m，垂直高差達(dá)79.1m，采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度從頂至底分別為1.5m、2.0m、2.5m，2006年至2007年間施工完畢。

豎井圍巖主要為微風(fēng)化～新鮮巖體，僅上部有少量弱風(fēng)化巖體，巖體中斷裂構(gòu)造不發(fā)育，主要為小斷層及裂隙，巖體完整性較好，多呈中厚層狀結(jié)構(gòu)，圍巖以Ⅲ類為主，部分為Ⅱ類，斷裂帶或裂隙密集帶為Ⅳ類，穩(wěn)定性較差～基本穩(wěn)定。其中Ⅱ類約占15%，Ⅲ類約占65%，Ⅳ類約占20%。

2 灌漿設(shè)計(jì)

豎井固結(jié)灌漿為有蓋重固結(jié)灌漿，設(shè)計(jì)孔垂直于基巖面布置在整個(gè)井壁上，豎直方向排距3m，排內(nèi)間距3.14m（按圓心角12°布設(shè)），梅花型布置，孔深入基巖5m，鉆孔孔徑為38mm。按環(huán)（排）間不分序、環(huán)（排）內(nèi)加密不分序、自下而上分層的原則全孔一次性施灌。

3 施工方案選擇

豎井常規(guī)的有蓋重固結(jié)灌漿的施工方法主要有：

（1）混凝土全部澆筑完成后采用搭設(shè)滿堂紅排架集中進(jìn)行造孔、灌漿施工。該施工方法施工周期長(zhǎng)、排架搭設(shè)難度大、工作量大。

（2）混凝土全部澆筑完成后采用吊籃集中進(jìn)行造孔、灌漿施工。該施工方法施工周期長(zhǎng)、吊籃數(shù)量多或移動(dòng)次數(shù)多、吊籃固定難度大、安全隱患突出。

（3）混凝土澆筑過(guò)程中按照上部進(jìn)行混凝土澆筑，下部進(jìn)行灌漿造孔、灌注施工。該施工方法一是因鋼筋制安、混凝土澆筑、灌漿造孔、漿液灌注等工序同步進(jìn)行會(huì)造成井內(nèi)交叉作業(yè)頻繁、危險(xiǎn)源多、安全隱患突出，若在各工序部位增設(shè)防護(hù)措施，則因豎井?dāng)嗝娲?、垂直高差大而輔助工作量大，實(shí)施困難。二是制漿站、供風(fēng)站布置難度大，若布置在豎井頂部，則會(huì)因經(jīng)過(guò)鋼筋制安和混凝土施工區(qū)域而致使管路損壞幾率大，況且風(fēng)管穿過(guò)施工區(qū)域安全隱患大；若布置在豎井底部，首先是由于施工場(chǎng)地狹窄而無(wú)法布置，其次是高差大，施工管路布設(shè)長(zhǎng)造成設(shè)備負(fù)荷大，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本高。

因此，受該豎井?dāng)嗝娉叽绱蟆⒋怪备卟畲蟮奶攸c(diǎn)影響，若采用常規(guī)的有蓋重固結(jié)灌漿施工方法進(jìn)行施工，則存在施工周期長(zhǎng)、施工成本高、安全隱患突出等缺點(diǎn)。

鑒于以上原因，為了克服豎井施工作業(yè)交叉頻繁、安全隱患突出等缺點(diǎn)，本著“降低工程施工成本、加快工程施工進(jìn)度、確保工程施工安全”的原則，將豎井固結(jié)灌漿采用超前鉆孔預(yù)埋灌漿管、灌漿與混凝土澆筑同步進(jìn)行的施工方法進(jìn)行施工，具體如下：

（1）為確保灌漿孔不因錨桿注漿時(shí)漿液串漿堵孔，豎井開(kāi)挖分成兩個(gè)半幅進(jìn)行，高度按3m一層控制，在一個(gè)半幅的一層開(kāi)挖和錨桿支護(hù)全部完成后進(jìn)行鋼筋網(wǎng)掛設(shè)時(shí)就開(kāi)始進(jìn)行固結(jié)灌漿孔造孔（混凝土噴護(hù)前將孔口堵塞即可）。造孔時(shí)操作人員直接站在地面上或利用錨桿支護(hù)搭設(shè)的移動(dòng)式平臺(tái)進(jìn)行操作，取消了滿堂紅排架的搭設(shè)或吊籃的布置。為給預(yù)埋灌漿管提供嵌入支點(diǎn)，鉆孔時(shí)孔口20cm深度鉆孔直徑為45mm。

