導流洞灌漿施工技術研究

葛方勇

（大石峽水利樞紐工程建設管理局， 新疆 阿克蘇 843000）

1 概況

大石峽水利樞紐工程導流洞全長1200m，縱坡i=6.667‰。導流洞灌漿主要包括洞身段回填灌漿及固結灌漿。洞身段頂拱范圍均進行回填灌漿，且洞身段全斷面設置固結灌漿，鉆孔呈梅花型布置。

2 施工材料及機具

該工程灌漿水泥采用普硅PO42.5 級水泥，水泥細度通過80μm 標準篩余量不大于5%，符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）規范規定。灌漿漿液采取集中制漿，制漿采用2 臺ZJ-400 型高速制漿機，供漿采用2 臺3SNS 送漿泵。鉆孔采用YT-28 型風動鉆機；灌漿設備采用多缸高壓灌漿泵，灌漿監測采用灌漿自動記錄儀。

該導流洞襯砌成型斷面尺寸為14.5m×10m（高×寬），屬于特大斷面隧洞，為確保施工質量及人員施工安全，灌漿施工中均采用可移動式灌漿臺車進行施工作業。

3 施工工藝技術

3.1 回填灌漿

3.1.1 鉆孔

導0+000.00～導0+660.00 回填灌漿孔沿洞軸線每隔3.0m 在拱頂按孔間夾角∠22°布置一環灌漿孔，每環6～7 個孔，呈梅花型交錯布設；導0+660.00～導1+200.00回填灌漿孔沿洞軸線每隔4.0m在拱頂按孔間夾角∠34.41°布置一環灌漿孔，每環3～4 個孔，呈梅花型交錯布設。

在隧洞襯砌時預埋回填灌漿孔，孔深深入基巖10cm，孔徑φ50mm。鉆孔完成后進行空腔測量并記錄。

3.1.2 回填灌漿施工

采用孔口循環、孔內純壓式灌漿法，施工由較低端向較高端推進。同一灌區內的同一次序孔全部鉆出后，再進行灌漿；兩次序孔灌漿間隔時間為48h。

低處孔灌漿時，高處孔用于排氣、排水，當高處孔排出的水泥漿液接近灌入漿液比重時，將低處孔堵塞，改從高處孔灌注。

灌漿結束后采取閉漿措施，待固結灌漿施工結束后封孔。

3.1.3 回填灌漿工程質量檢查

灌漿結束7d 后進行質量檢查，質量檢查孔布置在頂拱脫空較大、注灰量較大的部位，洞軸線15.0～20.0m 布置1 個質量檢查孔，檢查孔數量不少于灌漿孔的5%。

質量檢查采用單孔注漿檢查，向孔內灌注水灰比為2:1 的純水泥漿，試驗壓力與灌漿壓力相同，初始10min 內注入量小于10.0L 即為合格。

3.2 固結灌漿

3.2.1 抬動觀測孔鉆孔及埋設

抬動觀測孔孔徑φ50mm，鉆孔深度深與灌漿孔深度一致。內測桿采用φ14mm圓鋼。底板抬動觀測孔埋設采用0.5:1:1 水泥砂漿定量注漿,內測桿孔底埋設深度0.5m；外隔離管采用φ50mm 鋼管。

側墻及頂拱部位的抬動觀測孔埋設，內測桿0.5m 處焊接φ40mm 加工墊片（墊φ45mm 橡膠墊），內測桿外套φ40mm 鋼管壓頂至孔底后臨時固定，8h 后取下φ 40mm 鋼管，正常安裝φ50mm 外管。采用鋼筋（φ12mm）和鐵板（50mm×50mm）焊接錨固觀測臺。

