水工隧洞灌漿施工技術(shù)研究

張新

湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 湖北 武漢 430064

隧洞在完成混凝土襯砌施工后為有效地促使巖石承載能力提升，通常選擇固結(jié)灌漿、回填灌漿、接觸灌漿等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行處理，以保證工程整體施工質(zhì)量符合要求。受隧洞自身的性質(zhì)因素影響，在開(kāi)挖后將造成地質(zhì)構(gòu)造受到嚴(yán)重的損壞，通過(guò)合理的水工隧道灌漿法可以有效地解決該問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)牢固與強(qiáng)化，盡可能減少巖石的碎裂與變形，保證巖石的整體性與均質(zhì)性，高質(zhì)量開(kāi)展施工。

1 水工隧洞灌漿施工技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

對(duì)于當(dāng)前的水工隧洞來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行洞室工程施工中受巖石自身的性質(zhì)因素影響，需要加強(qiáng)對(duì)襯砌混凝土澆筑、地質(zhì)以及混凝土終凝收縮等因素重視力度，以保證其工程施工質(zhì)量。現(xiàn)階段的水工隧洞灌漿技術(shù)類(lèi)型較多，如常見(jiàn)的周邊巖石固結(jié)灌漿、鋼板與襯砌混凝土接觸面進(jìn)行鋼襯接觸灌漿、隧洞上部120°范圍進(jìn)行脫空回填灌漿等，不同的技術(shù)其施工要點(diǎn)存在明顯的差異性，需要加大重視力度。通過(guò)合理的水工隧洞灌漿施工技術(shù)可以有效地解決傳統(tǒng)施工中存在的不足，針對(duì)性進(jìn)行處理，利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)開(kāi)展處理，可以有效地強(qiáng)化巖石整體性與均質(zhì)性，保證其自身的巖石彈性模量與抗壓強(qiáng)度得到優(yōu)化，盡可能減少巖石的變形，同時(shí)也有效地減少巖石的不均勻沉降情況，滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求。在進(jìn)行水工隧道灌漿施工過(guò)程中，需要明確其工程性質(zhì)，分析灌漿工藝的特點(diǎn)，針對(duì)性進(jìn)行合理的控制，以保證其工藝發(fā)揮出自身的作用與價(jià)值，可以有效地提高其工程施工質(zhì)量，滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求。例如，在某工程案例中，其灌漿工藝需要遵循當(dāng)前的技術(shù)應(yīng)用原則，如在一個(gè)部位存在兩種或兩種以上的灌漿時(shí)，需要盡可能為下一項(xiàng)灌漿創(chuàng)造良好的施工條件，以降低其對(duì)后續(xù)施工產(chǎn)生的影響，確定其施工工序，保證各項(xiàng)工作有序地開(kāi)展，提高整體施工水平，有助于當(dāng)前工程質(zhì)量提升，降低各種風(fēng)險(xiǎn)因素影響，達(dá)到預(yù)期的治療目標(biāo)。

