水库引水隧洞灌浆施工工艺探讨

陈国荣

【摘 要】文章结合笔者的实际工作经验，主要针对某水库引水隧洞回填灌浆施工工艺进行了探讨，总结了施工中的难点，并采取了有效的处理措施，旨在为了确保水库工程施工的质量，以满足国家对水利工程开发利用的需求。

【关键词】水库；引水隧洞；回填灌浆；浆液

引言

隧洞灌浆是指用于水工隧洞、竖井和混凝土支护结构加固、防渗的灌浆工程，主要使用的有回填灌浆、围岩固结灌浆和接触灌浆。主要用于加强结构、改善受力状态的预应力灌浆等。在隧洞中还可能进行其它用途的灌浆，如帷幕灌浆、深层岩体固结灌浆等。下面结合工程实例，主要论述了水库引水隧洞灌浆施工工艺及施工中难点问题，并提出了有效的处理措施。

1 工程概况

某水库，流域面积185km2，多年平均年径流量1亿m3。工程正常蓄水位702.00m，总库容5225万m3。水库工程设计灌溉面积44.09万hm2，总干渠最大设计流量6.45m3/s。水库工程主要任务为灌溉及供水，同时兼顾发电，进水口井筒后接引水隧洞，引水隧洞平面上呈U形布置。引水隧洞洞直径2.2m，采用C20钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度35cm，开挖洞直径2.9m，灌浆孔深入基岩10cm，灌浆孔间排距均为3.0m，呈梅花型布置。

2 灌浆施工工艺

2.1 灌浆孔布置

1） 回填灌浆孔深入基岩10cm，“23”孔交错布置。

2） 灌浆孔分两序，双孔为Ⅰ序孔； 三孔为Ⅱ 序孔。

3） 灌浆孔编号。

Hm-n-s （1）

式中：H为回填灌浆；m为单元号；n 为排号；s 为孔号。 编号示例：H1-1-1表示回填1单元1排1孔。

2.2 预埋灌浆管

对于钢筋混凝土衬砌的隧洞，为了方便钻孔和避免在钻孔时打断钢筋，宜在混凝土衬砌中设置预埋管（钢管或塑料管），之后通过预埋管进行钻孔和灌浆。

遇隧洞顶拱发生坍塌、多量超挖或与溶洞连通，回填空腔很大时，也应在该部位预埋灌浆管，埋管数量应不少于2根，其出口应在空腔的最高处，以利于进浆和排水、排气。

值得注意的：①预埋管的位置应当准确记录或留有标志，以便于拆除模板后容易寻找； ②预埋管管口露出后仍应使用凿岩机或钻机扫孔钻进至基岩或脱空区，以保证灌浆通畅。

2.3 测放孔位

标出控制桩号，用钢尺丈量测放排距，按弦长法定出孔位，用红油漆标出孔口位置及孔号。在钢筋混凝土衬砌中的灌浆孔采用预埋管指示孔位。在进行钻孔灌注施工之前，需要将 PVC管预埋在钢筋网中。

预埋PVC管时按下列要求进行：1）预埋管预埋长度以钢模台车与洞壁之间长度为宜。2） 预埋管两头密封，用特制的堵塞将其堵住。3） 預埋管用细铁丝将其牢牢地固定在钢筋上。 4） 在安装预埋管之后，需要将预埋管周围的钢模上做好标记工作。

2.4 造孔

在孔位测放作业结束之后就可以开始进行钻孔施工。在钻孔施工中，钻孔的方向主要是沿着预埋管的方向进行。在钻孔的过程中需要对衬砌的厚度、基层等深度等情况进行全面详细的记录。若遇空腔积水、地下水丰富地段，沿较低处设一定数量排水孔。

2.5 灌浆

2.5.1 灌浆材料

（1）水泥。新鲜大厂普通硅酸盐水泥（P.O32.5），强度等级≥42.5MPa。（2）水。灌浆使用的水只要是饮用水都可以，严禁存在杂物，水的P必须符合相关规范要求，并且需要对其温度进行严格的控制，控制在40℃或者以下。（3）砂。所选择的砂必须是质地比较坚硬的，需要对砂的粒径进行严格的控制，通常≤2.5mm。

2.5.2 设备

（1）制浆设备 ZJ—400高速搅拌机、100/3.5砂浆机。（2）送浆设备压缩气远距离输浆泵。（3）灌浆设备3SNS泵或 100/3.5 砂浆机。

2.5.3 制浆

在制浆的过程中，需要对浆液的配合比进行严格的控制。在进行浆液的拌制中，需要对搅拌的时间进行严格的控制，因为本工程中所使用的搅拌机械为高速搅拌机，因而其搅拌时间应该≥1min。浆液制备放置的时间≤4h，这样才能够对浆液的通畅进行保证。