3.2.2 聲波測試孔

孔徑φ50mm，鉆孔深度與灌漿孔一致，鉆孔沖洗完成后進行灌前聲波測試，然后進行固結灌漿、封孔。固結灌漿完成后14d，掃開原孔進行灌后聲波測試，然后灌漿，封孔。

3.2.3 固結鉆孔

采用YT-28 型風動鉆機鉆孔，合金鉆頭清水鉆進，孔徑不小于φ50mm。孔位布設根據部位不同孔距、孔深有變化，孔位偏差不大于10cm。

3.2.4 鉆孔沖洗

灌漿前進行鉆孔沖洗，清除孔內殘積雜質，沖洗分鉆孔沖洗及裂隙沖洗。

1）鉆孔沖洗采用大流量清水敞開沖洗，孔底殘留物厚度小于20cm，回水不含巖粉和雜質后結束。

2）裂隙沖洗采用脈沖壓力沖洗方式，沖洗時間不超過15min，沖洗壓力為同段灌漿壓力的80%且不超過1.0MPa。

3.2.5 壓水試驗

固結灌漿前選取有代表性的孔段進行單點法穩定壓水試驗，壓水試驗孔數不少于總灌漿孔數的5%，壓水試驗壓力為灌漿壓力的80%，且不超過1.0MPa。

單點法壓水試驗穩定標準為：在穩定壓力下，每5min 測讀一次壓入流量。連續四次讀數中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1.0L/min 時，壓水試驗結束，取最終值為計算值。

3.2.6 固結灌漿技術控制

1）灌漿采用孔口阻塞，孔口循環、孔內純壓式灌注；單孔按1 個段次灌注； 灌漿壓力根據不同地段灌漿壓力不同。

2）但灌漿過程中注入率較大或易于抬動部位，采用分級升壓或間歇升壓法灌注，使灌漿壓力與注入率相適應。

3）固結灌漿水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.5:1 四個比級，開灌水灰比采用3:1。

4）漿液變換原則:當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比；當某一比級漿液注入量已達300L 以上，或灌漿時間已達30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，改濃一級水灰比。

3.2.7 固結灌漿結束標準和封孔方法

達到設計規定的壓力下，注入量小于1.0L/min，延續灌注30min 結束，采用全孔置換灌漿封孔法封孔。之后向孔內下入導管至孔底, 采用水灰比為0.5:1 的濃漿將孔內余漿置換成濃漿，當孔口返出0.5:1 的濃漿時，進行灌漿封孔，封孔壓力采用灌漿壓力，灌注持續時間10min 結束。

封孔后待凝24h，將尚未填滿壓實部分排水去污，用干硬性水泥砂漿補封填實，孔口壓抹齊平。

3.2.8 抬動觀測

每個灌漿單元設置相應數量抬動變形監測裝置，觀測砼表面和基巖的抬動變形，使用千分表讀數。在裂隙沖洗、壓水試驗、灌漿過程中進行抬動觀測，發現產生不利的抬動，或抬動值接近規定界限（單孔發生的抬動值不得超過200μm）,立即降低壓力或者停灌，并詳細記錄各項數據。

3.2.9 固結灌漿質量檢查

質量檢查以聲波測試成果為主，結合灌后檢查孔壓水試驗，灌漿記錄等評定工程質量。

1）巖體波速測試檢查

灌漿結束14d 后，進行灌后聲波測試，檢測結果Ⅲ類圍巖波速提高10%～15%以上且不低于3000m/s，Ⅳ類圍巖波速提高15%～20%以上且不低于2500m/s。

2）質量檢查孔壓水試驗

固結灌漿質量檢查孔壓水試驗在該部位3d 后進行，檢查孔不少于灌漿孔總數的5%。壓水試驗采用單點法，設計防滲標準:透水率≤5.0Lu。合格標準:單元工程內檢查孔試驗段合格率在85%以上，不合格孔段的透水率不超過設計值得150%，且分布不集中。質量檢查同時滿足以上兩個標準即可認為合格。

4 結語

新疆大石峽水利樞紐工程導流洞斷面尺寸大，防滲要求較高，在灌漿施工過程中采用固結灌漿及回填灌漿施工工藝，使隧洞防滲達到了預期效果，對洞內安全作業、質量控制起到積極的促進作用。