2 水工隧洞灌漿施工技術(shù)應(yīng)用前準(zhǔn)備工作

在水工隧洞灌漿施工技術(shù)應(yīng)用前需要合理進(jìn)行分析，明確水工隧洞灌漿施工環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，明確各種因素對(duì)施工產(chǎn)生的影響，針對(duì)性控制，以保證工程順利開(kāi)展。水工隧洞灌漿施工中相關(guān)的原材料是影響施工質(zhì)量的重要因素，通常以純水泥漿與一般的灌漿材料為主，配合部分外加劑進(jìn)行處理，也包括一些穩(wěn)定劑與減水劑，根據(jù)實(shí)際的工程情況開(kāi)展，以保證施工有序開(kāi)展。例如，在水泥品種選擇過(guò)程中，通常以硅酸鹽水泥為主，其符合當(dāng)前的工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)需要避免水泥受潮，符合工程標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于當(dāng)前的防水劑、減水劑、穩(wěn)定劑等相關(guān)的外加劑也是不可缺少的內(nèi)容，在進(jìn)行實(shí)踐施工過(guò)程中必須保證其標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以當(dāng)前施工狀況為基礎(chǔ)，可以滿足不同施工狀況要求，其攪漿液類(lèi)型以及灌漿泵可以發(fā)揮出自身的作用，為漿液拌制的連續(xù)性奠定良好的基礎(chǔ)。在進(jìn)行處理過(guò)程中，為有效地強(qiáng)化其灌漿泵的性能，需要對(duì)漿液的類(lèi)型濃度進(jìn)行控制，保證其容許的工作壓力具有良好的適宜性，控制排漿量，以此來(lái)保證隧洞灌漿工作具有穩(wěn)定性。水工隧洞灌漿施工中其用水選擇通常以洞口的河水，需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，保證其滿足工程需求。在進(jìn)行水泥選擇過(guò)程中，如果為硅酸鹽大壩水泥或硅酸鹽水泥，需要保證其符合現(xiàn)階段的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥標(biāo)號(hào)＞325號(hào)，對(duì)于當(dāng)前的固結(jié)灌漿水泥來(lái)說(shuō)，在＞425號(hào)，必須保證水泥符合當(dāng)前的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格剔除受潮、結(jié)塊的水泥。在進(jìn)行外加劑選擇過(guò)程中，必須保證其符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且不同類(lèi)型、品種的添加劑需要分別進(jìn)行存放。灌漿設(shè)備與機(jī)具也是重點(diǎn)內(nèi)容，例如對(duì)于當(dāng)前的攪拌機(jī)來(lái)說(shuō)，其自身的攪拌能力與轉(zhuǎn)速與當(dāng)前的灌漿泵的排漿量、漿液類(lèi)型存在密切的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而保證其拌制漿液的均勻性與連續(xù)性。保證漿液類(lèi)型濃度與灌漿泵性能相適應(yīng)，其容許工作壓力最大灌漿壓力1.5倍，應(yīng)具有足夠的排漿量與工作性能。例如，灌注純水泥漿主要選擇多缸柱塞式灌泵，并在灌漿孔與灌漿泵設(shè)置壓力表，其壓力表的最大范圍1/4-3/4，定期對(duì)壓力表進(jìn)行檢查，對(duì)不合格以及損壞的壓力表應(yīng)禁止應(yīng)用，保證壓力表與管路之間設(shè)有相關(guān)的隔漿裝置。與此同時(shí)，在處理過(guò)程中還涉及相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備，如風(fēng)動(dòng)沖擊鉆機(jī)、手縫鉆、地質(zhì)鉆機(jī)等，需要根據(jù)不同的施工條件選擇。在進(jìn)行灌漿設(shè)備選擇過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇灌漿機(jī)、漿液攪拌機(jī)以及相關(guān)的自動(dòng)記錄儀等，需要根據(jù)水工隧洞窮工程的實(shí)際情況進(jìn)行原材料攪拌、灌漿。對(duì)于檢測(cè)設(shè)備來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)超聲波測(cè)試儀、X射線檢測(cè)儀等，支撐水工隧道工程開(kāi)展，明確其施工情況，對(duì)相關(guān)的鉆孔、鋼板、地質(zhì)等進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)提高整體施工安全性。例如，下表為某水工隧洞灌漿施工中涉及的相關(guān)設(shè)備設(shè)施，如表1所示。

表1 水工隧洞灌漿施工中涉及的相關(guān)設(shè)備設(shè)施

3 水工隧洞灌漿施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

3.1 回填灌漿技術(shù)要點(diǎn)

在進(jìn)行回填灌漿過(guò)程中，需要明確其施工特點(diǎn)，針對(duì)性進(jìn)行合理的控制，保證回填灌漿鉆孔合理。對(duì)于當(dāng)前的鋼筋混凝土襯砌來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行處理過(guò)程中應(yīng)合理在預(yù)埋管中鉆孔，保證其孔徑符合要求，＞38.5mm，其孔深需要深入巖石12.0cm，對(duì)于當(dāng)前的混凝土空腔尺寸與厚度相關(guān)參數(shù)需要詳細(xì)進(jìn)行記錄。在頂拱回填灌漿中需要采用分段方法進(jìn)行，其單段長(zhǎng)度需要＜45.0cm，對(duì)端部進(jìn)行合理的封堵處理，其回填灌漿工序首先從低端開(kāi)展，逐漸向高端進(jìn)行[1]。

