浅谈河口庙水库排沙泄洪洞回填固结灌浆施工方法

刘克栋

(陕西省横山县水利局，陕西 横山719100)

河口庙水库位于横山县塔湾镇墩渠村，下距横山县城43.5 km，是无定河一级支流芦河末级控制性重点中型水库，兴建于1975年，大坝为水坠均质沙坝，坝高43.5m，坝顶长330 m，坝控制流域面积634 km2，回水全在靖边县境内，水库校核洪水位1 156 m，正常蓄水位1 147 m，死水位1 136 m，原设计水库总库容6 140万 m3，其中调洪库容2 580万 m3，调节库容2 240万 m3，死库容1 320万 m3，该水库主要以防洪、拦沙、灌溉为主。尤其防洪位置十分重要，下游灌溉面积3万亩。

河口庙水库水利枢纽由大坝，输水洞和溢洪道三大部分组成，2004年开始对其除险加固，新建排沙泄洪洞，对大坝进行加高培厚，加固输水洞、溢洪道等工程。排沙泄洪洞工程是水库除险加固的控制性工程，排沙泄洪水断面直径为3m的圆形断面，钢筋砼衬砌壁厚50 cm，泄洪结构为 C25 F200W6钢筋混凝土衬砌，洞长275 m，其中岩石洞段长198 m，土洞段长77 m，最大泄量为81.73 m3/s。基岩洞在衬砌后原岩与衬砌砼之间存在一定孔(空)隙，为充填两者之间的缝隙需进行顶拱回填灌浆，侧墙和底板进行固结灌浆，因施工方法和工艺的不同，灌浆效果也不同，作者根据自己的施工经验，总结施工方法，以求与同行共享。

1 施工方案设计

按照先顶拱回填灌浆，后围岩固结灌浆的顺序进行，填灌浆在衬砌砼达到70%设计强度后进行，固结灌浆在该部位的回填灌浆结束7天后进行，灌浆分成区段进行，孔序分I序和II序，I序孔和II序孔再进行环间加密分序，先灌I序孔，再灌II序孔，灌浆自洞口开始，向洞内推进。

2 施工方法及工艺

2.1 预埋管子

灌浆采用预埋钢管的方法在衬砌砼中成孔，以此来准确控制灌浆空的位置，也避免了砼浇筑完后钻孔的困难。在浇筑砼前，把预埋钢管焊接在浇筑段钢筋上，钢管直径40 mm，长度50 cm，每排6个，按设计要求从顶部中心开始环形均匀布置，排距3 m。

2.2 钻孔

先钻顶拱3个孔用于回填灌浆，回填灌浆孔要求钻进岩石10 cm，采用回旋式钻机钻孔，钻头直径38 mm，钻杆直径25 mm，采用一根1 m钻杆即可。固结灌浆孔待回填灌浆完成以后，重新在回填灌浆孔上钻孔，以及腰线和底部的3个孔，固结灌浆要求钻进岩石3 m，采用回旋式钻机钻孔，钻头直径38 mm，钻杆直径25 mm。在钻孔施工中，保证钻孔方向不发生偏斜，对于保证灌浆质量是至关重要的，主要采取以下措施来防止钻孔可能发生的偏斜:

(1)钻机固定牢固，钻进中不摆不晃。

(2)仔细校正立轴方向，按要求的孔向对准孔位开孔。(3)钻进中勤检查钻机有无移动，钻杆的方向有无变化发现问题及时纠正。

(4)熟悉所用机械和钻孔方法的特点，钻研技术，总结经验，提高操作者的技术水平，实行正确操作。

2.3 钻孔冲洗

灌浆孔在灌浆前应进行钻孔重洗，采用压水重洗法，利用灌浆泵，通过下入孔内的灌浆管向孔底压送水流，这时，一部分水挟带着岩粉等返出地面，给水压力一般为该段灌浆压力的80%即1.0 Mpa左右，这样冲洗冲洗一直进行到返出水变清为止。

2.4 灌浆材料、制浆和灌浆设备

2.4.1 灌浆材料和浆液

回填灌浆采用普通32.5硅酸盐水泥，固结灌浆采用普通42.5硅酸盐水泥，灌浆用水采用山泉水，各项指标符合拌制水工砼用水要求，灌浆用浆液采用纯水泥浆液。

2.4.2 制浆

浆液水灰比采用0.6:1，制浆用水和水泥采用磅称称量，严格按配合比施工，称量误差控制在小于计算的5%，浆液搅拌采用150 L普通搅拌机搅拌，搅拌时间不少于3 min，存浆时间不超过4 h。

2.4.3 灌浆设备及机具

灌浆泵采用VD30型双缸柱塞式灌浆泵，允许工作压力10 Mpa，排量50 L/min，灌浆泵和灌浆孔口处均按压力表，压力表最大标值6 Mpa，为检查合格后再使用，灌浆塞采用在预埋钢管上切丝安装球塞阀门，易于安装和卸除。

3 灌浆施工

3.1 回填灌浆

回填灌浆分两个次序进行，顶拱为I序孔，两侧为II序孔，先将一区段的I序孔灌完后再灌II序孔，采用循环式灌浆方法，灌浆最大压力采用0.5 Mpa，灌浆前对所用管道压水，压水压力等于灌浆压力，检查管路是否畅通。灌浆时洞内灌浆孔操作员与灌浆泵操作员采用程控电话联系，洞内准备好后再通知灌浆泵操作员开机，当灌浆达到要求时，洞外操作员通知洞内操作员关掉灌浆孔处阀门后再停机，换好另外一个孔后再继续灌浆。灌浆结束标准，以在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5 min即可结束。灌浆时在现场做好各种记录，包括灌浆最大、最小、平均压力，吸浆量，浆液比重等。

3.2 固结灌浆

固结灌浆分区段进行，每个区段分I序环、II序环，环内再加密分I序孔和II序孔，顺序是先灌I序环的I序孔，再灌I序环的II序孔，灌完I序环后再灌II序环。灌浆采用单孔循环式灌浆方法，由于固结灌浆孔深3 m，采用全孔一次灌注，灌浆压力经试验采用最大压力2.0 Mpa，灌浆前对所用管道压水，压水压力等于灌浆压力，检查管路是否畅通。固结灌浆浆液结束标准为在规定的压力下，灌浆孔住入率不大于0.4 L/m in时，延续30 m in即可结束。灌浆时在现场做好各种记录，包括灌浆最大、最小、平均压力，吸浆量，浆液比重等。

3.3 封孔

固结灌浆结束后，等检查合格后，即进行封孔处理，封孔使用水泥砂浆将钻孔封填密实，孔口压抹齐平。

3.4 特殊情况处理

灌浆过程中发现浆液外漏，立即进行堵漏处理，当进浆管发生堵塞时，先打开所有管口放浆，尽量提高进浆压力，通开进浆管路。灌浆过程中，因外部原因被迫中断，应立即用清水冲洗，保持灌浆系统通畅，恢复灌浆前，再做一次压水检查。

4 结语

回填、固结灌浆结束后，洞内漏水现象有了明显改善，灌浆效果显著，只有很少几个部位有小量渗水，做堵漏处理即可。本次共完成回填灌浆815 m2，固结灌浆966 m，灌浆质量经检测全部合格。