水庫(kù)引水隧洞灌漿施工工藝探討

陳國(guó)榮

【摘 要】文章結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對(duì)某水庫(kù)引水隧洞回填灌漿施工工藝進(jìn)行了探討，總結(jié)了施工中的難點(diǎn)，并采取了有效的處理措施，旨在為了確保水庫(kù)工程施工的質(zhì)量，以滿足國(guó)家對(duì)水利工程開發(fā)利用的需求。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；引水隧洞；回填灌漿；漿液

引言

隧洞灌漿是指用于水工隧洞、豎井和混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)加固、防滲的灌漿工程，主要使用的有回填灌漿、圍巖固結(jié)灌漿和接觸灌漿。主要用于加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、改善受力狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力灌漿等。在隧洞中還可能進(jìn)行其它用途的灌漿，如帷幕灌漿、深層巖體固結(jié)灌漿等。下面結(jié)合工程實(shí)例，主要論述了水庫(kù)引水隧洞灌漿施工工藝及施工中難點(diǎn)問(wèn)題，并提出了有效的處理措施。

1 工程概況

某水庫(kù)，流域面積185km2，多年平均年徑流量1億m3。工程正常蓄水位702.00m，總庫(kù)容5225萬(wàn)m3。水庫(kù)工程設(shè)計(jì)灌溉面積44.09萬(wàn)hm2，總干渠最大設(shè)計(jì)流量6.45m3/s。水庫(kù)工程主要任務(wù)為灌溉及供水，同時(shí)兼顧發(fā)電，進(jìn)水口井筒后接引水隧洞，引水隧洞平面上呈U形布置。引水隧洞洞直徑2.2m，采用C20鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度35cm，開挖洞直徑2.9m，灌漿孔深入基巖10cm，灌漿孔間排距均為3.0m，呈梅花型布置。

2 灌漿施工工藝

2.1 灌漿孔布置

1） 回填灌漿孔深入基巖10cm，“23”孔交錯(cuò)布置。

2） 灌漿孔分兩序，雙孔為Ⅰ序孔； 三孔為Ⅱ 序孔。

3） 灌漿孔編號(hào)。

Hm-n-s （1）

式中：H為回填灌漿；m為單元號(hào)；n 為排號(hào)；s 為孔號(hào)。 編號(hào)示例：H1-1-1表示回填1單元1排1孔。

2.2 預(yù)埋灌漿管

對(duì)于鋼筋混凝土襯砌的隧洞，為了方便鉆孔和避免在鉆孔時(shí)打斷鋼筋，宜在混凝土襯砌中設(shè)置預(yù)埋管（鋼管或塑料管），之后通過(guò)預(yù)埋管進(jìn)行鉆孔和灌漿。

遇隧洞頂拱發(fā)生坍塌、多量超挖或與溶洞連通，回填空腔很大時(shí)，也應(yīng)在該部位預(yù)埋灌漿管，埋管數(shù)量應(yīng)不少于2根，其出口應(yīng)在空腔的最高處，以利于進(jìn)漿和排水、排氣。

值得注意的：①預(yù)埋管的位置應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確記錄或留有標(biāo)志，以便于拆除模板后容易尋找； ②預(yù)埋管管口露出后仍應(yīng)使用鑿巖機(jī)或鉆機(jī)掃孔鉆進(jìn)至基巖或脫空區(qū)，以保證灌漿通暢。

2.3 測(cè)放孔位

標(biāo)出控制樁號(hào)，用鋼尺丈量測(cè)放排距，按弦長(zhǎng)法定出孔位，用紅油漆標(biāo)出孔口位置及孔號(hào)。在鋼筋混凝土襯砌中的灌漿孔采用預(yù)埋管指示孔位。在進(jìn)行鉆孔灌注施工之前，需要將 PVC管預(yù)埋在鋼筋網(wǎng)中。

預(yù)埋PVC管時(shí)按下列要求進(jìn)行：1）預(yù)埋管預(yù)埋長(zhǎng)度以鋼模臺(tái)車與洞壁之間長(zhǎng)度為宜。2） 預(yù)埋管兩頭密封，用特制的堵塞將其堵住。3） 預(yù)埋管用細(xì)鐵絲將其牢牢地固定在鋼筋上。 4） 在安裝預(yù)埋管之后，需要將預(yù)埋管周圍的鋼模上做好標(biāo)記工作。

2.4 造孔

在孔位測(cè)放作業(yè)結(jié)束之后就可以開始進(jìn)行鉆孔施工。在鉆孔施工中，鉆孔的方向主要是沿著預(yù)埋管的方向進(jìn)行。在鉆孔的過(guò)程中需要對(duì)襯砌的厚度、基層等深度等情況進(jìn)行全面詳細(xì)的記錄。若遇空腔積水、地下水豐富地段，沿較低處設(shè)一定數(shù)量排水孔。

2.5 灌漿

2.5.1 灌漿材料

（1）水泥。新鮮大廠普通硅酸鹽水泥（P.O32.5），強(qiáng)度等級(jí)≥42.5MPa。（2）水。灌漿使用的水只要是飲用水都可以，嚴(yán)禁存在雜物，水的P必須符合相關(guān)規(guī)范要求，并且需要對(duì)其溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，控制在40℃或者以下。（3）砂。所選擇的砂必須是質(zhì)地比較堅(jiān)硬的，需要對(duì)砂的粒徑進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常≤2.5mm。

2.5.2 設(shè)備

（1）制漿設(shè)備 ZJ—400高速攪拌機(jī)、100/3.5砂漿機(jī)。（2）送漿設(shè)備壓縮氣遠(yuǎn)距離輸漿泵。（3）灌漿設(shè)備3SNS泵或 100/3.5 砂漿機(jī)。

