澤城西安水電站（二期）進場隧洞回填灌漿試驗分析

吳葉菲

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

山西省澤城西安水電站（二期）工程，地處晉中市左權縣境內的清漳河干流上，距左權縣城約35 km，控制流域面積3 230 km2，是一座以發電為主，兼顧防洪、養殖綜合利用，并為下游梯級水電站調節發電用水的樞紐工程。進場道路工程為樞紐工程的配套工程，山嶺重丘三級公路，全長5.25 km，其中隧洞長2 664 m（樁號1+204—3+867），隧洞開挖斷面面積約52 m2，寬度7.8 m，高度6.49 m。工程布置于大壩下游，起點為粟桐公路前山村口。建成后為水庫的專用道路，服務于水庫后期的運行與管理。

樁號3+853—3+807段隧洞圍巖為長城系常州溝組（Chc）黃褐色、淡黃色、黃白色中薄石英砂巖夾青色、紫黃色薄層粉質頁巖，層理發育，層厚0.05～1.5 m，巖體破碎，節理裂隙發育，該段圍巖巖體穩定性較差，圍巖類別為Ⅳ類。

1 回填灌漿試驗

1.1 試驗目的

核實回填灌漿設計標準的合理性；研究回填灌漿施工工藝；確定回填灌漿滿足設計標準的灌漿壓力、漿液配比及檢查孔水灰比等施工參數；檢驗回填灌漿后，隧洞一、二次支護后的空隙及裂隙空腔的充填效果。

1.2 回填灌漿設計標準和要求

試驗段回填灌漿孔在隧洞頂部90°～120°范圍內布孔，排距2 m，前排3孔后排4孔依次梅花形布孔。

采用純壓式灌漿。回填灌漿壓力采用0.3 MPa。回填灌漿采用0.6∶1或0.5∶1漿液配比。按《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》5.5.6條執行。回填灌漿在規定的壓力下灌漿孔停止吸漿后，繼續進行10min后結束。回填試驗灌漿結束后，檢查孔采用水灰比為1∶1.5的水泥漿進行注漿檢查，初始10 min內注漿量不大于10 L為合格。

2 灌漿試驗施工

2.1 施工設備

用于本工程灌漿試驗的主要設備見表1。

表1 簡易制漿站施工設備配置表

2.2 試驗施工工序

為增加進場道路隧洞二次支護后隧洞的整體穩定，確保水庫后期的安全運行，回填灌漿施工前，經現場確定，選擇圍巖巖體穩定性較差的樁號3+853—3+807段作為IV類圍試驗段進行回填灌漿。

回填灌漿試驗分兩個次序，采用“環間分序，環內加密”的原則進行施灌。灌漿方式采用純壓式灌漿，灌漿材料采用42.5級普通硅酸鹽水泥。

主要施工工序：鉆孔、沖洗、壓水試驗、灌漿、封孔。

鉆孔：洞壁及拱頂施工鉆進采用手風鉆鉆孔，成孔孔徑40 mm。

沖洗：回填灌漿孔鉆孔結束后，進行鉆孔沖洗，灌漿前進行裂隙沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力的80%。

壓水試驗：其中有2個孔為單點法壓水試驗，其余孔均為簡易壓水試驗，壓力與沖洗壓力相同，每5 min讀一次壓入量，用最后的流量計算透水率。

灌漿：回填灌漿壓力采用0.3 MPa。

漿液配比：回填灌漿采用0.6∶1或0.5∶1漿液。

漿液調整：當灌漿壓力維持穩定，注入率逐漸減小時，或當注入率不變而壓力逐漸升高時，不得改變水灰比；當某一比級漿液注入量已達300 L以上或灌注時間已達30 min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不明顯時，應改濃一級；當注入率大于30 L/min時，可根據具體情況越級變濃。

灌漿結束：在規定壓力下灌漿孔停止吸漿后，繼續進行10 min結束。

封孔：采取干硬性水泥砂漿將鉆孔封填密實，并將孔口壓抹平整。

2.3 質量檢查孔

灌漿質量檢查在該部位灌漿實際結束7 d后進行，檢查孔位置由監理工程師現場指定，位于檢1（3+836處），灌漿質量檢查采用單點法壓水試驗，試驗壓力為灌漿壓力的80%，壓力一般為0.3 MPa。

2.4 質量控制主要措施

根據任務要求，編制施工技術細則，對施工機組進行技術、質量交底，自覺搞好施工質量工作；采用先進、合理的施工方法，以清楚、實用的方式規定工藝標準，嚴肅工藝紀律，杜絕違章作業；根據規定的方式和程序查驗工序施工質量。嚴格執行“三檢制”，及時對單元工程進行質量評定，不合格工序及時補救，切實做到層層落實、層層把關、層層負責；由技術員負責整個工程的質量工作，機組設兼職質檢員，做到了一個工序不合格不進行下一道工序施工，達不到技術規范要求不許結束灌漿；嚴格按技術要求規范施工，發現問題及時與監理工程師一同探討解決。

3 灌漿成果及結論分析

3.1 回填灌漿成果分析

回填灌漿試驗段樁號3+853—3+807，共完成灌漿孔84個，回填面積644 m2，檢查孔1個。采用純水泥漿灌漿。

3.1.1 施工情況

隧洞混凝土澆注時已埋設灌漿預埋管，孔位偏差不大于10 cm，灌漿施工造孔穿透預埋管，深入基巖10 cm，終孔驗收孔深≥設計孔深，符合設計要求。灌漿嚴格按《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T 5148-2012）進行。灌漿采用純壓式灌漿；灌漿材料采用42.5級普通硅酸鹽水泥。由于襯砌混凝土頂部存在空腔，施工時將試驗灌漿孔全部鉆出，然后從較低的一端向較高的一端推進，低處孔灌漿，高處孔排水。分兩序施工，Ⅰ序孔灌漿完成后，再施灌Ⅱ序孔。然后在規定的時間內對該試驗段做壓水試驗進行質量檢查，檢查孔個數為1個。

3.1.2 質量統計

回填灌漿單位注入量分序統計見表2。

表2 3+853～3+807段回填灌漿單位注入量分序統計表

通過注漿試驗灌漿資料分析，回填效果顯著，質量滿足規范要求。由表2知，試驗段Ⅰ序孔單位注入量和Ⅱ序孔單位注入量呈明顯遞減趨勢，且遞減幅度較大，說明隨著灌漿序次遞增襯砌混凝土與洞室圍巖接觸面的單位注入量遞減，空腔不斷被充填、密實。回填灌漿質量滿足設計和規范要求，使襯砌混凝土與洞室圍巖接觸面及脫空部位得到更充分的充填。

3.2 回填灌漿結論分析

經過灌漿實驗及檢查孔質量分析，選取的灌漿試驗壓力（參數為0.3～0.5 Mpa）均能滿足設計要求。因此，澤城西安水電站（二期）工程進場道路隧洞回填灌漿采用0.3 Mpa灌漿壓力進行回填灌漿，回填灌漿采用0.5∶1漿液，檢查孔采用水灰比為1∶1.5的水泥漿進行注漿檢查。

4 結語

通過對進場道路隧洞進行回填灌漿，隧洞一、二次支護之間的空隙及山體裂隙空腔部分得到了很好充填，從而使山體和二次支護很好地結合為整體，共同抵御外力，增加了隧洞的穩定性；同時，有效阻止了山體滲水的滲漏，保護了公路的使用壽命，保障了水庫后期的運行安全。