淺談水工隧洞灌漿施工技術

盧觀彬

摘 要：以我國某地水工隧洞工程為例，簡要分析了其施工技術要點，包括原材料的選用、灌漿施工和固結灌漿等方面，旨在為相關單位提供可靠的理論參考。

關鍵詞：水工隧洞；灌漿技術；水泥漿；攪拌機

中圖分類號：TV554 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.157

1 工程案例概況

該工程的施工現場為低山丘陵區，上覆山體的厚度較大，其主要形式為EW向陡傾角張裂性斷裂，斷層節理充分發育。其地質巖性主要為花崗巖，屬于燕山晚期范疇。隧道挖至0+517～0+595節段時，巖石基本為碎塊，分布有大面積的軟弱面，地下水水位較高，且活動明顯，斷層帶伴有滴水現象。鑒于上述情況，技術人員決定進行灌漿施工，以提高掌子圍巖的穩定性，保證施工的順利進行。

2 水工隧洞灌漿施工原材料的選用

該過程所采用的灌漿施工原材料主要為純水泥漿，摻雜適量的外加劑，并經過室內試驗后投入使用，具體情況如下。

2.1 水泥

該工程采用硅酸鹽大壩水泥，回填灌漿水泥標號>325，固結灌漿水泥標號>425，所用水泥物受潮后存在結塊問題。

2.2 外加劑

防水劑是主要的外加劑，其次為減水劑、穩定劑，全部進場的外加劑經檢驗均無質量問題，分別存放，不可混淆。

2.3 施工設備

主要的施工設備為攪拌機和灌漿泵，攪拌機的轉速應與灌漿泵的排漿量一致，確保漿液拌制能均勻、持續地進行。此外，應嚴格控制工作壓力。一般而言，允許的最大工作壓力不得超過最大灌漿壓力的1.3倍。

3 水工隧洞灌漿施工技術要點分析

3.1 回填灌漿

3.1.1 回填灌漿鉆孔

對于鋼筋混凝土襯砌而言，應在預埋管中鉆孔，孔徑要求為>38.5 mm，孔深要求深入巖石約12.0 cm，對混凝土的空腔尺寸和厚度等重要參數進行嚴格測記。頂拱回填灌漿采用分段進行的方法，單段長度應<45.0 m，對端部進行封堵處理。回填灌漿的施工順序為先從低端開始，逐漸向高端推進。

3.1.2 回填灌漿壓力

回填灌漿分一序孔和二序孔兩類，其灌漿壓力各不相同。其中，一序孔允許灌入水泥漿的水灰比要求為0.5∶1；二序孔為1∶1.對于空隙比較大的部位，一、二序孔均可灌注水泥砂漿，所摻雜的砂量應小于水泥本身質量的180%.根據混凝土的襯砌厚度和配筋情況合理確定回填灌漿的壓力，素混凝土襯砌的回填灌漿壓力要求控制在0.2～0.4 MPa之間，而鋼筋混凝土襯砌則需要加大至0.5～0.6 MPa之間。在合理的回填灌漿壓力下可不進行吸漿，繼而持續灌注約4～5 min。在灌漿施工中，該工程曾發生過串漿問題，技術人員根據實際情況，采取群孔并聯灌孔的方法灌注，孔數為3個，嚴格控制了灌漿的壓力和速度，避免了因壓力過大或速度過快而導致混凝土面出現抬動，進而影響施工質量。

3.1.3 質量檢查

該工程完成灌漿后約一周內進行質量檢查，合理布置檢查孔，主要選定3個位置：脫空較大的部位、串漿孔集中的部位和灌漿情況異常的部位。所設置的檢查孔數量約為灌漿孔總量的5.0%.采用鉆孔注漿法進行回填灌漿質量檢量，將水灰比為2∶1的水泥漿液注入孔內，并保證壓力值穩定。在初始的10 min之內，注入量不得超過12 L，隨后可逐漸加快注入速度。確認合格后，采用水泥砂漿對鉆孔進行封填處理，并對孔口進行壓實抹平。

3.2 固結灌漿

3.2.1 固結灌漿鉆孔

該工程采用風鉆進行鉆孔作業。經過測量，終孔的直徑為41.5 mm，各項參數均滿足相應的技術規范，平面布孔形式為方格形。完成鉆孔作業后及時進行了清孔處理，將孔內的鉆渣、巖粉等雜質全部清除干凈。正式灌注前，采用壓力水對裂隙進行沖洗，直至回水不夾帶雜質為止。一般而言，沖洗的壓力應控制在灌漿壓力的75%～80%，如果該數值>1.0 MPa，則直接將1.0 MPa作為沖洗壓力值。固結灌漿時，需要遵循“環間分序”“環內加密”的雙重原則，對于地質情況不理想的地段而言，其加密要求更高。

3.2.2 固結灌漿壓力

該工程采用單孔固結灌漿法，對于注入量較低的地段，在同一環上可進行并聯灌漿施工，灌漿孔以2個為最佳，并保持孔位的對稱。灌漿壓力控制在0.5～1.3 MPa之間即可。如果固結灌漿的壓力>2.5 MPa，則應分段灌注，同時，根據現場灌漿的試驗，合理確定灌漿段劃分、灌漿工藝選用等方面的具體內容。在正式灌漿的過程中，必須確保在最短時間內達到預定的壓力值，灌漿應連續進行，不允許間斷。遵循“由稀至濃”的原則進行漿液變換，在漿液注入量達到280 L以上且連續灌注時間>25 min的前提下，需要逐漸降低漿液的濃度。此外，如果灌漿吸漿量<0.3 L/min，則需要采用機械壓漿法進行封孔處理。需要注意的是，在灌漿中，如果回漿變濃，則建議改用水灰比完全一致的新漿繼續灌注，延續時間為25 min。

3.2.3 質量檢查

固結灌漿的質量檢查以孔壓水試驗為主，灌漿完成5 d后可進行壓水試驗。嚴格控制檢查孔的數量，要求控制在灌漿孔的5%左右，同時，孔段合格率>85%、透水率值要求<30%、處于分散狀態時，可認定灌漿合格，可落實后續的養護措施。完成質量檢驗后，需要將孔內的積水和污物等全部排出，采用壓力灌漿法進行封孔處理，隨后再采用機械法抹平孔口。

4 結束語

該工程的不良地質經過灌漿施工后，其圍巖的穩定性得以提高，隧洞內部的施工環境也得到了明顯改善，巖石的均質性和整體性得以提高。灌漿施工完畢后，經檢查驗收，原本的涌水和滴水位置均得到了止水，將近98%的壓水試驗段的檢查孔透水率均<4 Lu，整體施工效果理想，值得借鑒。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