水利工程隧洞回填灌漿技術(shù)

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【摘要】近年來，隧洞回填灌漿施工技術(shù)作為水利基礎(chǔ)工程施工的重要技術(shù)之一，已經(jīng)在我國的水利工程方面獲得了廣泛的應(yīng)用。隧洞回填灌漿施工技術(shù)可以提高隧洞整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證洞室安全?；诖?，本文首先對隧洞回填灌漿施工技術(shù)各方面進(jìn)行了闡述，其次結(jié)合實(shí)例工程分析了隧洞回填灌漿施工技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水利工程；回填灌漿；施工技術(shù)；工程實(shí)例

1引言

隨著國家綜合實(shí)力的穩(wěn)步增長，我國的水利工程領(lǐng)域迎來了全新的發(fā)展，但同時(shí)也面臨著諸多的考驗(yàn)，其中水利工程的施工質(zhì)量就漸漸成為全民關(guān)注的焦點(diǎn)問題。由于水利工程中的隧洞施工會(huì)受到許多外界因素的影響，導(dǎo)致其在施工方面具有一定的難度，因此隧洞回填灌漿施工技術(shù)在整個(gè)水利工程的建設(shè)中就起到了至關(guān)重要的作用，是確保整個(gè)水利工程安全和穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。

2回填灌漿技術(shù)

2.1回填灌漿技術(shù)概述

回填灌漿技術(shù)主要是指為了增強(qiáng)圍巖或建筑結(jié)構(gòu)密實(shí)性，在混凝土和圍巖或是混凝土和鋼結(jié)構(gòu)收縮間產(chǎn)生的空隙中填充漿液。這種技術(shù)可以有效增強(qiáng)隧洞的防滲效果及控制圍巖壓力和變形的擴(kuò)展，還能加大襯砌的強(qiáng)度，使圍巖和襯砌的混凝土成為一體。

2.2回填灌漿的技術(shù)要求

①采用“先回填灌漿、再固結(jié)灌漿”的方式進(jìn)行隧洞混凝土襯砌段的灌漿，并且在襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后盡早進(jìn)行回填灌漿，固結(jié)灌漿則在該部分的回填灌漿結(jié)束7d后進(jìn)行。若是隧洞工程中含有帷幕灌漿，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行回填灌漿，然后再依次進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的施工。灌漿結(jié)束后，應(yīng)封閉孔口返槳的灌漿孔等待凝固。②必須分區(qū)段進(jìn)行灌注，要分兩個(gè)次序進(jìn)行，從較高的一段開始堆進(jìn)，同一區(qū)段的同一次序孔可以在全部或者部分鉆孔后灌漿，也可單孔分序進(jìn)行灌漿。后序孔為頂孔，要先灌一序孔，再灌二序孔，施工時(shí)要從低段向高段堆進(jìn)。③施工時(shí)要在雙層鋼筋襯砌段、鋼板襯砌段和施工支洞封堵段預(yù)先埋設(shè)灌漿管?；靥罟酀{孔的位置不能與設(shè)計(jì)孔位相差超過20cm，并且孔深要鉆透空腔或者深入圍巖10cm。④灌漿壓力要控制在設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力下，且當(dāng)注漿孔不再吸漿，要立即結(jié)束回填灌漿。

2.3不同隧洞回填灌漿處理方案

①Ⅲ類圍巖的處理方案：用水泥砂漿密實(shí)回填留存的空隙或空腔，且砂漿稠度及水灰比應(yīng)為0.5或是0.6，在空隙大的部位要注意灌注高流態(tài)的混凝土；②Ⅳ類圍巖的處理方案與Ⅲ類圍巖相似，但需要根據(jù)工程的實(shí)際情況做具體處理。若是空腔的高度小于0.5m，則需要全部密實(shí)回填，而若是空腔的高度大于0.5m，則頂部的回填厚度不能小于0.5m（不包含襯砌混凝土的厚度）；③Ⅴ類圍巖由于其空腔比較大，容易倒塌，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行處理：a.澆混凝土前若是回填處理了干砌塊石洞段，則用水泥砂漿灌漿處理（酌情調(diào)整砂漿稠度）；b.若是未在澆混凝土前回填處理干砌塊石洞段，采用水泥砂漿回填處理（酌情調(diào)整砂漿稠度）；同時(shí)，為了隧洞的頂部可以形成拱效應(yīng)，確保隧洞襯砌的安全，若隧洞頂部的空腔超過2m，頂部回填的厚度應(yīng)不小于2m；若是隧洞的頂部空腔小于2m，頂部則要密實(shí)回填。

