浅谈水工隧洞灌浆施工技术

卢观彬

摘 要：以我国某地水工隧洞工程为例，简要分析了其施工技术要点，包括原材料的选用、灌浆施工和固结灌浆等方面，旨在为相关单位提供可靠的理论参考。

关键词：水工隧洞；灌浆技术；水泥浆；搅拌机

中图分类号：TV554 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.157

1 工程案例概况

该工程的施工现场为低山丘陵区，上覆山体的厚度较大，其主要形式为EW向陡倾角张裂性断裂，断层节理充分发育。其地质岩性主要为花岗岩，属于燕山晚期范畴。隧道挖至0+517～0+595节段时，岩石基本为碎块，分布有大面积的软弱面，地下水水位较高，且活动明显，断层带伴有滴水现象。鉴于上述情况，技术人员决定进行灌浆施工，以提高掌子围岩的稳定性，保证施工的顺利进行。

2 水工隧洞灌浆施工原材料的选用

该过程所采用的灌浆施工原材料主要为纯水泥浆，掺杂适量的外加剂，并经过室内试验后投入使用，具体情况如下。

2.1 水泥

该工程采用硅酸盐大坝水泥，回填灌浆水泥标号>325，固结灌浆水泥标号>425，所用水泥物受潮后存在结块问题。

2.2 外加剂

防水剂是主要的外加剂，其次为减水剂、稳定剂，全部进场的外加剂经检验均无质量问题，分别存放，不可混淆。

2.3 施工设备

主要的施工设备为搅拌机和灌浆泵，搅拌机的转速应与灌浆泵的排浆量一致，确保浆液拌制能均匀、持续地进行。此外，应严格控制工作压力。一般而言，允许的最大工作压力不得超过最大灌浆压力的1.3倍。

3 水工隧洞灌浆施工技术要点分析

3.1 回填灌浆

3.1.1 回填灌浆钻孔

对于钢筋混凝土衬砌而言，应在预埋管中钻孔，孔径要求为>38.5 mm，孔深要求深入岩石约12.0 cm，对混凝土的空腔尺寸和厚度等重要参数进行严格测记。顶拱回填灌浆采用分段进行的方法，单段长度应<45.0 m，对端部进行封堵处理。回填灌浆的施工顺序为先从低端开始，逐渐向高端推进。

3.1.2 回填灌浆压力

回填灌浆分一序孔和二序孔两类，其灌浆压力各不相同。其中，一序孔允许灌入水泥浆的水灰比要求为0.5∶1；二序孔为1∶1.对于空隙比较大的部位，一、二序孔均可灌注水泥砂浆，所掺杂的砂量应小于水泥本身质量的180%.根据混凝土的衬砌厚度和配筋情况合理确定回填灌浆的压力，素混凝土衬砌的回填灌浆压力要求控制在0.2～0.4 MPa之间，而钢筋混凝土衬砌则需要加大至0.5～0.6 MPa之间。在合理的回填灌浆压力下可不进行吸浆，继而持续灌注约4～5 min。在灌浆施工中，该工程曾发生过串浆问题，技术人员根据实际情况，采取群孔并联灌孔的方法灌注，孔数为3个，严格控制了灌浆的压力和速度，避免了因压力过大或速度过快而导致混凝土面出现抬动，进而影响施工质量。

3.1.3 质量检查

该工程完成灌浆后约一周内进行质量检查，合理布置检查孔，主要选定3个位置：脱空较大的部位、串浆孔集中的部位和灌浆情况异常的部位。所设置的检查孔数量约为灌浆孔总量的5.0%.采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检量，将水灰比为2∶1的水泥浆液注入孔内，并保证压力值稳定。在初始的10 min之内，注入量不得超过12 L，随后可逐渐加快注入速度。确认合格后，采用水泥砂浆对钻孔进行封填处理，并对孔口进行压实抹平。

3.2 固结灌浆

3.2.1 固结灌浆钻孔

该工程采用风钻进行钻孔作业。经过测量，终孔的直径为41.5 mm，各项参数均满足相应的技术规范，平面布孔形式为方格形。完成钻孔作业后及时进行了清孔处理，将孔内的钻渣、岩粉等杂质全部清除干净。正式灌注前，采用压力水对裂隙进行冲洗，直至回水不夹带杂质为止。一般而言，冲洗的压力应控制在灌浆压力的75%～80%，如果该数值>1.0 MPa，则直接将1.0 MPa作为冲洗压力值。固结灌浆时，需要遵循“环间分序”“环内加密”的双重原则，对于地质情况不理想的地段而言，其加密要求更高。

3.2.2 固结灌浆压力

该工程采用单孔固结灌浆法，对于注入量较低的地段，在同一环上可进行并联灌浆施工，灌浆孔以2个为最佳，并保持孔位的对称。灌浆压力控制在0.5～1.3 MPa之间即可。如果固结灌浆的压力>2.5 MPa，则应分段灌注，同时，根据现场灌浆的试验，合理确定灌浆段划分、灌浆工艺选用等方面的具体内容。在正式灌浆的过程中，必须确保在最短时间内达到预定的压力值，灌浆应连续进行，不允许间断。遵循“由稀至浓”的原则进行浆液变换，在浆液注入量达到280 L以上且连续灌注时间>25 min的前提下，需要逐渐降低浆液的浓度。此外，如果灌浆吸浆量<0.3 L/min，则需要采用机械压浆法进行封孔处理。需要注意的是，在灌浆中，如果回浆变浓，则建议改用水灰比完全一致的新浆继续灌注，延续时间为25 min。

3.2.3 质量检查

固结灌浆的质量检查以孔压水试验为主，灌浆完成5 d后可进行压水试验。严格控制检查孔的数量，要求控制在灌浆孔的5%左右，同时，孔段合格率>85%、透水率值要求<30%、处于分散状态时，可认定灌浆合格，可落实后续的养护措施。完成质量检验后，需要将孔内的积水和污物等全部排出，采用压力灌浆法进行封孔处理，随后再采用机械法抹平孔口。

4 结束语

该工程的不良地质经过灌浆施工后，其围岩的稳定性得以提高，隧洞内部的施工环境也得到了明显改善，岩石的均质性和整体性得以提高。灌浆施工完毕后，经检查验收，原本的涌水和滴水位置均得到了止水，将近98%的压水试验段的检查孔透水率均<4 Lu，整体施工效果理想，值得借鉴。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