在進(jìn)行回填灌漿壓力控制過(guò)程中，需要明確其各項(xiàng)注意事項(xiàng)，主要分為一序孔與二序孔，二者的灌漿壓力存在差異性。一序孔在進(jìn)行灌漿中其灌入水泥漿的水灰比為0.5:1，二序孔為1:1，其孔隙較大的部位則可以運(yùn)用其灌注水泥砂漿方式進(jìn)行處理，其摻雜的砂量需要小于水泥本身質(zhì)量的180%。根據(jù)混凝土的襯砌厚度與配筋情況進(jìn)行合理的分析，確定其回填灌漿壓力，現(xiàn)階段的素混凝土襯砌的回填灌漿壓力在0.2-0.4MPa之間，而對(duì)于當(dāng)前的鋼筋混凝土襯砌來(lái)說(shuō)，則需要在0.5-0.6MPa之間。當(dāng)其回填灌漿壓力控制合理時(shí)，可以不進(jìn)行吸漿處理，進(jìn)而持續(xù)進(jìn)行灌注，其時(shí)間為4-5min。在進(jìn)行灌漿處理過(guò)程中，需要工作人員合理進(jìn)行分析，明確其是否存在串漿情況，技術(shù)人員必須合理進(jìn)行分析，以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理，采取孔并聯(lián)灌孔方式，孔數(shù)3個(gè)，對(duì)灌漿的速度與壓力進(jìn)行合理的控制，避免出現(xiàn)速度過(guò)快或壓力過(guò)大情況，減少混凝土抬動(dòng)情況，提高整體的施工質(zhì)量[2]。

做好相應(yīng)的質(zhì)量檢查，工作人員在完成相應(yīng)的灌漿處理后需要在一周內(nèi)開(kāi)展相應(yīng)的質(zhì)量檢查，合理控制，選定檢查孔，對(duì)于脫空較大的部位以及串漿孔集中的部位灌漿異常情況開(kāi)展檢查。對(duì)于所設(shè)置的檢查孔來(lái)說(shuō)，需要保證其數(shù)量為灌漿孔總量的5.0%，運(yùn)用鉆孔注漿法進(jìn)行相應(yīng)的回填灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)，控制相關(guān)的水灰比，以2:1的比例進(jìn)行，將水泥漿液注入孔內(nèi)，保證其壓力值穩(wěn)定。在初始階段，10min以?xún)?nèi)其相關(guān)的注入量不得超過(guò)12L，并在后續(xù)可以適當(dāng)提高的注入速度。當(dāng)確認(rèn)合格后，對(duì)其進(jìn)行水泥砂漿進(jìn)行相應(yīng)的封填處理，做好孔口的壓實(shí)抹平，以達(dá)到預(yù)期的處理目標(biāo)[3]。

3.2 固結(jié)灌漿技術(shù)要點(diǎn)

在進(jìn)行固結(jié)灌漿鉆孔處理過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析，測(cè)量，明確其終孔的直徑，保證其各項(xiàng)參數(shù)符合實(shí)際技術(shù)要求，平面布孔形式以方格形為主。在完成孔作業(yè)后進(jìn)行相關(guān)的清孔處理，及時(shí)將孔內(nèi)的巖粉、碎渣、鉆渣等進(jìn)行清除，以保證其腐蝕施工要求。在進(jìn)行灌注處理前，需要靈活運(yùn)用壓力水對(duì)裂隙進(jìn)行相關(guān)的沖洗處理，直到其回水不夾帶雜質(zhì)。通常情況下，其沖洗需要合理控制壓力，其灌漿壓力在75%-80%之間，如果其數(shù)值＞1.0MPa作為沖洗壓力值，工作人員在進(jìn)行固結(jié)灌漿過(guò)程中則需要遵循當(dāng)前的環(huán)內(nèi)加密、環(huán)間分序原則，根據(jù)地質(zhì)情況進(jìn)行分析，以保證其加密的合理性[4]。

固結(jié)灌漿壓力控制也是重點(diǎn)內(nèi)容，在進(jìn)行工程處理過(guò)程中，需要明確其工程實(shí)際情況，進(jìn)行合理的分析，以單孔固結(jié)灌漿法為例，當(dāng)注入量較低的地段，在同環(huán)上可以進(jìn)行并聯(lián)灌漿施工處理，其灌漿孔＞2個(gè)最佳，保證孔對(duì)稱(chēng)。控制灌漿壓力，在0.5-1.3MPa之間，如果其壓力＞2.5MPa，則需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分段灌注。根據(jù)當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)，對(duì)灌漿劃分段進(jìn)行確認(rèn)，明確灌漿工藝，選擇合理的方式，保證其開(kāi)展正式灌漿過(guò)程中可以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的灌漿壓力，保證灌漿的連續(xù)性，不進(jìn)行間斷灌漿[5]。在處理過(guò)程中，按照當(dāng)前的由稀至濃原則進(jìn)行漿液變換，在進(jìn)行注漿過(guò)程中當(dāng)其注漿量達(dá)到280ml時(shí)且連續(xù)灌注時(shí)間＞25min時(shí)，需要逐漸降低其漿液濃度。當(dāng)其灌漿吸漿量＜0.3L/min時(shí)，則需要靈活運(yùn)用機(jī)械壓漿法進(jìn)行封孔處理，工作人員需要加大重視力度，在該環(huán)節(jié)中需要保證其灌漿過(guò)程中如果其回漿變濃，則建議改用水灰比完全一致的新漿進(jìn)行繼續(xù)灌注處理，以保證其延續(xù)時(shí)間符合要求，提高整體的施工質(zhì)量[6]。

