引水工程隧洞回填灌漿施工技術(shù)研究

謝欣

摘 要：在引水工程當(dāng)中，回填灌漿施工技術(shù)是一項(xiàng)處理水工隧洞缺陷的重要工藝，是確保隧洞在高速的水流下安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要方法，有著較高的施工要求，需選擇科學(xué)合理的設(shè)備、材料及工藝來開展施工。本文對引水工程隧洞回填灌漿施工技術(shù)進(jìn)行簡單分析。

關(guān)鍵詞：引水工程;隧洞回填;灌漿施工

一、回填灌漿施工技術(shù)介紹

回填灌漿施工技術(shù)主要指的是使用漿液填充混凝土和圍巖或是混凝土與鋼結(jié)構(gòu)相互間存在的孔洞與空隙，對圍巖或是結(jié)構(gòu)的密實(shí)性加以強(qiáng)化。這部分孔洞與空隙是因混凝土澆筑施工存在缺陷、技術(shù)限制或是工程運(yùn)行中產(chǎn)生的。在隧洞襯砌的施工結(jié)束以后，將水泥砂漿往不規(guī)則的巖面和混凝土收縮間出現(xiàn)的空隙里壓入，能有效對隧洞防滲的效果加以改善，而且還能有效管控圍巖進(jìn)一步擴(kuò)展的壓力和變形，促使圍巖和襯砌混凝土結(jié)為一個整體，強(qiáng)化襯砌的強(qiáng)度。

二、水利工程隧洞回填灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用分析

1.工程概況

該隧洞總長3286m，此工程在2003年6月完工，已經(jīng)正常運(yùn)行了多年。在2007年停水檢修時對該隧洞15個缺陷段共計912m洞段進(jìn)行了回填與固結(jié)灌漿處理。在2008年停水檢修間，對該隧洞剩余的963m洞段加以全斷面的回填與固結(jié)灌漿處理。按照地質(zhì)雷達(dá)的檢測結(jié)果，在2016年先對缺陷段側(cè)墻加以回填灌漿處理。

2.施工布置

2.1灌漿材料。①水泥：回填灌漿應(yīng)用普通的硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度的等級是42.5，務(wù)必保證水泥新鮮，若其受潮與結(jié)塊或出廠期三個月以上的水泥不可在工程當(dāng)中使用;②水：灌漿的用水需與拌制水工混凝土的用水要求相符，不含有淤泥和油污等雜質(zhì)，PH值與物質(zhì)的含量等需和規(guī)定的要求相符。

2.2施工設(shè)備。①造孔設(shè)備：造孔選擇Y-28型氣腿式風(fēng)鉆設(shè)備;②制漿設(shè)備：細(xì)石混凝土選擇商品混凝土，水泥砂漿制漿的主要設(shè)備是350型的高速攪拌機(jī)。攪拌機(jī)其轉(zhuǎn)速與拌和的能力需分別和所攪拌的漿液類型及灌漿泵排漿的量相適應(yīng)，確保漿液連續(xù)均勻的拌制;③灌漿的設(shè)備：灌漿的設(shè)備包含攪拌桶與灌漿泵。灌漿泵其技術(shù)性能需和所灌注漿液類型及濃度相互適應(yīng)。額定的工作壓力高過最大的灌漿壓力1.5倍，壓力波動的范圍小于灌漿壓力20%，排漿量達(dá)到最大的注入率相關(guān)要求;④輸水與輸漿管路，風(fēng)、水及電管線按照施工所需用的量、安全可靠、方便施工且與混凝土襯砌干擾較小的原則來布置。

2.3臨時用電和用水。灌漿施工選擇把發(fā)電機(jī)配置在作業(yè)面來解決臨時用電的問題。按照設(shè)計的要求，灌漿用水需使用清潔的水源。按照現(xiàn)場的情況，洞內(nèi)的水源能達(dá)到施工的要求。所以，臨時的用水選擇洞內(nèi)直接抽水來解決，配備4臺3kW的水泵。由于洞內(nèi)的水位比較低且流量比較小，務(wù)必于作業(yè)面的抽水處堆筑小型的圍堰。設(shè)計圍堰的長、寬、高分別為4.2、0.5、0.4m。按照灌漿作業(yè)面作業(yè)的長度，圍堰需每40m來搭、拆一次，伴隨灌漿作業(yè)推進(jìn)不斷的倒運(yùn)，在灌漿結(jié)束后清理外運(yùn)。

2.4臨時的通風(fēng)。因發(fā)電機(jī)在工作面布置，必然會出現(xiàn)較大的油煙，作業(yè)的環(huán)境比較惡劣，在各作業(yè)面布置2臺2kW的風(fēng)扇來解決，并視洞內(nèi)的空氣情況考慮于上游的檢修閘門布置上1臺11kW的軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)管由4#檢修的閘門往上下游的洞內(nèi)延伸400m。

2.5鉆孔。按照設(shè)計需要，鉆孔的排距是2m，共需鉆84個孔。鉆孔的作業(yè)務(wù)必達(dá)到灌漿進(jìn)度的要求，至少需提前一天將50m的鉆孔完成，作業(yè)和灌漿作業(yè)的時間相錯開。按照設(shè)計的圖紙來布孔，避開鋼拱架的部位。若鉆孔的時候遇到鋼拱架與鋼筋，應(yīng)立即停止，由技術(shù)人員按照鋼拱架與鋼筋的部位與走向，對孔位重新布置。

