石方隧洞滲水段固結灌漿技術探討

任永忠

摘 要：文中通過結合施工實例，針對該工程中隧道石方開挖與支護施工環節，詳細地探討其在工程中的實施，同時提出相應的質量控制技術，旨在能為同類工程提供參考借鑒。

關鍵詞：石方隧洞；滲水段；固結灌漿技術

中圖分類號：TV55 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0105-01

1 工程概況

隧洞取水口位于水庫內河道右岸，距水庫大壩軸線約550m，距導流兼泄洪、排沙、放水洞進口約450m。隧洞進口由于水庫運行水位（669.9m）與招標時運行水位（650m）不一致（高出19.9m），經各參建方現場踏勘，專家討論后，確定了閘井左岸側向支洞進主洞的施工方案。施工支洞為下傾12%縱坡，施工主洞洞頂低于水庫運行水位約10m。

2 施工方案

該洞段固結灌漿堵水施工，采用環間分序、環內加密的原則，對個別滲透性較強的部位采用加密孔的方法。采用全斷面固結灌漿施工，灌漿長度宜向滲、涌水段上下游各延伸2序，約6m。注漿孔間距一般為漿液擴散半徑的1.5-1.7倍，參考洞內固結灌漿孔設計施工，初始間、排距為3.0m，梅花形布置，入巖深度3.0m，視阻水效果逐級加序、加密施工（分2序施工）。由于開挖預留1m平臺，灌漿時應按照先邊墻再頂拱最后底板（回采清底后）的順序實施。施工中應做到1孔1灌或1序1灌，逐級施工。考慮該過程灌漿基本無蓋重，注漿冒漿、漏漿情況或嚴重，施工中應嚴格控制灌漿壓力與注入間隙，擬灌漿壓力0.2～0.5MPa，具體視洞壁外側水壓調整。

2.1 施工工藝流程

測放孔位→I序孔施工（造孔→洗孔→壓水試驗→灌漿→封孔）→II序孔施工→檢查孔施工。

2.2 測放孔位

根據現場測放孔位，并以紅油漆做好標記，孔位偏差不大于20cm。

2.3 造孔、洗孔

（1）采用YT-28手風鉆造孔，孔徑Φ42mm，鉆孔深入巖面3m。初始間排距3.0m*3.0m，梅花形布置，視封堵效果逐級加密，加密后1.5m*1.5m。（2）固結灌漿應按照環間加序、環內加密的原則進行，一般分2序即可。（3）固結灌漿的所有鉆孔，統一進行編號，灌孔編號由部位、灌漿排序、孔號、孔序組成。比如：先施鉆I序1、3、5…后施鉆II序2、4、6…（4）固結灌漿孔為垂直孔，鉆孔不測孔斜，但要求其頂角偏差不得超過5°，終孔深度不得小于設計規定及監理指示的深度。（5）固結灌漿孔造孔結束后進行孔壁沖洗和裂隙沖洗，孔內沉積厚度不得超過20cm，直至回水清凈時止。（6）沖洗水壓力為最大灌漿壓力的80%，且不大于1MPa。（7）斷層、大裂隙等地質條件復雜地區，是否需要進行裂隙沖洗以及如何沖洗，應通過現場試驗或設計確定。

2.4 壓水試驗

壓水試驗應在裂隙沖洗后進行，采用單點法測算。選擇有代表性的灌漿孔進行灌前壓水試驗，試驗孔不小于總孔數的5%。壓水試驗壓力采用該孔段灌漿壓力的80%。

2.5 固結灌漿

2.5.1 灌漿材料

（1）水泥：灌漿采用42.5普通硅酸鹽水泥（2）水：符合砼拌制用水，利用庫區水。（3）外加劑：在水泥漿液中摻入速凝劑，外加劑的質量符合《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（SL62-2014），摻量3%～5%。

2.5.2 制漿

固結灌漿采用純水泥漿，42.5普通硅酸鹽水泥。攪拌時間高速攪拌機應不少于30s，普通攪拌機應不少于3分鐘，從開始備制到用完的時間宜小于4h。漿液溫度應保持在5～40℃，低于或超過此標準的應視為廢漿。

2.5.3 灌漿方法

（1）采用純壓式，全孔一次灌漿。灌漿前應測記涌水壓力和涌水量，加速凝劑加速凝結，最后濃漿結束灌注并保證足夠屏漿時間。（2）固結灌漿原則上一泵灌一孔，當固結灌漿發生相互串漿時可采用群孔并聯灌注，但并聯孔數不宜多于3個，并應控制壓力，防止混凝土面或巖石面抬動。 （3）按環間加序、環內加密的原則逐級、逐序灌漿。（4）根據隧洞內滲水情況與巖石穩定狀況，固結灌漿壓力不同的部位采用不同的壓力，取灌漿壓力0.2-0.5MPa，如果水頭壓力較大可適當加壓。（5）一般，當吸漿率較小時，應灌稀漿，在較短時間內達到規定壓力，吸漿率較大時，應灌濃漿，稍緩慢地升到規定壓力。（6）灌漿過程中應經常轉動和上下活動灌漿管，回漿管宜有15L/min以上的回漿量，以防灌漿管在孔內被水泥漿凝住。

2.5.4 封孔

灌漿孔灌漿結束后，采用壓力灌漿封孔法封孔。即灌漿注入率不大于0.4L/min時，繼續使用這種濃漿進行純壓式灌漿，灌漿持續時間30min即可。待孔內水泥漿液凝固后，對鉆孔空余部位使用水泥砂漿封填密實，孔口壓抹齊平。

2.5.5 固結灌漿質量檢查

固結灌漿質量壓水試驗檢查宜在灌漿結束3-7d后進行，檢查孔布置在耗灰量大，灌漿不正常處。檢查孔數量不宜少于灌漿孔數的5%，一般透水率不大于3-5Lu即合格。孔段合格率應在80%以上，不合格孔段的透水率值不超過設計規定值的50%，且不集中，灌漿質量可認為合格。

2.5.6 施工期變形監測

由于洞內滲水情況嚴重，巖石破碎裂隙較發育，巖石穩定性差，灌漿與洗孔過程中伴隨著風壓對圍巖的擠壓，易造成塌方，故我方在此段埋設了一組圍巖變形監測環，進行圍巖變形監測。若在灌漿過程中發現圍巖異常，應立即降壓并停止灌漿作業，報告有關人員，并作出詳細記錄。