地下洞室回填灌漿施工要點分析

亢 亮 李世偉 曾曉洲

（四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川 成都 611130）

0 引言

在水利水電工程中，一般在兩岸山體布置有多層帷幕灌漿洞室，須采用混凝土襯砌，以便于施工帷幕灌漿。在混凝土襯砌的背面存在空隙，須采用回填灌漿，使混凝土和基巖結合為整體，防止滲漏。該文在總結以往地下洞室回填灌漿施工基礎上，研究出一套采用預埋管加地質鉆機鉆孔、群孔灌漿進行回填灌漿處理的施工工藝。該工藝成功應用于白鶴灘水電站右岸大壩灌漿平洞回填灌漿，取得了良好的效果。

1 回填灌漿的關鍵工藝

1.1 預埋鋼管及鉆孔

在混凝土襯砌階段，采用全站儀測量放點，每根預埋鋼管進行孔位、方位角及傾角驗收，在后期地質鉆機鉆孔時需符合鉆孔方位角及傾角。再根據地下洞室大小制作專門鉆機臺車使用地質鉆機進行鉆孔，提高鉆孔施工進度。

1.2 測空腔、驗孔

回填灌漿孔孔深應鉆入圍巖10 cm，鉆孔結束后對混凝土厚度和混凝土與圍巖之間的空腔進行測量，并記錄實際尺寸，依據各洞室灌漿施工設計布孔圖，施工中先復核孔位。

1.3 灌漿方式

采用群孔灌漿，低高程孔進漿，高高程孔排氣，可保證漿液充填飽滿度，提高回填灌漿質量。

2 適用范圍

該工藝適用于水利水電工程灌漿平洞、導流洞、公路和鐵路隧洞等回填灌漿，具有廣泛擴展應用前景。

3 工藝原理

施工時采用預埋鋼管結合地質鉆機鉆孔，鉆孔深入圍巖10 cm，低高程孔進漿，高高程孔排氣，通過漿液把空隙內空氣趕出，把襯砌混凝土和基巖結合為整體。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

地下洞室回填灌漿施工流程如圖1 所示。

4.2 操作要點

操作要點有以下4 點。

4.2.1 施工條件

洞室襯砌混凝土回填灌漿須在頂拱襯砌混凝土達到70%設計強度后進行施工。

圖1 地下洞室回填灌漿施工流程圖

4.2.2 回填灌漿

4.2.2.1 灌漿方法

回填灌漿采用純壓法灌漿方式。按單元進行，灌漿前單元端部必須封堵嚴密。同一灌漿單元進行回填灌漿施工時，延洞軸線方向從高程較低一端開始，向高程較高一端推進，同一斷面上從頂拱2 側的最低處灌漿孔開始，向中間高處灌漿孔推進灌漿。

4.2.2.2 灌漿壓力

回填灌漿壓力按照設計灌漿壓力執行，采用0.2 MPa～0.5 MPa。

4.2.2.3 灌漿漿液

回填灌漿漿液采用水灰比為0.5 ∶1 的純水泥漿液。

4.2.2.4 結束條件

在設計灌漿壓力下，當灌漿孔停止吸漿，延續灌注10 min即可結束。

4.2.2.5 特殊情況處理

在回填灌漿過程中因故中斷時，應及早恢復灌漿，若中斷時間超過30 min，應設法沖洗鉆孔至原孔深后恢復灌漿。若恢復后灌漿孔不吸漿或與中斷前吸漿率差別較大，則重新就近鉆孔進行灌漿。

灌漿過程中如果注入量較大，應及時分析并檢查是否有漏漿現象，如果發現漏漿現象，則首先對滲漏點采取嵌縫、表面封堵等措施，同時檢查漿液濃度，必要時采取降低壓力等方法處理[3]。

4.2.3 質量檢查

回填灌漿結束及時向監理工程師上報回填灌漿成果資料，監理工程師根據成果資料進行回填灌漿檢查孔布置，回填灌漿質量檢查在單元灌漿工程結束7 d 后進行。檢查方法采用鉆孔注漿法，即向檢查孔內注入水灰比為2 ∶1 的水泥漿液，在設計灌漿壓力（0.2 MPa ～0.5 MPa）下，初始10 min 內注漿量不超過10 L，即為合格。否則，按監理人指示或批準的措施進行處理[2]。

