中国水利水电第三工程局有限公司 甘肃兰州 730070
摘要：本文以石门沟2#水库引水隧洞为例，介绍了小洞室灌浆工程的施工工艺及过程，施工难点分析及质控关键点，对小洞室灌浆的施工工艺有一定借鉴意义。
关键词：小洞室；灌浆工艺；解决措施
1、工程概况
石门沟2#水库位于大麦湾沟内，2#水库引水渠线路总长1281.69m，其中0+203.84～1+383.84段隧洞全长880m，纵坡1/1200，隧洞钢筋砼衬砌过水断面为城门洞型2.2m×2.72m，Ⅳ类围岩开挖断面3.3m×3.22m，局部加强支护段开挖断面为3.7m×3.92m。
1.1地形、地质条件
2#水库引水隧洞总长880m，洞身围岩为奥陶系中统中堡群(O2zh)青灰色板岩与变质砂岩互层及板岩夹变质砂岩。构造裂隙较发育，岩体完整性系数0.2～0.22。岩层内有明显扭曲和肠状褶曲，岩体表层裂隙比较发育，强风化层深度4～2m，较破碎。围岩不稳定，毛洞围岩自稳时间短，拱顶常有坍落，边墙也有失稳现象，时间效应明显，开挖后需及时加强支护，围岩类别属Ⅳ类围岩。
2、灌浆工程
2.1洞内灌浆施工
（1）施工顺序
当隧洞同一部位有多种灌浆时，一般应遵循先进行较低压力的灌浆，后进行较高压力的灌浆的原则。具体可按照下列顺序施工：
①在砼衬砌段内的灌浆，应当先进行回填灌浆，后进行围岩固结灌浆。
②砼衬砌与围岩之间的回填灌浆，应在衬砌砼强度达到70%后进行。如以龄期计算，建议在衬砌砼浇筑14d后进行。有的时候工期很紧，可在衬砌砼中加入适量早强剂，这样7d龄期的强度也可接近28d强度的70%左右。总的考虑是希望衬砌砼有足够的强度，水化热温升趋于稳定。
③围岩固结灌浆宜在该部位回填灌浆结束14d或7d后进行（灌浆结石达到设计强度的70%以上）。
（2）变形监测
隧洞内的各种灌浆都应当在安全压力下实施，安全压力的确定可遵循有关规范或参考已有的工程实例，当进行高压灌浆或有专门要求时，则需进行隧洞的变形监测。
2.2回填灌浆
（1）布孔
隧洞回填灌浆孔应布置在顶拱中心角90°～120°范围之内，每排孔数依隧洞大小而定，间排距1.2m。
回填灌浆应按分序加密的原则进行，灌浆孔可分为两个次序，例如奇数排为Ⅰ序，偶数排为Ⅱ序。同一排上的各孔为同一序孔，高处孔作为排气孔后灌浆。
（2）钻孔要求
素砼衬砌的隧洞回填灌浆孔，可在砼衬砌完成后采用凿岩机或其它钻机直接钻进。回填灌浆孔孔径不宜小于38mm， 对于钢筋砼衬砌的隧洞，为了方便钻孔和避免在钻孔时打断钢筋，宜在砼衬砌中设置预埋管（钢管或塑料管），之后通过预埋管进行钻孔和灌浆。
（3）灌浆前的准备工作
对在灌浆前发现的大空腔，应尽量在浇筑衬砌砼时填满。无法填满砼时，应设法以毛石、碎石、卵砾石充满。同时储备足够的水泥等灌浆材料，以便一次连续灌注至结束，避免灌浆过程中断带来诸多不利。
（4）灌浆方法
顶拱回填灌浆应分成区段进行，每区段长度不宜大于3个衬砌段(约30m)。区段端部应在砼施工时封堵严实。
施工开始时，先钻出第Ⅰ次序孔，然后自低端孔向高处孔顺次进行灌浆。当排出浆液达到或接近注入浆液的浓度时，则封闭（塞住）低处孔，改在高处排浆孔继续灌注，依此类推，向前赶灌，直至最后一孔。第Ⅰ次序孔完成后，按同样的程序进行第Ⅱ次序孔的钻孔灌浆。
（5）灌浆浆液
在多数情况下，回填灌浆的浆液均采用纯水泥浆，一序孔可灌注水灰比0.6（或0.2）∶1的水泥浆，二序孔可灌注1∶1和0.6（或0.2）∶1两个比级的水泥浆。空隙大的部位应灌注水泥砂浆，但掺砂量不应大于水泥重量的200%。不论Ⅰ序孔灌注何种浆液，Ⅱ序孔应灌注纯水泥浆。
当使用水泥砂浆时，应当注意防止浆液析水分离，砂浆中掺入适量膨润土（占水泥重量2%以下）可改善浆液的流动性和稳定性。
（6)灌浆结束与封孔
在设计压力下，当灌浆进行到灌浆孔停止吸浆后，延续10min，即可结束灌浆。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
