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摘要：隧洞开挖时，通常采用爆破开挖，爆破时产生的集中应力超过围岩瞬时强度形成了松动圈，并在支护完成后，伴随着围岩长时强度的下降，松动圈进一步扩展，对围岩受力不利。混凝土衬砌时，在衬砌混凝土背面（一般在顶拱120°范围内出现）因未能浇筑密实而留有空隙，造成围岩与衬砌混凝土不能形成一个整体，对围岩受力不利。
关键词：隧洞开挖 松动圈 固结灌浆 混凝土衬砌 回填灌浆
1.回填灌浆和固结灌浆技术
回填灌浆是指在混凝土衬砌的背面，对混凝土浇筑未能浇筑密实留有空隙的部位进行的灌浆。主要作用是回填空隙，使得围岩与衬砌混凝土形成一个整体共同抵御外力，防止渗漏。
固结灌浆是利用钻孔将高标号的水泥浆液或化学浆液压入岩体中,使之封闭裂隙，加强基岩的完整性，达到提高岩体强度和刚度的目的。
2.工程概况
卡洛特水电站位于巴基斯坦境内吉拉姆河上。坝址位于巴基斯坦旁遮普省与AJK 特区交界处的卡洛特桥上游1km 处，西距伊斯兰堡直线距离约55km。工程为单一发电任务的水电枢纽，水库正常蓄水位461m，设计洪水位461.13m，水库总库容1.88 亿m3。本工程为Ⅱ等大（2）型工程。
本工程共布置3条导流洞，导流洞开挖断面为圆形，最大开挖直径为14.9m。导流洞采用全断面钢筋混凝土衬砌型式，衬砌后断面均为直径12.5m的圆形洞。
3.回填灌浆
导流洞顶拱120°范围内进行回填灌浆，回填灌浆压力0.2～0.3MPa，回填灌浆孔间排距2m×3m，梅花形布置，灌浆孔钻孔深入围岩20cm。
3.1工艺流程
导流洞顶拱回填灌浆工艺流程见下图。
回填灌浆施工工艺流程图
3.2施工顺序
回填灌浆在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。
回填灌浆将采用环间分序进行灌注，即先施工奇数环上的孔再施工偶数环内的孔，同一环内按从低到高进行灌注。当相临两排奇数环上的孔完成之后即可施工该两排奇数孔之间的偶数排上的孔。回填灌浆每三个衬砌分段作为一个灌浆片区，每片区两端设置一条止浆片。施工时从低处往高处进行施工。同一灌浆段内的同一次序环的孔可全部或部分钻出后，再进行灌浆，也可单孔分序钻孔灌浆。
3.3钻孔
为保护钢筋，钻孔须采取先预埋管，后扫孔的方法施工，埋管采用钢管。
回填灌浆孔采用多臂钻直接钻孔的方法，钻孔孔径不小于56mm，钻孔深度为进入岩石20cm。对于每一个灌浆孔在灌浆前应实测并记录其混凝土厚度和空腔尺寸。
3.4灌浆
① 灌浆前对衬砌砼的施工缝和砼缺陷等进行全面的检查，对可能漏浆的部位进行处理，如有必要可在砼缺陷区域内增加部份灌浆孔来处理。
② 灌浆方法：采用孔口阻塞纯压式灌浆法施工，灌浆过程中严密监视衬砌砼的变形，灌浆时采用并灌的方法来进行，即采用同一台灌浆泵同时灌注洞轴线两侧相同高程位置的两个孔。最顶部的孔在两侧的孔灌注完成之后，再单独进行灌注。
③ 浆液配比：回填灌浆I序环和II序环全部采用0.6：1或0.5:1的水泥浆液。
④ 灌浆压力：回填灌浆压力采用0.2～0.3MPa。
⑤ 特殊情况处理：回填灌浆因故中断时，应及早恢复灌浆，中断时间大于30min，则应清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则应重新就近钻孔进行灌浆。
⑥ 灌浆结束标准：在规定压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注10min即可结束灌浆。灌浆结束后，应先关闭孔口阀门，再停泵，待孔内浆液初凝后才拆除孔口卡塞。
3.5封孔
所有的灌浆孔和检查孔灌浆作业结束后，采用压力灌浆法或机械压浆法进行封孔，封孔结束，采用水泥砂浆封填孔口局部回空部分，压实抹光与砼面齐平。
3.6质量检查
① 在该部位灌浆结束7d后进行质量检查。
② 采用钻孔灌浆法进行质量检查，灌浆质量检查采用单孔法。在指定的位置进行钻孔，钻孔深度同施工孔一样，然后往该检查孔内灌注入水灰比为2:1的水泥浆，在相同于灌浆施工的灌浆压力下，最初10min的注入量不超过10L为合格；
③ 检查孔的位置由工程师根据灌浆情况指定，沿洞轴线方向每15m设置一个检查孔。
4 固结灌浆施工
固结灌浆在回填灌浆强度达到75%之后进行。
4.1施工顺序
按环间分序，环内加密的原则分两序施工，环间距为3m。其中奇数环为I序环，偶数环为Ⅱ序环，先施工I序环Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔。当相临I序环上的全部灌浆完成之后，可开始施工两排I序环中间的Ⅱ序环上的孔；同一环上的I序孔或Ⅱ序孔可先全部钻孔完成之后，再统一进行灌浆。
4.2钻孔
固结灌浆孔钻孔直径为56mm，钻孔时按图纸所示一次钻到设计深度，边顶拱固结灌浆孔钻孔采用多臂钻钻孔，底拱固结灌浆孔钻孔采用XY-2地质岩心钻钻孔。
4.3钻孔冲洗
灌浆钻孔结束后应进行钻孔冲洗和裂隙冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，若该值大于1.0Mpa时，采用1.0Mpa。冲净孔内岩粉、杂质，直至回水澄清后便可结束，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。
4.4压水试验
固结灌浆孔灌浆前的压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用“单点法”，压水压力为灌浆压力的80%，压水试验孔数不得少于灌浆孔数的5%。压水试验压入流量稳定标准：在压力稳定的前提下，每5min测读一次压水流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时。本阶段试验即可结束，取最终值作为计算值。
论文作者:柳慧,林荣飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/25
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