2.5.3 制漿

在制漿的過(guò)程中，需要對(duì)漿液的配合比進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在進(jìn)行漿液的拌制中，需要對(duì)攪拌的時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，因?yàn)楸竟こ讨兴褂玫臄嚢铏C(jī)械為高速攪拌機(jī)，因而其攪拌時(shí)間應(yīng)該≥1min。漿液制備放置的時(shí)間≤4h，這樣才能夠?qū){液的通暢進(jìn)行保證。

2.5.4 灌漿

（1）灌漿前的準(zhǔn)備工作。 1）對(duì)在灌漿前發(fā)現(xiàn)的大空腔，應(yīng)盡量在澆筑襯砌混凝土?xí)r填滿。無(wú)法填滿混凝土?xí)r，應(yīng)設(shè)法以毛石、碎石、卵礫石充滿。2）仔細(xì)檢查待灌漿的隧洞。發(fā)現(xiàn)襯砌表面有漏水的孔道、裂縫、止水不嚴(yán)的結(jié)構(gòu)縫或其它缺陷，采用麻絲、木楔、速凝砂漿等妥善堵漏。3） 備足水泥。根據(jù)鉆孔發(fā)現(xiàn)的頂拱脫空情況或其它資料，估計(jì)所灌注的隧洞區(qū)段內(nèi)被灌注空間的總體積，儲(chǔ)備足夠的水泥等灌漿材料，以便一次連續(xù)灌注至結(jié)束，避免灌漿過(guò)程中斷帶來(lái)諸多不利。

（2）灌漿方法。在灌漿之前，需要對(duì)襯砌的混凝土的缺陷進(jìn)行全面的了解和掌握，并且對(duì)施工中可能發(fā)生漏漿的地位進(jìn)行預(yù)先處理，本工程主要采用的灌漿方法是孔口阻塞純壓式灌漿法，在進(jìn)行該法的灌漿施工中，需要對(duì)襯砌混凝土的情況進(jìn)行全面的監(jiān)察。

（3）灌漿順序。按照設(shè)計(jì)圖紙，回填灌漿分兩序施工，I序孔為雙孔排，Ⅱ序孔為三孔排，灌漿時(shí)，先對(duì)I序孔進(jìn)行灌漿，根據(jù)本部分工程的具體情況，在Ⅰ序孔進(jìn)行灌漿結(jié)束后2d，再對(duì)Ⅱ序孔進(jìn)行灌漿。漿液配比：I序孔灌注0.5：1的水泥漿液，Ⅱ序孔灌注1：1和0.5：1兩個(gè)比級(jí)的漿液?？障洞蟮牟课还嘧⑺嗌皾{，但摻砂量≤水泥重量的200%。

（4）灌漿壓力。1） 初擬回填灌漿壓力為：0.2～0.3 MPa。2） 回填灌漿過(guò)程中若出現(xiàn)特殊情況，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后可按其要求調(diào)整灌漿壓力。

（5）漿液水灰比。1） 漿液水灰比可為I序孔采用0.5：1，Ⅱ序采用 0.8：1和0.6：1（或0.5：1）。2） 對(duì)于孔隙比較大的部位，那么就可以使用水泥砂漿進(jìn)行灌注。水泥砂漿中摻入的具體的砂的量需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定，通常不應(yīng)該高于水泥重量的200%。

（6）灌漿結(jié)束條件 在規(guī)定的灌漿壓力之下，如果灌漿孔不再吸漿，那么在連續(xù)灌漿5min之后就可以將灌漿作業(yè)結(jié)束。

2.6 封孔

在灌漿結(jié)束之后，就需要進(jìn)行封孔作業(yè)，主要做 法是將孔口球閥封孔進(jìn)行關(guān)閉，并且使用干硬性砂漿將鉆孔的空余的位置進(jìn)行填充密實(shí)，并且對(duì)其進(jìn) 行擠壓之后抹平。

3 施工難點(diǎn)及處理措施

（1）中斷問(wèn)題。隧洞回填灌漿孔多為孔口向下的倒孔，灌漿過(guò)程中一旦發(fā)生中斷，正在灌漿的孔和許多已排出過(guò)漿的孔都可能會(huì)被堵塞。因此灌漿前要充分做好準(zhǔn)備工作，盡量避免中斷。不得已發(fā)生中斷后力求在30min以內(nèi)恢復(fù)灌漿。如中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或恢復(fù)灌漿后注入率明顯減少，甚至不吸漿，則必須對(duì)灌漿孔和已排漿的串漿孔進(jìn)行掃孔，掃孔深度要達(dá)到基巖或透入空腔，而后進(jìn)行復(fù)灌。

（2）漏漿問(wèn)題。在灌漿施工中如果發(fā)生漏漿的情況，那么必須采取積極有效的手段對(duì)其進(jìn)行處理，對(duì)漏漿現(xiàn)象進(jìn)行處理的主要方法有間隔灌漿法、降低壓力法以及表面封堵法等。

（3）混凝土襯砌出現(xiàn)裂縫或者發(fā)生變形現(xiàn)象。在灌漿作業(yè)中，如果注入率突然增大，或意外地長(zhǎng)時(shí)間大吸漿，這時(shí)有可能是混凝土襯砌發(fā)生了變形或裂縫，應(yīng)當(dāng)立即停止灌注，查清發(fā)生問(wèn)題的部位和原因，以及可能造成損害的程度，確定繼續(xù)灌漿的措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在本工程回填灌漿施工中，選擇先進(jìn)的灌漿泵和灌漿工藝，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了引水隧洞的回填灌漿任務(wù)，并且施工操作滿足設(shè)計(jì)對(duì)隧道回填灌漿的要求，保證了質(zhì)量與進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

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