地下洞室回填灌漿施工要點(diǎn)分析

亢 亮 李世偉 曾曉洲

（四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 成都 611130）

0 引言

在水利水電工程中，一般在兩岸山體布置有多層帷幕灌漿洞室，須采用混凝土襯砌，以便于施工帷幕灌漿。在混凝土襯砌的背面存在空隙，須采用回填灌漿，使混凝土和基巖結(jié)合為整體，防止?jié)B漏。該文在總結(jié)以往地下洞室回填灌漿施工基礎(chǔ)上，研究出一套采用預(yù)埋管加地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔、群孔灌漿進(jìn)行回填灌漿處理的施工工藝。該工藝成功應(yīng)用于白鶴灘水電站右岸大壩灌漿平洞回填灌漿，取得了良好的效果。

1 回填灌漿的關(guān)鍵工藝

1.1 預(yù)埋鋼管及鉆孔

在混凝土襯砌階段，采用全站儀測(cè)量放點(diǎn)，每根預(yù)埋鋼管進(jìn)行孔位、方位角及傾角驗(yàn)收，在后期地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔時(shí)需符合鉆孔方位角及傾角。再根據(jù)地下洞室大小制作專門鉆機(jī)臺(tái)車使用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，提高鉆孔施工進(jìn)度。

1.2 測(cè)空腔、驗(yàn)孔

回填灌漿孔孔深應(yīng)鉆入圍巖10 cm，鉆孔結(jié)束后對(duì)混凝土厚度和混凝土與圍巖之間的空腔進(jìn)行測(cè)量，并記錄實(shí)際尺寸，依據(jù)各洞室灌漿施工設(shè)計(jì)布孔圖，施工中先復(fù)核孔位。

1.3 灌漿方式

采用群孔灌漿，低高程孔進(jìn)漿，高高程孔排氣，可保證漿液充填飽滿度，提高回填灌漿質(zhì)量。

2 適用范圍

該工藝適用于水利水電工程灌漿平洞、導(dǎo)流洞、公路和鐵路隧洞等回填灌漿，具有廣泛擴(kuò)展應(yīng)用前景。

3 工藝原理

施工時(shí)采用預(yù)埋鋼管結(jié)合地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，鉆孔深入圍巖10 cm，低高程孔進(jìn)漿，高高程孔排氣，通過漿液把空隙內(nèi)空氣趕出，把襯砌混凝土和基巖結(jié)合為整體。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

地下洞室回填灌漿施工流程如圖1 所示。

4.2 操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)有以下4 點(diǎn)。

4.2.1 施工條件

洞室襯砌混凝土回填灌漿須在頂拱襯砌混凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行施工。

圖1 地下洞室回填灌漿施工流程圖

4.2.2 回填灌漿

4.2.2.1 灌漿方法

回填灌漿采用純壓法灌漿方式。按單元進(jìn)行，灌漿前單元端部必須封堵嚴(yán)密。同一灌漿單元進(jìn)行回填灌漿施工時(shí)，延洞軸線方向從高程較低一端開始，向高程較高一端推進(jìn)，同一斷面上從頂拱2 側(cè)的最低處灌漿孔開始，向中間高處灌漿孔推進(jìn)灌漿。

4.2.2.2 灌漿壓力

回填灌漿壓力按照設(shè)計(jì)灌漿壓力執(zhí)行，采用0.2 MPa～0.5 MPa。

4.2.2.3 灌漿漿液

回填灌漿漿液采用水灰比為0.5 ∶1 的純水泥漿液。

4.2.2.4 結(jié)束條件

在設(shè)計(jì)灌漿壓力下，當(dāng)灌漿孔停止吸漿，延續(xù)灌注10 min即可結(jié)束。

4.2.2.5 特殊情況處理

在回填灌漿過程中因故中斷時(shí)，應(yīng)及早恢復(fù)灌漿，若中斷時(shí)間超過30 min，應(yīng)設(shè)法沖洗鉆孔至原孔深后恢復(fù)灌漿。若恢復(fù)后灌漿孔不吸漿或與中斷前吸漿率差別較大，則重新就近鉆孔進(jìn)行灌漿。

灌漿過程中如果注入量較大，應(yīng)及時(shí)分析并檢查是否有漏漿現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，則首先對(duì)滲漏點(diǎn)采取嵌縫、表面封堵等措施，同時(shí)檢查漿液濃度，必要時(shí)采取降低壓力等方法處理[3]。

4.2.3 質(zhì)量檢查

回填灌漿結(jié)束及時(shí)向監(jiān)理工程師上報(bào)回填灌漿成果資料，監(jiān)理工程師根據(jù)成果資料進(jìn)行回填灌漿檢查孔布置，回填灌漿質(zhì)量檢查在單元灌漿工程結(jié)束7 d 后進(jìn)行。檢查方法采用鉆孔注漿法，即向檢查孔內(nèi)注入水灰比為2 ∶1 的水泥漿液，在設(shè)計(jì)灌漿壓力（0.2 MPa ～0.5 MPa）下，初始10 min 內(nèi)注漿量不超過10 L，即為合格。否則，按監(jiān)理人指示或批準(zhǔn)的措施進(jìn)行處理[2]。