3回填灌漿施工技術(shù)存在的問題及對策

雖然回填灌漿施工技術(shù)對在水利工程能夠順利實(shí)施有著重大的促進(jìn)作用，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中還是存在著一些問題，這些問題都限制著回填灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，問題主要有以下三個(gè)方面：

3.1技術(shù)人員專業(yè)技能偏低

全面掌握專業(yè)技能是確保回填灌漿施工技術(shù)能夠得到充分應(yīng)用的重要因素之一。對于這方面的問題，可以加強(qiáng)技能培訓(xùn)，建立技能考核制度，也可以聘用專業(yè)技術(shù)人員。此外，還要加強(qiáng)對工作人員的監(jiān)督與管理。

3.2技術(shù)更新速度慢

技術(shù)更新慢也是其中問題之一，只有技術(shù)、設(shè)備和人員的緊密結(jié)合才能夠發(fā)揮出回填灌漿技術(shù)的最大作用。但是由于經(jīng)濟(jì)等各種因素，我國水利工程團(tuán)隊(duì)大多數(shù)使用的回填灌漿施工技術(shù)不是最先進(jìn)的。施工團(tuán)隊(duì)要積極采取措施更新回填灌漿技術(shù)，加大資金投入，用于引進(jìn)先進(jìn)的灌漿施工技術(shù)。同時(shí)國家也應(yīng)該提供資金支持，幫助水利施工團(tuán)隊(duì)能更好的發(fā)展。

3.3設(shè)備落后

設(shè)備是應(yīng)用回填灌漿施工技術(shù)重要的載體。如果設(shè)備落后，則無法滿足技術(shù)的最佳使用效果，也無法順利進(jìn)行工程施工。因此，改善設(shè)備是非常重要的措施。施工團(tuán)隊(duì)要積極引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，并且在后期使用中，對設(shè)備加強(qiáng)保養(yǎng)，延長設(shè)備的使用壽命。另外，為了使設(shè)備、技術(shù)、人才能夠共同作用，最好三方面同時(shí)進(jìn)行，最大限度的解決設(shè)備、技術(shù)以及技術(shù)人員技能不匹配的問題。

4實(shí)例分析在水利工程隧洞回填灌漿技術(shù)的應(yīng)用

4.1工程概況

綠竹壩水庫工程隧洞及連接段工程全長共計(jì)310m，斷面形式分別為Ⅲ-1、Ⅲ-3以及Ⅲ-4型，二襯完成后的斷面尺寸為2.0m×3.0m，工程設(shè)計(jì)要求在頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，設(shè)計(jì)要求縱坡為1/500，引水流量為46.4m3/s，最大過水流量為78.9m3/s。

4.2工程施工流程

回填灌漿使用預(yù)埋管灌漿法，分段分序進(jìn)行灌漿，各區(qū)段的長度定為50m，按環(huán)間分序的方式布置灌漿孔，分兩序施工灌漿孔，注漿從低段向高段推進(jìn)，至于灌漿孔間的排距及灌漿的壓力設(shè)置則據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)確定?，F(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)選擇了一段較為典型的隧洞來進(jìn)行灌漿回填試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所選的灌漿壓力、布孔方式及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等灌漿參數(shù)基本都能滿足工程的回填灌漿要求，最后規(guī)范了灌漿方法的具體操作細(xì)則，實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果確定后，相關(guān)的參數(shù)將用于全洞段的施工。

4.2.1灌漿實(shí)驗(yàn)并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本次實(shí)驗(yàn)的洞段選擇在開挖過程中圍巖較為破碎，較嚴(yán)重的洞段。通過9d的試驗(yàn)灌漿工作，分析試驗(yàn)成果得知原來的灌漿參數(shù)設(shè)計(jì)是合理的，只是灌漿的壓力偏高，結(jié)合工程的實(shí)際情況以及其他的隧洞回填灌漿工程經(jīng)驗(yàn)，最終將漿壓力降低到0.3～0.5MPa。

