地下洞室回填灌浆施工要点分析

亢 亮 李世伟 曾晓洲

（四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川 成都 611130）

0 引言

在水利水电工程中，一般在两岸山体布置有多层帷幕灌浆洞室，须采用混凝土衬砌，以便于施工帷幕灌浆。在混凝土衬砌的背面存在空隙，须采用回填灌浆，使混凝土和基岩结合为整体，防止渗漏。该文在总结以往地下洞室回填灌浆施工基础上，研究出一套采用预埋管加地质钻机钻孔、群孔灌浆进行回填灌浆处理的施工工艺。该工艺成功应用于白鹤滩水电站右岸大坝灌浆平洞回填灌浆，取得了良好的效果。

1 回填灌浆的关键工艺

1.1 预埋钢管及钻孔

在混凝土衬砌阶段，采用全站仪测量放点，每根预埋钢管进行孔位、方位角及倾角验收，在后期地质钻机钻孔时需符合钻孔方位角及倾角。再根据地下洞室大小制作专门钻机台车使用地质钻机进行钻孔，提高钻孔施工进度。

1.2 测空腔、验孔

回填灌浆孔孔深应钻入围岩10 cm，钻孔结束后对混凝土厚度和混凝土与围岩之间的空腔进行测量，并记录实际尺寸，依据各洞室灌浆施工设计布孔图，施工中先复核孔位。

1.3 灌浆方式

采用群孔灌浆，低高程孔进浆，高高程孔排气，可保证浆液充填饱满度，提高回填灌浆质量。

2 适用范围

该工艺适用于水利水电工程灌浆平洞、导流洞、公路和铁路隧洞等回填灌浆，具有广泛扩展应用前景。

3 工艺原理

施工时采用预埋钢管结合地质钻机钻孔，钻孔深入围岩10 cm，低高程孔进浆，高高程孔排气，通过浆液把空隙内空气赶出，把衬砌混凝土和基岩结合为整体。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

地下洞室回填灌浆施工流程如图1 所示。

4.2 操作要点

操作要点有以下4 点。

4.2.1 施工条件

洞室衬砌混凝土回填灌浆须在顶拱衬砌混凝土达到70%设计强度后进行施工。

图1 地下洞室回填灌浆施工流程图

4.2.2 回填灌浆

4.2.2.1 灌浆方法

回填灌浆采用纯压法灌浆方式。按单元进行，灌浆前单元端部必须封堵严密。同一灌浆单元进行回填灌浆施工时，延洞轴线方向从高程较低一端开始，向高程较高一端推进，同一断面上从顶拱2 侧的最低处灌浆孔开始，向中间高处灌浆孔推进灌浆。

4.2.2.2 灌浆压力

回填灌浆压力按照设计灌浆压力执行，采用0.2 MPa～0.5 MPa。

4.2.2.3 灌浆浆液

回填灌浆浆液采用水灰比为0.5 ∶1 的纯水泥浆液。

4.2.2.4 结束条件

在设计灌浆压力下，当灌浆孔停止吸浆，延续灌注10 min即可结束。

4.2.2.5 特殊情况处理

在回填灌浆过程中因故中断时，应及早恢复灌浆，若中断时间超过30 min，应设法冲洗钻孔至原孔深后恢复灌浆。若恢复后灌浆孔不吸浆或与中断前吸浆率差别较大，则重新就近钻孔进行灌浆。

灌浆过程中如果注入量较大，应及时分析并检查是否有漏浆现象，如果发现漏浆现象，则首先对渗漏点采取嵌缝、表面封堵等措施，同时检查浆液浓度，必要时采取降低压力等方法处理[3]。

4.2.3 质量检查

回填灌浆结束及时向监理工程师上报回填灌浆成果资料，监理工程师根据成果资料进行回填灌浆检查孔布置，回填灌浆质量检查在单元灌浆工程结束7 d 后进行。检查方法采用钻孔注浆法，即向检查孔内注入水灰比为2 ∶1 的水泥浆液，在设计灌浆压力（0.2 MPa ～0.5 MPa）下，初始10 min 内注浆量不超过10 L，即为合格。否则，按监理人指示或批准的措施进行处理[2]。