对于隧洞顶部倒孔或其它结束灌浆后孔口返浆的灌浆孔，结束灌浆时应先关闭孔口闸阀再拆除管路，防止灌入孔内浆液倒流出来。
对于回填灌浆完成后没有其它用途的灌浆孔应及时封堵。有的回填灌浆孔需要加深再进行固结灌浆，则在固结灌浆完成后再进行封孔。
(7)回填灌浆质量检查
1)检查孔的布置和检查的时
回填灌浆检查孔应布置在顶拱中心线上、脱空较大和灌浆情况异常的部位，孔深穿透衬砌深入围岩10cm。每10m～12m洞段长（基本上为一个衬砌段）宜布置一个或一对检查孔。
回填灌浆的质量检查如采用注浆试验（包括连通试验）应在该部位灌浆结束7d以后；如进行钻孔取芯检查应在该部位灌浆结束28d以后。
2)检查方法和合格标准
①单孔注浆试验。即向检查孔内注入水灰比为2:1的水泥浆，压力与灌浆压力相同，测量初始10min内的注入浆量。若注入浆量不大于10L为合格，则灌浆工程质量合格。
②双孔连通试验。即在指定部位（通常应当是拱顶）布置2个间距为2～3m的检查孔，向其中一孔注入水灰比为2:1的水泥浆，压力与灌浆压力相同，若另一孔出浆流量小于1L/min为合格。
③检查孔及芯样检查。在拱顶钻检查孔获取岩芯，观察岩芯，必要时使用仪器或简易工具探测钻孔。若无脱空现象，浆液结石充填饱满密实，强度满足设计要求为合格。
根据工程条件和要求可选用一种或两种检查方法。
2.3围岩固结灌浆
(1)固结灌浆孔的布置和分序
隧洞围岩固结灌浆孔的布置主要依据围岩状态，结合隧洞的大小、内外水压力等情况综合考虑确定。
钻孔的方向除特殊情况需考虑岩石的层理或主要裂隙的方向外，一般均按径向或垂直于衬砌砼表面布置。隧洞围岩固结灌浆孔的施工常采用按环间分序，环内加密的方法，环间可分为两序或三序。
（2）钻孔与冲洗
固结灌浆孔的孔径一般为38mm～26mm，当砼衬砌中钢筋十分密集时，可在砼中预埋灌浆管（钢管或塑料管）。固结灌浆孔钻进完成后，应使用大风量压缩空气或大水流进行钻孔冲洗，冲净孔内岩粉和泥渣。
灌浆前钻孔压水试验可选取少数孔（不少于总孔数的2%）进行，在裂隙冲洗后按单点法要求试验，其它孔可结合裂隙冲洗进行简易压水。
（3）灌浆方法与压力
围岩固结灌浆通常采用纯压式灌浆法.各灌浆孔宜单独进行灌注，由隧洞底部开始两侧对称向上进行。在地层均匀、注入量较小的地段可进行并联灌浆，但并联孔应位于同一环上对称分布，孔数不宜多于3个。水工隧洞固结灌浆所用压力大多在1.2～2.0倍内水压力范围内。
（4）灌浆浆液
固结灌浆通常采用纯水泥浆液。可采用P.O42.2普通硅酸盐水泥。浆液水灰比可采用2:1、1:1、0.6或0.2:1，由稀至浓灌注。
（5）灌浆结束条件与封孔
围岩固结灌浆各灌浆段的灌浆结束条件为：在设计压力下，当注入率不大于1L/min后，继续灌注30min即可结束。
固结灌浆孔灌浆结束后应妥善封孔，常用的封孔方法有：
1）全孔灌浆封孔。2）导管注浆封孔。3）砂浆枪封孔。4)人工投入砂浆或水泥球封孔 。
孔口处理：采用以上方法，待浆液析水凝固，孔口还会留下少许空余段，需要使用干硬性水泥砂浆填满压实抹平。
（6）固结灌浆质量检查
围岩固结灌浆工程质量检查，一般情况下可采用钻检查孔进行压水试验的方法，试验为单点法。有条件时宜测定围岩灌浆前后的弹性波波速或弹性（变形）模量。
3结语
本文以石门沟2#水库引水隧洞为例，介绍了小洞室灌浆工程的施工工艺及过程，施工难点分析及质控关键点，为同类工程施工提供参考，希望对小洞室灌浆的施工工艺有一定借鉴意义。
参考文献：
[1]方善新；郑勇；罗仲列.大断面高边墙洞室群灌浆施工技术[j].四川水力发电，2014(8)67-70．
[2]张霄.地下洞室施工遇不良地质段固结灌浆方案研究[J].科技传播,2013(12):151-159.
论文作者:罗凯峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/3
标签：围岩论文; 隧洞论文; 浆液论文; 钻孔论文; 小洞论文; 压力论文; 结束论文; 《基层建设》2017年3期论文;