4.2.2回填灌漿施工工藝流程

測量布孔→預(yù)埋管→鉆孔→灌漿→質(zhì)量檢查→補(bǔ)灌→驗(yàn)收封孔。

4.2.3鉆孔

準(zhǔn)確布置孔點(diǎn)和鉆孔的位置對于實(shí)施隧洞回填灌漿工程來說是前提和基礎(chǔ)，隧洞鉆孔施工選擇手持式風(fēng)鉆在預(yù)先埋設(shè)的管中鉆孔，鉆孔孔徑不能小于38mm，孔深10cm，在鉆孔的過程中要注意測量并記下混凝土厚度與空腔的尺寸；在易大塌方地段，鉆孔的深度要適度增加，確保鉆孔能穿過混凝土的噴射體，其鉆孔的孔徑為50mm，方向要與噴射混凝土垂直。

4.2.4灌漿

回填灌漿分為兩序進(jìn)行，分別為Ⅰ序孔、Ⅱ序孔。Ⅰ序孔灌注的水泥漿水灰比為0.5（或0.6）：1，而Ⅱ序孔灌注的水泥漿水灰比為1：1是0.5（或0.6）：1而對于較大的空腔或空洞部位則用水泥砂漿灌注，摻砂量不超過水泥重量的200%。先灌注Ⅰ序孔，48h后，再灌注Ⅱ序孔，同時(shí)還要先灌邊孔，后灌頂孔。具體操作為從最底層開始，分層灌漿，選兩側(cè)同高對稱的兩個(gè)孔進(jìn)行先后灌漿，其他孔則敞開，待同高的其他孔流出漿，控制灌漿壓力，使其充分排氣，等排漿與灌漿的比重相同時(shí)封管，之后的依此類推。當(dāng)上層灌漿孔串出漿液時(shí)，將灌漿管換到此串漿孔，從串漿孔灌漿，灌漿的方法與上述的相同。另外若是有無漿液串出的孔，則單獨(dú)灌漿。本次回填灌漿采用的是“純壓式”灌漿，在孔口灌漿管處裝設(shè)壓力表控制灌漿壓力在0.3~0.5MPa間。在設(shè)計(jì)的壓力下，讓灌漿孔停止吸漿并延續(xù)了5min后結(jié)束灌注該孔。在灌漿的過程中，要時(shí)刻注意混凝土的變形。

4.2.5灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)頂層的灌漿孔出漿封閉時(shí)，再灌注一段時(shí)間，并記錄灌漿量，若是灌漿量小于1L/min，則在延續(xù)5min后，結(jié)束該段灌漿，等待凝固，在漿液凝固8h后才能拆管。

4.2.6質(zhì)量檢查、封孔

在灌漿結(jié)束后7d才能進(jìn)行回填灌漿的質(zhì)量檢查。檢查孔需設(shè)在脫空大、串漿孔較集中、灌漿情況較異常的部位，數(shù)量應(yīng)占灌漿總孔數(shù)的5%。檢查標(biāo)準(zhǔn)：采用鉆孔注漿法進(jìn)行質(zhì)量檢查，在檢查孔的鉆孔成型后，將水灰比為2：1的水泥漿液注入孔中，若是在規(guī)定壓力下，開始10min后的注入量沒有超過10L，則認(rèn)為此次灌漿合格。工程采用灌漿封閉器封孔，在消除所有孔內(nèi)污垢后，用濃漿或砂漿將全部的孔封堵密實(shí)及抹平，將露在襯砌混凝土外面的預(yù)埋管割除。

4.2.7灌漿檢測與效果評價(jià)

（1）檢查孔觀察法觀察檢查孔，察看檢查孔的成孔是否完整，是否有涌水、涌砂、涌泥的現(xiàn)象，看檢查孔是否出現(xiàn)坍孔，仔細(xì)觀察并評定灌漿效果。（2）檢查孔取芯法綜合分析檢查孔取芯率、巖芯的完整性以及巖芯強(qiáng)度試驗(yàn)，判定灌漿效果。若是芯樣沒有空洞或是不密實(shí)的現(xiàn)象，或者空洞、不密實(shí)部位已經(jīng)被水泥密實(shí)填充，則說明灌漿的質(zhì)量合格。

5結(jié)語

水利工程隧洞工程施工具有一定的復(fù)雜性，且在水利工程隧洞回填工程中灌漿施工技術(shù)有著非常重要的作用，因此，在正式施工之前要嚴(yán)格設(shè)計(jì)施工方案，以保障工程的順利。另外，在實(shí)際施工過程中，要嚴(yán)格把控工程的各個(gè)項(xiàng)目的施工質(zhì)量，采取有效措施來確保工程的質(zhì)量，以促進(jìn)水利工程隧洞工程的順利完成。

參考文獻(xiàn)

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作者:熊鵬英 單位:遵義市播州區(qū)水務(wù)局三岔中心水務(wù)站