无盖重固结灌浆工艺在ⅣⅤ类围岩隧洞中的应用

李坤鹏 梁跃武 陈霞

摘要：固结灌浆施工工艺已经是成熟工艺，在洞室开挖阶段遇到洞室开挖断面大，Ⅳ类、Ⅴ类围岩洞段比较集中，分布洞段长，其施工工期十分紧张，工程量大，利用无盖重固结灌浆显得尤为重要，通过乌东德水电站导流洞一层开挖工程实例，介绍无盖重固结灌浆是施工工艺。

关键词：无盖重固结灌浆 Ⅳ、Ⅴ类围岩隧洞 应用

中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：

1 工程说明

1.1 工程概况

乌东德水电站右岸3#、4#和5#导流隧洞进口位于红沟崩坡堆积体内，导流隧洞沿线分为进口明渠段、洞身段和出口明渠段。

导流隧洞围岩体由褶皱基底构成，从进口至出口穿越的地层依次为：Pt2y1 、Pt2y2、Pt211、Pt218。上游洞段Ⅳ类围岩洞段集中，分布范围大，3#、4#和5#导流隧洞长达分别为505m、638 m、701m，隧洞左侧顶拱围岩大多为因民组Pt2y1、Pt2y2 极薄层～薄层大理岩化白云岩，裂隙发育、岩层破碎、接近散粒体结构，岩层产状：倾向160°～180°，倾角一般为65°～85°，倾向下游，对隧洞左侧顶拱稳定极为不利。

3#、4#导流隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖断面分别为19.90×27.2m、20.50×27.8m（宽×高）、进口渐变段最大开挖断面为27.90×30.3（宽×高）。5#导流隧洞开挖断面为13.2m×17.3m～21.9m×21.3m（宽×高），均为城门洞型。

2 施工方法及措施

2.1施工参数

无盖重固结灌浆孔孔径φ50mm，孔间距2.0m，排距2.5m，分两序施灌，最大灌浆压力0.3MPa。

灌前要求至少喷10cm厚度砼封闭岩面，因岩层破碎、遇水软化，其抗压强度极低，灌浆前不对灌浆孔冲洗。采用孔内不分段、分两序加密灌浆，出现串通孔灌浆，则采用2～3孔并联灌浆，但需控制最大灌浆压力。

2.2 无盖重固结灌浆工艺措施

（1）采用多臂台车或YT28手风钻在开挖支护台车架上造孔，采用ZJ400高速搅拌机集中制浆，TBW250/50型灌浆泵输浆至各工作面，SGB6-10三缸往复式活塞灌浆泵循环式灌浆，灌浆管路要求可承受1.5倍最大灌浆压力，灌浆泵和灌浆孔安装的压力表使用前率定，并采用业主提供的灌浆自动记录仪记录灌浆量。

（2）浆液水灰比及浆液变换标准如下：

① 一般固结灌浆孔采用纯水泥浆液灌注。

② 水泥浆液水灰比（重量比）采用2：1、1：1、0.8：1、0.5：1四个比级，一般开灌水灰比可采用2∶1。

③ 灌浆过程中，如灌浆压力保持不变，注入率持续减小，或当注入率不变而灌浆压力持续升高，但未达④、⑤条的标准时，不得改变浆液水灰比。

④ 当某一级水灰比浆液的单孔注入量达300L以上、群孔达600～1200L以上或灌注时间已达1h以上、而灌浆压力或注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级水灰比的浆液灌注。

⑤ 当注入率大于30L/min时，视具体情况越级变浓浆液水灰比。

⑥ 浆液水灰比改变后，如灌浆压力突增或注入率突减至原注入率的1/2以下时，立即回稀至原级水灰比进行灌注，并查明原因。

⑦ 灌浆前、浆液变换时、灌浆结束时均应测量浆液密度，灌浆过程中亦应每隔15～30min测量一次浆液密度，并反映在固结灌浆综合成果表中。

（3）结束标准

1）各灌浆段的结束条件为：在达到规定灌浆压力下，注入率不大于1L/min后，继续灌注30min结束。

2）当长时间达不到结束标准时，报请监理人共同研究处理措施。

（4）封孔

1）固结灌浆孔全孔灌浆结束后应紧接着用水灰比为0.5∶1的浓浆进行封孔。

2）对采用引(埋)管法施工的固结灌浆孔，在灌浆达设计结束标准后，采用0.5∶1的浓浆替换孔内稀浆，待回浆管排出0.5∶1的浓浆后封闭孔口，作闭浆封孔。

（5）检查孔施工

1）固结灌浆检查孔在该部位灌浆结束5～7天后进行，钻孔采用风动钻机。物探测试检查在灌浆结束后14d后进行。

2）采用单点压水试验方法进行检查，检查孔数量不小于灌浆孔总数5％,合格标准建议按10Lu控制，检查结束后进行灌浆和封孔。

3）必要时对岩体波速和静弹性模量测试，分别在该部位灌浆结束14天进行，其孔位的布置、测试仪器的确定、测试方法、合格标准等，按监理人指示执行。

2.3特殊情况的处理

（1）有地下水的固结灌浆孔，灌浆时可适当增加灌浆压力。

（2）钻孔时注意地层的变化，遇有断层、破碎带、地下涌水及其它异常现象，及时向监理工程师汇报。由监理、设计和施工单位共同商定处理办法。

（3）灌浆中每个灌浆孔的灌浆工作必须连续进行。若因故中断，必须尽早恢复灌浆，中断超过30min时，进行冲洗，如冲洗无效时，扫孔重灌，重灌时从开始灌浆时的水灰比开始。

（4）灌浆过程中，如冒浆、串浆、浆液变浓等情况，处理方法按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2011）的有关规定执行。并详细记录。

（5）有地下水涌出的灌浆孔，灌浆工作结束后，做屏浆措施。屏浆时间不少于1小时，然后可用机械封孔法封孔。

（6）若灌浆量大，灌浆难于结束时，可采取低压、浓浆、限量、间歇、浆液中掺入速凝剂、加砂、加水玻璃双浆液等方法处理。但处理方法必须由监理人批准后方可采用。

（7）在已完成或正在灌浆的地区，其附近30m以内不得进行爆破作业。

结束语：按科学化、标准化、程序化作业，实行定人、定点、定岗施工，对于洞室开挖断面大，Ⅳ类、Ⅴ类围岩洞段比较集中，分布洞段长，其施工工期紧，开挖、支护量大，利用无盖重灌浆是可行的，在经济上降低工程成本，也保证了工程进度、和安全。

参考文献： SL31-2003《水利水电工程钻孔压水试验规程》

DL／T5148－2011《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》