4.2.4 封孔

檢查合格后，待孔內(nèi)漿液初凝后，空余部分用水泥砂漿進(jìn)行人工封填。

5 設(shè)備選型

鉆孔灌漿設(shè)備選型應(yīng)考慮地層巖性及灌漿段長(zhǎng)度選擇鉆機(jī)型號(hào)，根據(jù)灌漿壓力及流量選擇灌漿泵及配套管路等，在洞室回填灌漿施工中推薦使用表1 所列的主要設(shè)備。所有灌漿設(shè)備、儀器、儀表等均要經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，使其保持正常的工作狀態(tài)。另外，還要根據(jù)需要配備一定的備用量，保證施工順利進(jìn)行。主要施工設(shè)備選型見表1。

表1 主要施工設(shè)備一覽表

6 質(zhì)量控制要點(diǎn)

6.1 漿液材料

施工現(xiàn)場(chǎng)集中制漿站設(shè)置專用的灌漿水泥倉(cāng)庫(kù)，水泥的標(biāo)號(hào)、細(xì)度、有機(jī)物含量等指標(biāo)要符合技術(shù)和規(guī)范要求，水泥的儲(chǔ)存距出廠日期不超過3 個(gè)月。嚴(yán)禁使用受潮結(jié)塊等不符合質(zhì)量要求的水泥。同一部位的灌漿水泥使用同一品種、同一類型、同一強(qiáng)度等級(jí)的水泥。外加劑的質(zhì)量要符合DL/T5148—2012灌漿規(guī)范的有關(guān)規(guī)定[3]。

6.2 漿液制備

一般采用純水泥漿液，在特殊情況下，根據(jù)需要可在水泥漿液中摻加外加劑。制漿材料按規(guī)定的漿液配比計(jì)量，且計(jì)量誤差應(yīng)小于5%，制漿時(shí)應(yīng)攪拌均勻并測(cè)定漿液比重和黏度。使用低速攪拌機(jī)時(shí)，純水泥漿液的攪拌時(shí)間不得少于3 min，使用高速攪拌機(jī)制漿，純水泥漿液的攪拌時(shí)間不得少于30 s，漿液從開始制備到用完的時(shí)間不應(yīng)超過4 h，漿液溫度保持在5℃～ 40℃[1]。

6.3 預(yù)埋安裝灌漿系統(tǒng)

回填灌漿進(jìn)、排氣兼回漿管均采用規(guī)格為Φ33.5mm 鋼管，進(jìn)漿管、排氣兼回漿管的連接分別采用直接頭、彎頭、三岔彎頭。所有灌漿管均要編號(hào)，盡量貼巖面布置，并用膨脹螺栓和卡子固定在頂拱上。回漿管口采用綁扎牛皮紙等措施，防止管口堵塞。在混凝土澆筑過程中，對(duì)灌漿管保護(hù)妥當(dāng)，防止堵塞和移位。

6.4 管路清洗

灌漿前用高壓風(fēng)將灌漿管清干凈，風(fēng)壓按灌漿壓力的50%控制，最大不超過0.3 MPa，各管口檢查通暢并合格后方可進(jìn)行灌漿。否則須對(duì)預(yù)埋灌漿系統(tǒng)管路進(jìn)行疏通處理，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)打孔處理。

7 應(yīng)用實(shí)例

白鶴灘水電站右岸壩肩地下洞室回填灌漿工程

7.1總體布置

白鶴灘水電站右岸壩肩、壩基及抗力體范圍分布有帷幕洞、排水洞以及抗力體排水洞等類型洞室。根據(jù)設(shè)計(jì)藍(lán)圖洞室襯砌分洞口段襯砌、全洞段襯砌等類型，不同洞段根據(jù)具體藍(lán)圖設(shè)置有回填灌漿。

7.2 施工過程

白鶴灘水電站右岸灌漿洞及排水洞回填灌漿自2017年5月開始施工，至2018年5月施工完成WMR1 ～4 洞及PSR1 ～4洞回填灌漿，完成工程量6 361m2，施工檢查孔142 個(gè)，檢查內(nèi)容為注漿檢查，檢查結(jié)果全部滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

7.3 施工總結(jié)

白鶴灘水電站右岸地下洞室回填灌漿技術(shù)方案合理，設(shè)備和施工參數(shù)選擇得當(dāng)，回填灌漿質(zhì)量控制效果較好，各單元灌后質(zhì)量檢查均滿足設(shè)計(jì)要求。說明該技術(shù)可以在地下洞室回填灌漿施工中推廣應(yīng)用。

8 結(jié)語

該文主要闡述了水利水電地下洞室回填灌漿工程中的關(guān)鍵工藝內(nèi)容，在該基礎(chǔ)上提出了注意事項(xiàng)。該工藝采用預(yù)埋鋼管及地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔、群孔灌漿法進(jìn)行地下洞室回填灌漿，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于所有地下洞室襯砌混凝土回填灌漿，施工工藝成熟，施工質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良，具有較高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值和社會(huì)效益。希望通過該文的介紹能夠?qū)λ姷叵露词一靥罟酀{工程建設(shè)提供一定參考和幫助，對(duì)于推動(dòng)水利水電工程發(fā)展具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。