3.灌漿施工

3.1制漿。灌漿選擇C20的細(xì)石混凝土。如果細(xì)石混凝土無法灌入，那么選擇水泥砂漿。水泥砂漿選擇攪拌機(jī)來進(jìn)行制漿。漿液需嚴(yán)格根據(jù)配合比進(jìn)行下料。在漿液攪拌結(jié)束以后，輸送到儲漿的桶內(nèi)加以儲存?zhèn)溆茫砷_始制備到用完的時間最好不要超過4h。

3.2裝設(shè)灌漿管。灌漿管選擇用鋼管來制作，每一根長為0.6m，于一端裝上連接扣，在灌漿的時候直接和注漿頭扣于一起便可。在灌漿以前，先把灌漿管裝在灌漿孔上，1孔/根，灌漿管需伸至襯砌里，距脫空區(qū)的巖面10cm。灌漿孔安裝后用速凝混凝土固定在孔壁上。

3.3回填灌漿。①灌漿的方法：選擇“推趕灌漿法”來施工，在灌漿當(dāng)中對襯砌混凝土變形嚴(yán)密加以監(jiān)視;②灌漿的順序：由隧洞下游往上游按序分段分班組進(jìn)行施工;③灌漿的壓力：按照設(shè)計的要求，脫空比較大且襯砌比較薄的位置，灌漿的壓力需盡可能小（0.05～0.2MPa）。針對脫空不很明顯的位置，按照設(shè)計與以往的施工經(jīng)驗(yàn)，素混凝土襯砌孔口的灌漿壓力在0.2～0.3MPa間，鋼筋混凝土襯砌孔口灌漿的壓力在0.3～0.5MPa間。在確保結(jié)構(gòu)安全前提下需用較高壓力進(jìn)行灌漿。

3.4灌漿結(jié)束的條件。針對無壓力的回填灌漿孔，若低處孔灌漿的時候，當(dāng)高處孔有濃漿液排出時需停灌。針對有壓力的回填灌漿孔，于設(shè)計規(guī)定的壓力下，灌漿孔部吸漿以后，延續(xù)30min灌注后便可停止。于頂拱回填灌漿的時候，由于頂拱的漿液高于孔口的位置，務(wù)必在灌漿結(jié)束時先將孔口閥門關(guān)閉后再停機(jī)，預(yù)防出現(xiàn)漿液倒流的現(xiàn)象。

3.5封孔。在灌漿結(jié)束8-12h以后，將灌漿塞卸下來，若灌漿的漿液是濃漿且于規(guī)定的壓力下結(jié)束的孔，可以不需掃孔到底，如果灌入稀漿或是僅串灌稀漿的孔，發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)阻塞需重新掃孔至底。封孔的時候選擇干硬性的水泥砂漿來封填壓實(shí)且孔口需壓抹齊平，干硬性的砂漿配比水：灰：砂=0.35：1：1.5。

4施工注意的事項(xiàng)

①灌漿前嚴(yán)格按照設(shè)計的要求來放線，預(yù)防鉆孔與灌漿的位置發(fā)生偏差;②鉆孔結(jié)束以后需測空且加以記錄，可掌握灌漿區(qū)段脫空的情況與注漿量的大小，便于將灌漿以前準(zhǔn)備的工作做好。還能判斷混凝土襯砌厚度，如果發(fā)現(xiàn)局部混凝土的厚度較薄，在灌漿時需管控壓力或是選擇監(jiān)控的舉措，避免襯砌出現(xiàn)變形;③設(shè)計中灌漿的壓力是孔口灌漿的壓力，若施工時把壓力表與壓力控制閥移到隧洞底板上的時候，需對孔口至底板間各濃度漿液所增強(qiáng)的壓力值加以考慮;④如果一個灌區(qū)段里的同序孔都已鉆孔，灌漿時，需把灌漿孔上游不少于兩孔將灌漿管裝設(shè)好，避免串漿時來不及裝設(shè)。灌漿當(dāng)中出現(xiàn)孔串漿時，需先令其將水和稀漿自排出來，等排出最濃級的漿液以后，再關(guān)閉灌漿管的閥門。若串漿孔的濃漿未到最濃級的時候，需重新對此串漿孔灌漿;⑤若鉆孔以后，有洞段各孔持續(xù)的出水量Q>0.3L/min，應(yīng)及時聯(lián)系業(yè)主與監(jiān)理和設(shè)計至現(xiàn)場來協(xié)商解決;⑥灌漿施工需嚴(yán)格根據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》來實(shí)施。

結(jié)束語

引水工程隧洞回填灌漿施工技術(shù)對于引水隧洞的缺陷處理具有極其關(guān)鍵的作用，一方面，在施工以前需嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出切實(shí)可行的方案，另外，在實(shí)際的施工當(dāng)中，需嚴(yán)格管控施工工藝及工程施工的質(zhì)量，選擇有效的對策來保證灌漿質(zhì)量，以確保引水工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙長興.水利工程隧洞回填灌漿施工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（10）：2490.

[2] 熊鵬英.水利工程隧洞回填灌漿施工技術(shù)[J].低碳世界，2017（09）：68-69.