開(kāi)展合理的質(zhì)量檢查處理，在進(jìn)行固結(jié)灌漿處理中，其質(zhì)量檢查重點(diǎn)在于孔壓水試驗(yàn)，完成灌漿后五日可以開(kāi)展該試驗(yàn)，在該過(guò)程中需要嚴(yán)格對(duì)其孔數(shù)量進(jìn)行檢驗(yàn)，保證其數(shù)量在灌漿孔的5%。當(dāng)其透水率值＜30%、孔段合格率＞85%，處于分散狀態(tài)時(shí)則表明其灌漿合格，可以有序地開(kāi)展后續(xù)處理。完成相關(guān)的質(zhì)量檢驗(yàn)后，及時(shí)將孔內(nèi)的積水與污物進(jìn)行排出，通過(guò)壓力灌漿方法進(jìn)行封孔處理，運(yùn)用機(jī)械法進(jìn)行孔口抹平，達(dá)到預(yù)期的效果[7]。在檢查過(guò)程中如果其相應(yīng)的檢查結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則需要根據(jù)實(shí)際情況重新設(shè)計(jì)相應(yīng)的處理方案，以保證其整體質(zhì)量符合要求。

在水工隧洞灌漿處理過(guò)程中，如果遇到特殊情況，需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行處理，以保證其施工質(zhì)量符合要求，明確各項(xiàng)注意事項(xiàng)，以提高施工質(zhì)量[8]。在進(jìn)行灌漿處理過(guò)程中，如果出現(xiàn)漏漿、冒漿等方式，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理，如限量、低壓、濃漿、限漿、待凝、間歇等方式進(jìn)行處理。在進(jìn)行灌漿過(guò)程中，一旦出現(xiàn)串漿情況，可以靈活運(yùn)用群孔并聯(lián)灌孔灌注，該方式中需要合理地進(jìn)行孔數(shù)控制，并對(duì)其壓力進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)混凝土面或巖面抬動(dòng)情況[9]。保證灌漿工作呈現(xiàn)出連續(xù)性，如果出現(xiàn)中斷情況必須合理進(jìn)行控制，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行處理，盡早恢復(fù)灌漿，否則需要立即沖洗鉆孔，并及時(shí)恢復(fù)灌漿[10]。如果其難以進(jìn)行沖洗或無(wú)效，則需要及時(shí)進(jìn)行掃控情況，恢復(fù)灌漿。當(dāng)恢復(fù)灌漿后，需要合理進(jìn)行相關(guān)的開(kāi)灌比級(jí)的水泥漿進(jìn)行灌注，保證其注入率符合實(shí)際要求，即改用中斷前比級(jí)的水泥進(jìn)行灌注。在恢復(fù)灌漿過(guò)程中，如果其注入率明顯降低，則需要對(duì)漿液進(jìn)行處理，保證其逐級(jí)加濃，繼續(xù)進(jìn)行灌注[11]?；謴?fù)灌漿后如果其注入率影響較大，并且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，則需要及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救。如果灌漿過(guò)程中其相關(guān)的回漿變濃，則可以換用相同的水灰比的新漿液進(jìn)行灌注處理，如果其效果不明顯，則需要進(jìn)行延續(xù)灌注30min，停止灌漿。對(duì)于孔口存在涌水情況，則需要對(duì)該灌漿段進(jìn)行處理，測(cè)量涌水壓力，明確其涌水量，并選擇自上而下分段灌漿、濃漿結(jié)束、高的灌漿壓力、閉漿等方式進(jìn)行封孔，以保證其滿足實(shí)際需求[12]。

4 結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)前的水工隧洞灌漿施工過(guò)程中，工作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理的控制，明確其各項(xiàng)技術(shù)注意事項(xiàng)，合理進(jìn)行優(yōu)化，以保證整體施工質(zhì)量。明確其施工特點(diǎn)，分析技術(shù)原理，靈活利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行處理，強(qiáng)化混凝土的受力結(jié)構(gòu)，對(duì)巖體的整體承載力開(kāi)展分析，以保證施工質(zhì)量，同時(shí)工作人員需要靈活掌握相關(guān)的灌漿法，保證灌漿質(zhì)量符合要求標(biāo)準(zhǔn)，加大重視力度，以此來(lái)提升現(xiàn)階段水工隧洞灌漿施工質(zhì)量，滿足施工要求。