4.2.4 封孔

檢查合格后，待孔內漿液初凝后，空余部分用水泥砂漿進行人工封填。

5 設備選型

鉆孔灌漿設備選型應考慮地層巖性及灌漿段長度選擇鉆機型號，根據灌漿壓力及流量選擇灌漿泵及配套管路等，在洞室回填灌漿施工中推薦使用表1 所列的主要設備。所有灌漿設備、儀器、儀表等均要經常維護保養，使其保持正常的工作狀態。另外，還要根據需要配備一定的備用量，保證施工順利進行。主要施工設備選型見表1。

表1 主要施工設備一覽表

6 質量控制要點

6.1 漿液材料

施工現場集中制漿站設置專用的灌漿水泥倉庫，水泥的標號、細度、有機物含量等指標要符合技術和規范要求，水泥的儲存距出廠日期不超過3 個月。嚴禁使用受潮結塊等不符合質量要求的水泥。同一部位的灌漿水泥使用同一品種、同一類型、同一強度等級的水泥。外加劑的質量要符合DL/T5148—2012灌漿規范的有關規定[3]。

6.2 漿液制備

一般采用純水泥漿液，在特殊情況下，根據需要可在水泥漿液中摻加外加劑。制漿材料按規定的漿液配比計量，且計量誤差應小于5%，制漿時應攪拌均勻并測定漿液比重和黏度。使用低速攪拌機時，純水泥漿液的攪拌時間不得少于3 min，使用高速攪拌機制漿，純水泥漿液的攪拌時間不得少于30 s，漿液從開始制備到用完的時間不應超過4 h，漿液溫度保持在5℃～ 40℃[1]。

6.3 預埋安裝灌漿系統

回填灌漿進、排氣兼回漿管均采用規格為Φ33.5mm 鋼管，進漿管、排氣兼回漿管的連接分別采用直接頭、彎頭、三岔彎頭。所有灌漿管均要編號，盡量貼巖面布置，并用膨脹螺栓和卡子固定在頂拱上。回漿管口采用綁扎牛皮紙等措施，防止管口堵塞。在混凝土澆筑過程中，對灌漿管保護妥當，防止堵塞和移位。

6.4 管路清洗

灌漿前用高壓風將灌漿管清干凈，風壓按灌漿壓力的50%控制，最大不超過0.3 MPa，各管口檢查通暢并合格后方可進行灌漿。否則須對預埋灌漿系統管路進行疏通處理，必要時進行補打孔處理。

7 應用實例

白鶴灘水電站右岸壩肩地下洞室回填灌漿工程

7.1總體布置

白鶴灘水電站右岸壩肩、壩基及抗力體范圍分布有帷幕洞、排水洞以及抗力體排水洞等類型洞室。根據設計藍圖洞室襯砌分洞口段襯砌、全洞段襯砌等類型，不同洞段根據具體藍圖設置有回填灌漿。

7.2 施工過程

白鶴灘水電站右岸灌漿洞及排水洞回填灌漿自2017年5月開始施工，至2018年5月施工完成WMR1 ～4 洞及PSR1 ～4洞回填灌漿，完成工程量6 361m2，施工檢查孔142 個，檢查內容為注漿檢查，檢查結果全部滿足設計要求[2]。

7.3 施工總結

白鶴灘水電站右岸地下洞室回填灌漿技術方案合理，設備和施工參數選擇得當，回填灌漿質量控制效果較好，各單元灌后質量檢查均滿足設計要求。說明該技術可以在地下洞室回填灌漿施工中推廣應用。

8 結語

該文主要闡述了水利水電地下洞室回填灌漿工程中的關鍵工藝內容，在該基礎上提出了注意事項。該工藝采用預埋鋼管及地質鉆機鉆孔、群孔灌漿法進行地下洞室回填灌漿，適應性強，可用于所有地下洞室襯砌混凝土回填灌漿，施工工藝成熟，施工質量等級優良，具有較高的經濟實用價值和社會效益。希望通過該文的介紹能夠對水利水電地下洞室回填灌漿工程建設提供一定參考和幫助，對于推動水利水電工程發展具有非常現實的意義。