引水工程隧洞回填灌漿施工技術研究

謝欣

摘 要：在引水工程當中，回填灌漿施工技術是一項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定運行的重要方法，有著較高的施工要求，需選擇科學合理的設備、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進行簡單分析。

關鍵詞：引水工程;隧洞回填;灌漿施工

一、回填灌漿施工技術介紹

回填灌漿施工技術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構相互間存在的孔洞與空隙，對圍巖或是結構的密實性加以強化。這部分孔洞與空隙是因混凝土澆筑施工存在缺陷、技術限制或是工程運行中產生的。在隧洞襯砌的施工結束以后，將水泥砂漿往不規則的巖面和混凝土收縮間出現的空隙里壓入，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一步擴展的壓力和變形，促使圍巖和襯砌混凝土結為一個整體，強化襯砌的強度。

二、水利工程隧洞回填灌漿施工技術的應用分析

1.工程概況

該隧洞總長3286m，此工程在2003年6月完工，已經正常運行了多年。在2007年停水檢修時對該隧洞15個缺陷段共計912m洞段進行了回填與固結灌漿處理。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灌漿處理。按照地質雷達的檢測結果，在2016年先對缺陷段側墻加以回填灌漿處理。

2.施工布置

2.1灌漿材料。①水泥：回填灌漿應用普通的硅酸鹽水泥，其強度的等級是42.5，務必保證水泥新鮮，若其受潮與結塊或出廠期三個月以上的水泥不可在工程當中使用;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，PH值與物質的含量等需和規定的要求相符。

2.2施工設備。①造孔設備：造孔選擇Y-28型氣腿式風鉆設備;②制漿設備：細石混凝土選擇商品混凝土，水泥砂漿制漿的主要設備是350型的高速攪拌機。攪拌機其轉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，確保漿液連續均勻的拌制;③灌漿的設備：灌漿的設備包含攪拌桶與灌漿泵。灌漿泵其技術性能需和所灌注漿液類型及濃度相互適應。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%，排漿量達到最大的注入率相關要求;④輸水與輸漿管路，風、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。灌漿施工選擇把發電機配置在作業面來解決臨時用電的問題。按照設計的要求，灌漿用水需使用清潔的水源。按照現場的情況，洞內的水源能達到施工的要求。所以，臨時的用水選擇洞內直接抽水來解決，配備4臺3kW的水泵。由于洞內的水位比較低且流量比較小，務必于作業面的抽水處堆筑小型的圍堰。設計圍堰的長、寬、高分別為4.2、0.5、0.4m。按照灌漿作業面作業的長度，圍堰需每40m來搭、拆一次，伴隨灌漿作業推進不斷的倒運，在灌漿結束后清理外運。

2.4臨時的通風。因發電機在工作面布置，必然會出現較大的油煙，作業的環境比較惡劣，在各作業面布置2臺2kW的風扇來解決，并視洞內的空氣情況考慮于上游的檢修閘門布置上1臺11kW的軸流風機，風管由4#檢修的閘門往上下游的洞內延伸400m。

2.5鉆孔。按照設計需要，鉆孔的排距是2m，共需鉆84個孔。鉆孔的作業務必達到灌漿進度的要求，至少需提前一天將50m的鉆孔完成，作業和灌漿作業的時間相錯開。按照設計的圖紙來布孔，避開鋼拱架的部位。若鉆孔的時候遇到鋼拱架與鋼筋，應立即停止，由技術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的細石混凝土。如果細石混凝土無法灌入，那么選擇水泥砂漿。水泥砂漿選擇攪拌機來進行制漿。漿液需嚴格根據配合比進行下料。在漿液攪拌結束以后，輸送到儲漿的桶內加以儲存備用，由開始制備到用完的時間最好不要超過4h。

3.2裝設灌漿管。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，在灌漿當中對襯砌混凝土變形嚴密加以監視;②灌漿的順序：由隧洞下游往上游按序分段分班組進行施工;③灌漿的壓力：按照設計的要求，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，按照設計與以往的施工經驗，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。在確保結構安全前提下需用較高壓力進行灌漿。

3.4灌漿結束的條件。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，于設計規定的壓力下，灌漿孔部吸漿以后，延續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，務必在灌漿結束時先將孔口閥門關閉后再停機，預防出現漿液倒流的現象。

3.5封孔。在灌漿結束8-12h以后，將灌漿塞卸下來，若灌漿的漿液是濃漿且于規定的壓力下結束的孔，可以不需掃孔到底，如果灌入稀漿或是僅串灌稀漿的孔，發現孔內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

①灌漿前嚴格按照設計的要求來放線，預防鉆孔與灌漿的位置發生偏差;②鉆孔結束以后需測空且加以記錄，可掌握灌漿區段脫空的情況與注漿量的大小，便于將灌漿以前準備的工作做好。還能判斷混凝土襯砌厚度，如果發現局部混凝土的厚度較薄，在灌漿時需管控壓力或是選擇監控的舉措，避免襯砌出現變形;③設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的壓力值加以考慮;④如果一個灌區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好，避免串漿時來不及裝設。灌漿當中出現孔串漿時，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，有洞段各孔持續的出水量Q>0.3L/min，應及時聯系業主與監理和設計至現場來協商解決;⑥灌漿施工需嚴格根據《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》來實施。

結束語

引水工程隧洞回填灌漿施工技術對于引水隧洞的缺陷處理具有極其關鍵的作用，一方面，在施工以前需嚴格按相關規范、標準設計出切實可行的方案，另外，在實際的施工當中，需嚴格管控施工工藝及工程施工的質量，選擇有效的對策來保證灌漿質量，以確保引水工程的安全穩定運行。

參考文獻

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

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