水打桥隧洞高压堵水灌浆技术分析

夏云东

(贵州省水利投资(集团)有限责任公司，贵州 贵阳 550081)

0 引言

夹岩水利枢纽及黔西北供水工程(以下简称“夹岩工程”)是国家重大水利工程，以城乡供水和农田灌溉为主要任务、兼顾发电的综合性大型水利枢纽工程,为I等大(1)型工程。工程地处云贵高原中部，是典型的喀斯特地貌区域，地形地质条件复杂多变，工程沿线岩溶发育，岩溶塌陷、溶洞溶腔、暗河系统随处可见。工程灌区骨干输水工程干渠前段为约80余公里长的深埋长隧洞群，处于高地下水位环境，建设中裂隙和岩溶渗、漏、涌水等情况严重。

水打桥隧洞位于夹岩工程灌区骨干输水工程干渠前段，总长20.36 km，为无压隧洞，为圆形断面，开挖断面直径6.6 m，隧洞最大埋深432 m。隧洞洞身段岩体主要处在T1yn1层位，部分地层受断裂带影响，以Ⅲ、Ⅳ类围岩为主，局部穿越断层带为V类，隧洞位于地下水以下。

1 施工渗漏水情况

水打桥隧洞K10+300～K13+050隧洞穿越地层以三叠系 T1yn、T1y碳酸盐岩为主，沿线地表落水洞、洼地、岩溶槽谷大量发育，水文地质复杂，穿越富水层地下水较高，深部与岩溶管道贯通。隧洞开挖至K11+600～K11+680里程时，揭露围岩为薄-中厚层灰岩，裂隙发育，受裂隙切割部位岩体破碎，地下水渗漏现象严重，以高压股状、线装水和点状水为主，及时有效对渗涌水进行封堵，有利于保障隧洞施工安全和进度。

2 封堵方案选择

选择科学合理方案将有助于提高隧洞渗漏点封堵止漏成效。结合隧洞K11+600～K11+680段节理裂隙发育，穿越富水层，渗、涌水现象严重现象，制定方案为“多孔、高压、环间环内分序逐渐加密、水泥水玻璃双液浆灌浆堵漏”。具体如下：灌浆孔孔径Ф56 mm，深入基岩6 m，间距1.7 m，排距2 m，每排12孔。灌浆压力在无压渗水段采用0.5 MPa,在有压渗水段采用测得渗水压力+0.1 MPa。根据灌浆孔渗水情况，无水或者少量渗水段采用单液灌浆，有较大渗涌水及有压渗水段采用水泥～水玻璃双液浆，水玻璃参量通过现场试验确定。灌浆采用两序进行，先灌I序孔，再灌II序孔，纵向采用交叉间隔灌浆(灌浆孔布置如图1)。

图1 灌浆孔布置图

3 堵水灌浆施工

3.1 施工准备

灌浆材料进场后进行检查报验及检测，对相关人员进行技术交底；在开灌前要对施工现场布置进行检查。

3.2 灌浆系统安装调试

堵水灌浆使用钻孔台车采用四轮农用车焊接钢管架作为灌浆作业平台，以便于钻孔台车在洞内移动。灌浆平台与钻孔平台共用。

制浆平台采用Φ50焊接制作，离地面高度50 cm，平台铺设5 cm厚木板。平台上放置灌浆机、制浆机及灌浆所用水泥、水玻璃等材料(如图2)。

图2 堵水系统布置图

3.3 外加剂凝固时间选择

渗涌水段灌浆浆液的凝固受到渗水影响较大，合理的选择水玻璃参量是灌浆是否能够达到效果的关键因素，同时结合水玻璃浓度，节约材料和达到灌浆效果是浆液配比选择的关键，现场购置水玻璃浓度为40波美度，稀释能减少水玻璃用量，通过现场试验确定将40波美度水玻璃稀释至16波美度，能满足灌浆要求，浆液配比见表1。

表1 水泥浆液和水玻璃浆液配比及凝固时间表

3.4 钻孔

堵水灌浆钻孔由YT-28手风钻完成，钻孔的孔位、孔径、孔向、孔深等参数满足设计要求。灌浆试验施工分两序进行，按照I序排I序孔、I序排II序孔、II序排I序孔、II序排II序孔顺序进行。

3.5 洗孔

岩石段洗孔应采用压力水进行裂隙重新，冲洗时间20 min或者至水清净时止，冲水压力为灌浆压力的80%，并不大于1 MPa。

3.6 灌浆压力及灌浆水灰比的选择

3.7 浆液变换

当灌浆压力保持不变，注入率持续减小时，或注入率不变而压力持续升高时，不改变水灰比；当某级浆注入量已达300 L以上，或灌浆时间已达30 L/min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级水灰比；当注入率大于30 L/min时，根据具体情况越级变浓。

3.8 结束标准

在规定压力下，当灌浆流量小于1 L/min时，持续灌注30 min结束该段灌浆。

3.9 封孔

灌浆结束后，采取孔口关闭闸阀闭浆，待浆液达到初凝后拆卸闸阀。

3.10 灌浆效果检查

观察岩面无线状渗水，灌浆合格。

4 灌浆成果分析及总结

4.1 灌浆成果分析

为确保灌浆效果，采取试验段确定灌浆参数，选取12个灌浆孔作为试验，主要成果见表2。

表2 试验段单位注灰量区间及频率分析表

从试验段灌浆成果统计表中可以看出：Ⅰ序排Ⅰ序孔与II序排I序孔注灰量区间在单位注入量由861.3 kg/m下降至551.2 kg/m，；而Ⅰ序排Ⅱ序孔与II序排II序孔单位注灰量由603.6 kg/m下降至438.5%。随着灌浆次序的增减注灰量明显减小，且能有效封堵渗漏水，灌浆效果良好。

4.2 灌浆总结

5 结语

通过水打桥隧洞K11+600～K11+680段堵水灌浆的施工，及时有效的封堵隧洞围岩渗漏水，克服了隧洞高压渗水及无压涌水对后续施工的影响，为后期隧洞施工提供一个良好的工作环境，保障洞内施工安全和加快施工进度。同时为类似渗漏水隧洞的堵漏提供参考。