（2）混凝土澆筑按固結(jié)灌漿孔上1m處進(jìn)行分層。在鋼筋制安完成后立即進(jìn)行驗(yàn)孔工作，孔位驗(yàn)收合格后立即預(yù)埋灌漿管，預(yù)埋管為?45mmPVC軟管，一端嵌入孔內(nèi)20cm，用錨固劑將孔壁周圍封堵密實(shí)，防止?jié)仓幕炷翝{液堵塞預(yù)埋管，另一端延內(nèi)側(cè)鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)向上伸出混凝土分層的施工縫表面并做好標(biāo)記以便后期灌漿。預(yù)埋灌漿管采用綁扎方式牢固固定在結(jié)構(gòu)鋼筋上。若驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)有塌孔、堵孔現(xiàn)象，則先掃孔驗(yàn)收后進(jìn)行管路預(yù)埋。

（3）根據(jù)混凝土配合比試驗(yàn)結(jié)果，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%需要3～4d，而該豎井每層混凝土施工時(shí)間基本在7d，每層混凝土內(nèi)有一排固結(jié)灌漿孔，所以，待混凝土強(qiáng)度滿足要求且在上層混凝土澆筑前在混凝土分層的施工縫表面平臺(tái)上進(jìn)行固結(jié)灌漿灌注施工，取消了施工排架的搭設(shè)或施工平臺(tái)的布置。

4 施工技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）開(kāi)挖支護(hù)施工過(guò)程中超前鉆孔預(yù)埋灌漿管。

（2）預(yù)埋灌漿管上引最大限度地減少混凝土永久外露面孔洞。

（3）預(yù)埋灌漿管上引在混凝土分層施工縫平臺(tái)上灌漿，規(guī)避了側(cè)壁灌漿施工操作平臺(tái)的搭設(shè)以及模板拆除后側(cè)壁無(wú)法找出灌漿管管口現(xiàn)象的發(fā)生。

5 創(chuàng)新施工方法取得的成效

該豎井通過(guò)超前鉆孔預(yù)埋灌漿管、灌漿與混凝土澆筑同步進(jìn)行的施工技術(shù)的成功運(yùn)用，不僅取消了施工排架的搭設(shè)、減少了輔助工作，而且規(guī)避了交叉作業(yè)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，降低了施工成本，加快了施工進(jìn)度，同時(shí)確保了工程的施工質(zhì)量和安全，取得了良好的效果。

（1）施工工期方面。經(jīng)過(guò)施工技術(shù)的實(shí)施表明，每層固結(jié)灌漿造孔進(jìn)尺為150m，錨桿插桿注漿完成后在鋼筋網(wǎng)掛設(shè)時(shí)就開(kāi)始進(jìn)行固結(jié)灌漿孔造孔，安排3臺(tái)YT28氣腿鉆機(jī)造孔，在噴護(hù)混凝土完成前即可完成固結(jié)灌漿孔的造孔；灌漿在混凝土分層的施工縫平臺(tái)上實(shí)施，在最后一層混凝土澆筑完成5天后即完成了固結(jié)灌漿施工。所以，該施工技術(shù)比常規(guī)的有蓋重固結(jié)灌漿施工方法縮短了近1個(gè)月的工期。

（2）施工質(zhì)量方面。采用預(yù)埋管上引在混凝土分層施工縫平臺(tái)進(jìn)行灌漿，灌漿后封孔在混凝土施工縫處，不在井壁永久混凝土外露面，確保了混凝土的外觀質(zhì)量。該豎井通過(guò)該技術(shù)的實(shí)施，整個(gè)井壁混凝土表面除檢查孔外沒(méi)有一處其它修飾，不管是在施工過(guò)程中的質(zhì)量巡檢還是工程完工后的各項(xiàng)評(píng)優(yōu)檢查中均得到了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和專家的一致好評(píng)。

（3）施工成本方面。取消施工排架的搭設(shè)或吊籃的布置，大幅度減少了混凝土表面孔洞的封堵和修飾，以及工期的縮短均降低了工程的施工成本。

（4）施工安全方面。該施工技術(shù)的運(yùn)用基本規(guī)避了灌漿施工和混凝土施工的交叉作業(yè)，減少了施工安全危險(xiǎn)源，最大程度地降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié) 語(yǔ)

在該豎井固結(jié)灌漿施工結(jié)束后，經(jīng)過(guò)對(duì)所取得的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，證明該施工技術(shù)方案是科學(xué)合理的。通過(guò)在技術(shù)方案上的積極創(chuàng)新，與參建各方的積極溝通和交流，在施工技術(shù)、施工工藝及施工組織上總結(jié)了較為成功的施工經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的應(yīng)用成果，同時(shí)為其它類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供了較好的借鑒，特別是對(duì)水利水電工程中大型地埋式調(diào)壓井、閘門(mén)井豎井、各類斜井等的固結(jié)灌漿施工提供了合理、有效的施工工藝，具有較大的借鑒價(jià)值和推廣價(jià)值。