水利工程中隧洞固结灌浆施工技术

2017-03-08喇梅兰

绿色环保建材 2017年12期

关键词：导流洞封孔水压

喇梅兰

青海省水利水电工程局有限公司

水利工程中隧洞固结灌浆施工技术

喇梅兰

青海省水利水电工程局有限公司

石头峡水电站左岸导流洞洞径大，进出口段成洞条件差，施工难度大。为了围岩的稳定，导流洞衬砌混凝土后，进行了固结灌浆施工，取得了很好的效果，为类似大断面洞室灌浆设计和施工提供了经验。

石头峡水电站；导流洞；固结灌浆；施工技术

1 工程概况

石头峡水电站位于海北州门源县境内苏吉滩乡上，地理位置北纬 37°31′，东径 101°15′。站址距门源县城约 36km,距青石嘴18km，距西宁129km,工程海拔高程3010m。

导流隧洞位于坝址左岸，断面形式采用城门洞型，洞径8.0m×10.0m，顶拱中心角120°，洞身长687.0米，导流隧洞采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度80～100cm，泄洪洞断面形式采用城门洞型，洞径8.0m×8.0m，全长193.5m，衬砌厚度80cm。

2 施工方案

在隧洞灌浆施工的过程中，通过使用环间分序和环内加密的施工方式，针对在施工中渗漏严重的位置使用加密孔的施工方法。采用全断面固结灌浆施工，灌浆长度宜向渗、涌水段上下游各延伸2序，约6m。注浆孔间距一般为浆液扩散半径的1.5～1.7倍，参考洞内固结灌浆孔设计施工，初始间、排距为3.0m，梅花形布置，入岩深度3.0m，视阻水效果逐级加序、加密施工（分2序施工）。由于开挖预留1m平台，灌浆时应按照先边墙再顶拱最后底板（回采清底后）的顺序实施。施工中应做到1孔1灌或1序1灌，逐级施工。考虑该过程灌浆基本无盖重，注浆冒浆、漏浆情况或严重，施工中应严格控制灌浆压力与注入间隙，拟灌浆压力0.2～0.5MPa，具体视洞壁外侧水压调整。

2.1 施工工艺流程

测放孔位→I序孔施工（造孔→洗孔→压水试验→灌浆→封孔）→II序孔施工→检查孔施工。

2.2 测放孔位

根据现场测放孔位，并以红油漆做好标记，孔位偏差不大于20cm。

2.3 造孔、洗孔

（1）本工程使用YT28型气腿式凿岩机进行钻孔，钻孔直径为45mm，钻孔深度为3.5m。初始间排距3.0m×3.0m，梅花形布置，视封堵效果逐级加密，加密后1.5m×1.5m。

（2）固结灌浆应以环间加序和环内加密的施工方式为基础，来进行固结灌浆施工，通常分为2序。

（3）在施工中把全部的钻孔，进行统一编号，灌孔编号由部位、灌浆排序、孔号、孔序组成。比如：先施钻I序1、3、5…后施钻II序2、4、6…

（4）灌浆钻孔为水平垂直钻孔，钻孔不测孔斜，但要求其顶角偏差不得超过5°，终孔深度不得小于设计规定及监理指示的深度。

（5）在灌浆钻孔完成以后，对孔壁以及缝隙进行冲洗，孔内沉积物的厚度不得超过20cm，直到冲洗干净见孔底，冲洗结束。

（6）冲洗最大水压不得超过最大灌浆压力的75%，而且不能大于1MPa。

（7）出现断层和大的裂缝等地理环境比较复杂的地区，需要根据现场的实际情况进行检测，通过检测的数据来制定对裂缝冲洗的具体实施方案。

2.4 水压测试

在对裂缝冲洗完成以后再进行水压测试，使用单点测算法来进行测试，在进行水压测试时，采取随机抽取的方式，对灌浆钻孔进行水压测试，测试的灌浆钻孔的数量不得少于总钻孔数量的7%。水压测试的最大压力不超过灌浆钻孔压力的75%。

2.5 固结灌浆

2.5.1 灌浆材料

固结灌浆施工使用的材料主要是水泥和水以及水泥基灌浆料。

（1）选取北京琉璃河水泥厂生产的标准42.5型号的硅盐酸水泥

（2）就地取材使用河水里的水，河水里的水质量达到相关用标准。

（3）选取北京奥泰利有限公司生产的高性能水泥基灌浆料。

2.5.2 制浆

固结灌浆施工所使用的是纯水泥浆，标准的42.5型号水泥和水按照适量的比例，通过使用JS3000混凝土搅拌机进行搅拌，搅拌时间应该不低于5分钟，制浆的过程时间最好控制在5小时以内，浆液的温度应该控制在45℃以内，未达到该标准温度，则不能进行固结灌浆施工。

2.5.3 固结灌浆的施工方法

固结灌浆施工方法通常有两种，一种是有盖重固结灌浆另一种是无盖重固结灌浆。无盖重固结灌浆是一种新型的固结灌浆方法，因此，本工程使用的是无盖重固结灌浆方法。无盖重固结灌浆又分为单孔灌浆和浆液注入。

单孔灌浆方法:

(1)使用纯压力一次性全孔灌浆，在灌浆以前需要对涌水量以及涌水压力进行检测并记录,加速凝剂加速凝结,最后浓浆结束灌注并保证足够屏浆时间。

(2)全孔分段式固结灌浆方式是一个灌浆泵对应一个钻孔，为了提升灌浆的效率可以使用群孔并联灌浆的方法，但是同时灌浆的孔数最多不能超过4个，而且还要注意对灌浆的压力进行控制，避免出现意外。

浆液注入法:

(1)純压式灌浆法根据隧洞内渗水情况与岩石稳定状况,固结灌浆压力不同的部位采用不同的压力,取灌浆压力0.2-0.5MPa,如果水头压力较大可适当加压。

(2)循环灌浆法，注入的浆量大于裂隙吸浆量，多余浆液经回浆管返回搅拌机。其主要优点是浆液不易沉淀，有利于保证灌浆质量。

结束标准：

在设计压力下，当注入量≤1 L/min时，延续30 min即可结束。

2.5.4 灌浆后的封孔工作

灌浆完成后，通过使用压力灌浆封孔的方法来进行封孔的工作。根据灌浆注入的速度来调整灌浆压力以及使用浆水的浓度。封孔完成后，使用水泥砂浆把孔口位置填平。

2.5.5 固结灌浆质量检查

固结灌浆质量检查的工作，主要是在灌浆施工完成以后的7天后，对所有的灌浆钻孔进行检查，检查灌浆钻孔是否达标，若出现质量问题，统计问题孔数必须低于总孔数的3%。

2.5.6 无盖重固结灌浆的优点

大坝基础地质条件与固结灌浆的施工条件，可以确认无盖重固结灌浆优于有混凝土盖重因结灌浆，只要能保证找平混凝土进行试验的质量或先施工周边孔进行周边封闭，低压、浓浆达到封闭四周的作用进行无盖重固结灌浆的施工方法，大范围地进行无盖重固结灌浆在技术上是可行的。无盖重固结灌浆可以大大减少工程量，同时也为工程施工降低了成本。