石方隧洞渗水段固结灌浆技术探讨

任永忠

摘 要：文中通过结合施工实例，针对该工程中隧道石方开挖与支护施工环节，详细地探讨其在工程中的实施，同时提出相应的质量控制技术，旨在能为同类工程提供参考借鉴。

关键词：石方隧洞；渗水段；固结灌浆技术

中图分类号：TV55 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0105-01

1 工程概况

隧洞取水口位于水库内河道右岸，距水库大坝轴线约550m，距导流兼泄洪、排沙、放水洞进口约450m。隧洞进口由于水库運行水位（669.9m）与招标时运行水位（650m）不一致（高出19.9m），经各参建方现场踏勘，专家讨论后，确定了闸井左岸侧向支洞进主洞的施工方案。施工支洞为下倾12%纵坡，施工主洞洞顶低于水库运行水位约10m。

2 施工方案

该洞段固结灌浆堵水施工，采用环间分序、环内加密的原则，对个别渗透性较强的部位采用加密孔的方法。采用全断面固结灌浆施工，灌浆长度宜向渗、涌水段上下游各延伸2序，约6m。注浆孔间距一般为浆液扩散半径的1.5-1.7倍，参考洞内固结灌浆孔设计施工，初始间、排距为3.0m，梅花形布置，入岩深度3.0m，视阻水效果逐级加序、加密施工（分2序施工）。由于开挖预留1m平台，灌浆时应按照先边墙再顶拱最后底板（回采清底后）的顺序实施。施工中应做到1孔1灌或1序1灌，逐级施工。考虑该过程灌浆基本无盖重，注浆冒浆、漏浆情况或严重，施工中应严格控制灌浆压力与注入间隙，拟灌浆压力0.2～0.5MPa，具体视洞壁外侧水压调整。

2.1 施工工艺流程

测放孔位→I序孔施工（造孔→洗孔→压水试验→灌浆→封孔）→II序孔施工→检查孔施工。

2.2 测放孔位

根据现场测放孔位，并以红油漆做好标记，孔位偏差不大于20cm。

2.3 造孔、洗孔

（1）采用YT-28手风钻造孔，孔径Φ42mm，钻孔深入岩面3m。初始间排距3.0m*3.0m，梅花形布置，视封堵效果逐级加密，加密后1.5m*1.5m。（2）固结灌浆应按照环间加序、环内加密的原则进行，一般分2序即可。（3）固结灌浆的所有钻孔，统一进行编号，灌孔编号由部位、灌浆排序、孔号、孔序组成。比如：先施钻I序1、3、5…后施钻II序2、4、6…（4）固结灌浆孔为垂直孔，钻孔不测孔斜，但要求其顶角偏差不得超过5°，终孔深度不得小于设计规定及监理指示的深度。（5）固结灌浆孔造孔结束后进行孔壁冲洗和裂隙冲洗，孔内沉积厚度不得超过20cm，直至回水清净时止。（6）冲洗水压力为最大灌浆压力的80%，且不大于1MPa。（7）断层、大裂隙等地质条件复杂地区，是否需要进行裂隙冲洗以及如何冲洗，应通过现场试验或设计确定。

2.4 压水试验

压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用单点法测算。选择有代表性的灌浆孔进行灌前压水试验，试验孔不小于总孔数的5%。压水试验压力采用该孔段灌浆压力的80%。

2.5 固结灌浆

2.5.1 灌浆材料

（1）水泥：灌浆采用42.5普通硅酸盐水泥（2）水：符合砼拌制用水，利用库区水。（3）外加剂：在水泥浆液中掺入速凝剂，外加剂的质量符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-2014），掺量3%～5%。

2.5.2 制浆

固结灌浆采用纯水泥浆，42.5普通硅酸盐水泥。搅拌时间高速搅拌机应不少于30s，普通搅拌机应不少于3分钟，从开始备制到用完的时间宜小于4h。浆液温度应保持在5～40℃，低于或超过此标准的应视为废浆。

2.5.3 灌浆方法

（1）采用纯压式，全孔一次灌浆。灌浆前应测记涌水压力和涌水量，加速凝剂加速凝结，最后浓浆结束灌注并保证足够屏浆时间。（2）固结灌浆原则上一泵灌一孔，当固结灌浆发生相互串浆时可采用群孔并联灌注，但并联孔数不宜多于3个，并应控制压力，防止混凝土面或岩石面抬动。 （3）按环间加序、环内加密的原则逐级、逐序灌浆。（4）根据隧洞内渗水情况与岩石稳定状况，固结灌浆压力不同的部位采用不同的压力，取灌浆压力0.2-0.5MPa，如果水头压力较大可适当加压。（5）一般，当吸浆率较小时，应灌稀浆，在较短时间内达到规定压力，吸浆率较大时，应灌浓浆，稍缓慢地升到规定压力。（6）灌浆过程中应经常转动和上下活动灌浆管，回浆管宜有15L/min以上的回浆量，以防灌浆管在孔内被水泥浆凝住。

2.5.4 封孔

灌浆孔灌浆结束后，采用压力灌浆封孔法封孔。即灌浆注入率不大于0.4L/min时，继续使用这种浓浆进行纯压式灌浆，灌浆持续时间30min即可。待孔内水泥浆液凝固后，对钻孔空余部位使用水泥砂浆封填密实，孔口压抹齐平。

2.5.5 固结灌浆质量检查

固结灌浆质量压水试验检查宜在灌浆结束3-7d后进行，检查孔布置在耗灰量大，灌浆不正常处。检查孔数量不宜少于灌浆孔数的5%，一般透水率不大于3-5Lu即合格。孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。

2.5.6 施工期变形监测

由于洞内渗水情况严重，岩石破碎裂隙较发育，岩石稳定性差，灌浆与洗孔过程中伴随着风压对围岩的挤压，易造成塌方，故我方在此段埋设了一组围岩变形监测环，进行围岩变形监测。若在灌浆过程中发现围岩异常，应立即降压并停止灌浆作业，报告有关人员，并作出详细记录。