2.5.4 灌浆

（1）灌浆前的准备工作。 1）对在灌浆前发现的大空腔，应尽量在浇筑衬砌混凝土时填满。无法填满混凝土时，应设法以毛石、碎石、卵砾石充满。2）仔细检查待灌浆的隧洞。发现衬砌表面有漏水的孔道、裂缝、止水不严的结构缝或其它缺陷，采用麻丝、木楔、速凝砂浆等妥善堵漏。3） 备足水泥。根据钻孔发现的顶拱脱空情况或其它资料，估计所灌注的隧洞区段内被灌注空间的总体积，储备足够的水泥等灌浆材料，以便一次连续灌注至结束，避免灌浆过程中断带来诸多不利。

（2）灌浆方法。在灌浆之前，需要对衬砌的混凝土的缺陷进行全面的了解和掌握，并且对施工中可能发生漏浆的地位进行预先处理，本工程主要采用的灌浆方法是孔口阻塞纯压式灌浆法，在进行该法的灌浆施工中，需要对衬砌混凝土的情况进行全面的监察。

（3）灌浆顺序。按照设计图纸，回填灌浆分两序施工，I序孔为双孔排，Ⅱ序孔为三孔排，灌浆时，先对I序孔进行灌浆，根据本部分工程的具体情况，在Ⅰ序孔进行灌浆结束后2d，再对Ⅱ序孔进行灌浆。浆液配比：I序孔灌注0.5：1的水泥浆液，Ⅱ序孔灌注1：1和0.5：1两个比级的浆液。空隙大的部位灌注水泥砂浆，但掺砂量≤水泥重量的200%。

（4）灌浆压力。1） 初拟回填灌浆压力为：0.2～0.3 MPa。2） 回填灌浆过程中若出现特殊情况，经监理工程师同意后可按其要求调整灌浆压力。

（5）浆液水灰比。1） 浆液水灰比可为I序孔采用0.5：1，Ⅱ序采用 0.8：1和0.6：1（或0.5：1）。2） 对于孔隙比较大的部位，那么就可以使用水泥砂浆进行灌注。水泥砂浆中掺入的具体的砂的量需要根据实际情况进行确定，通常不应该高于水泥重量的200%。

（6）灌浆结束条件 在规定的灌浆压力之下，如果灌浆孔不再吸浆，那么在连续灌浆5min之后就可以将灌浆作业结束。

2.6 封孔

在灌浆结束之后，就需要进行封孔作业，主要做 法是将孔口球阀封孔进行关闭，并且使用干硬性砂浆将钻孔的空余的位置进行填充密实，并且对其进 行挤压之后抹平。

3 施工难点及处理措施

（1）中断问题。隧洞回填灌浆孔多为孔口向下的倒孔，灌浆过程中一旦发生中断，正在灌浆的孔和许多已排出过浆的孔都可能会被堵塞。因此灌浆前要充分做好准备工作，尽量避免中断。不得已发生中断后力求在30min以内恢复灌浆。如中断时间过长，或恢复灌浆后注入率明显减少，甚至不吸浆，则必须对灌浆孔和已排浆的串浆孔进行扫孔，扫孔深度要达到基岩或透入空腔，而后进行复灌。

（2）漏浆问题。在灌浆施工中如果发生漏浆的情况，那么必须采取积极有效的手段对其进行处理，对漏浆现象进行处理的主要方法有间隔灌浆法、降低压力法以及表面封堵法等。

（3）混凝土衬砌出现裂缝或者发生变形现象。在灌浆作业中，如果注入率突然增大，或意外地长时间大吸浆，这时有可能是混凝土衬砌发生了变形或裂缝，应当立即停止灌注，查清发生问题的部位和原因，以及可能造成损害的程度，确定继续灌浆的措施。

4 结束语

综上所述，在本工程回填灌浆施工中，选择先进的灌浆泵和灌浆工艺，在规定的时间内完成了引水隧洞的回填灌浆任务，并且施工操作满足设计对隧道回填灌浆的要求，保证了质量与进度，实现了企业良好的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]王志刚.对水工隧洞灌浆施工中有关问题的思考[J].广东水利水电，2011（ 04） ：50-52.

[2]董波，邓昌奇.浅谈回填灌浆、固结灌浆的技术与规定[J].四川水力发电，2010， 29（S1） ：106.