4.2.4 封孔

检查合格后，待孔内浆液初凝后，空余部分用水泥砂浆进行人工封填。

5 设备选型

钻孔灌浆设备选型应考虑地层岩性及灌浆段长度选择钻机型号，根据灌浆压力及流量选择灌浆泵及配套管路等，在洞室回填灌浆施工中推荐使用表1 所列的主要设备。所有灌浆设备、仪器、仪表等均要经常维护保养，使其保持正常的工作状态。另外，还要根据需要配备一定的备用量，保证施工顺利进行。主要施工设备选型见表1。

表1 主要施工设备一览表

6 质量控制要点

6.1 浆液材料

施工现场集中制浆站设置专用的灌浆水泥仓库，水泥的标号、细度、有机物含量等指标要符合技术和规范要求，水泥的储存距出厂日期不超过3 个月。严禁使用受潮结块等不符合质量要求的水泥。同一部位的灌浆水泥使用同一品种、同一类型、同一强度等级的水泥。外加剂的质量要符合DL/T5148—2012灌浆规范的有关规定[3]。

6.2 浆液制备

一般采用纯水泥浆液，在特殊情况下，根据需要可在水泥浆液中掺加外加剂。制浆材料按规定的浆液配比计量，且计量误差应小于5%，制浆时应搅拌均匀并测定浆液比重和黏度。使用低速搅拌机时，纯水泥浆液的搅拌时间不得少于3 min，使用高速搅拌机制浆，纯水泥浆液的搅拌时间不得少于30 s，浆液从开始制备到用完的时间不应超过4 h，浆液温度保持在5℃～ 40℃[1]。

6.3 预埋安装灌浆系统

回填灌浆进、排气兼回浆管均采用规格为Φ33.5mm 钢管，进浆管、排气兼回浆管的连接分别采用直接头、弯头、三岔弯头。所有灌浆管均要编号，尽量贴岩面布置，并用膨胀螺栓和卡子固定在顶拱上。回浆管口采用绑扎牛皮纸等措施，防止管口堵塞。在混凝土浇筑过程中，对灌浆管保护妥当，防止堵塞和移位。

6.4 管路清洗

灌浆前用高压风将灌浆管清干净，风压按灌浆压力的50%控制，最大不超过0.3 MPa，各管口检查通畅并合格后方可进行灌浆。否则须对预埋灌浆系统管路进行疏通处理，必要时进行补打孔处理。

7 应用实例

白鹤滩水电站右岸坝肩地下洞室回填灌浆工程

7.1总体布置

白鹤滩水电站右岸坝肩、坝基及抗力体范围分布有帷幕洞、排水洞以及抗力体排水洞等类型洞室。根据设计蓝图洞室衬砌分洞口段衬砌、全洞段衬砌等类型，不同洞段根据具体蓝图设置有回填灌浆。

7.2 施工过程

白鹤滩水电站右岸灌浆洞及排水洞回填灌浆自2017年5月开始施工，至2018年5月施工完成WMR1 ～4 洞及PSR1 ～4洞回填灌浆，完成工程量6 361m2，施工检查孔142 个，检查内容为注浆检查，检查结果全部满足设计要求[2]。

7.3 施工总结

白鹤滩水电站右岸地下洞室回填灌浆技术方案合理，设备和施工参数选择得当，回填灌浆质量控制效果较好，各单元灌后质量检查均满足设计要求。说明该技术可以在地下洞室回填灌浆施工中推广应用。

8 结语

该文主要阐述了水利水电地下洞室回填灌浆工程中的关键工艺内容，在该基础上提出了注意事项。该工艺采用预埋钢管及地质钻机钻孔、群孔灌浆法进行地下洞室回填灌浆，适应性强，可用于所有地下洞室衬砌混凝土回填灌浆，施工工艺成熟，施工质量等级优良，具有较高的经济实用价值和社会效益。希望通过该文的介绍能够对水利水电地下洞室回填灌浆工程建设提供一定参考和帮助，对于推动水利水电工程发展具有非常现实的意义。