泽城西安水电站（二期）进场隧洞回填灌浆试验分析

吴叶菲

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

山西省泽城西安水电站（二期）工程，地处晋中市左权县境内的清漳河干流上，距左权县城约35 km，控制流域面积3 230 km2，是一座以发电为主，兼顾防洪、养殖综合利用，并为下游梯级水电站调节发电用水的枢纽工程。进场道路工程为枢纽工程的配套工程，山岭重丘三级公路，全长5.25 km，其中隧洞长2 664 m（桩号1+204—3+867），隧洞开挖断面面积约52 m2，宽度7.8 m，高度6.49 m。工程布置于大坝下游，起点为粟桐公路前山村口。建成后为水库的专用道路，服务于水库后期的运行与管理。

桩号3+853—3+807段隧洞围岩为长城系常州沟组（Chc）黄褐色、淡黄色、黄白色中薄石英砂岩夹青色、紫黄色薄层粉质页岩，层理发育，层厚0.05～1.5 m，岩体破碎，节理裂隙发育，该段围岩岩体稳定性较差，围岩类别为Ⅳ类。

1 回填灌浆试验

1.1 试验目的

核实回填灌浆设计标准的合理性；研究回填灌浆施工工艺；确定回填灌浆满足设计标准的灌浆压力、浆液配比及检查孔水灰比等施工参数；检验回填灌浆后，隧洞一、二次支护后的空隙及裂隙空腔的充填效果。

1.2 回填灌浆设计标准和要求

试验段回填灌浆孔在隧洞顶部90°～120°范围内布孔，排距2 m，前排3孔后排4孔依次梅花形布孔。

采用纯压式灌浆。回填灌浆压力采用0.3 MPa。回填灌浆采用0.6∶1或0.5∶1浆液配比。按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》5.5.6条执行。回填灌浆在规定的压力下灌浆孔停止吸浆后，继续进行10min后结束。回填试验灌浆结束后，检查孔采用水灰比为1∶1.5的水泥浆进行注浆检查，初始10 min内注浆量不大于10 L为合格。

2 灌浆试验施工

2.1 施工设备

用于本工程灌浆试验的主要设备见表1。

表1 简易制浆站施工设备配置表

2.2 试验施工工序

为增加进场道路隧洞二次支护后隧洞的整体稳定，确保水库后期的安全运行，回填灌浆施工前，经现场确定，选择围岩岩体稳定性较差的桩号3+853—3+807段作为IV类围试验段进行回填灌浆。

回填灌浆试验分两个次序，采用“环间分序，环内加密”的原则进行施灌。灌浆方式采用纯压式灌浆，灌浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥。

主要施工工序：钻孔、冲洗、压水试验、灌浆、封孔。

钻孔：洞壁及拱顶施工钻进采用手风钻钻孔，成孔孔径40 mm。

冲洗：回填灌浆孔钻孔结束后，进行钻孔冲洗，灌浆前进行裂隙冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%。

压水试验：其中有2个孔为单点法压水试验，其余孔均为简易压水试验，压力与冲洗压力相同，每5 min读一次压入量，用最后的流量计算透水率。

灌浆：回填灌浆压力采用0.3 MPa。

浆液配比：回填灌浆采用0.6∶1或0.5∶1浆液。

浆液调整：当灌浆压力维持稳定，注入率逐渐减小时，或当注入率不变而压力逐渐升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300 L以上或灌注时间已达30 min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不明显时，应改浓一级；当注入率大于30 L/min时，可根据具体情况越级变浓。

灌浆结束：在规定压力下灌浆孔停止吸浆后，继续进行10 min结束。

封孔：采取干硬性水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。

2.3 质量检查孔

灌浆质量检查在该部位灌浆实际结束7 d后进行，检查孔位置由监理工程师现场指定，位于检1（3+836处），灌浆质量检查采用单点法压水试验，试验压力为灌浆压力的80%，压力一般为0.3 MPa。

2.4 质量控制主要措施

根据任务要求，编制施工技术细则，对施工机组进行技术、质量交底，自觉搞好施工质量工作；采用先进、合理的施工方法，以清楚、实用的方式规定工艺标准，严肃工艺纪律，杜绝违章作业；根据规定的方式和程序查验工序施工质量。严格执行“三检制”，及时对单元工程进行质量评定，不合格工序及时补救，切实做到层层落实、层层把关、层层负责；由技术员负责整个工程的质量工作，机组设兼职质检员，做到了一个工序不合格不进行下一道工序施工，达不到技术规范要求不许结束灌浆；严格按技术要求规范施工，发现问题及时与监理工程师一同探讨解决。

3 灌浆成果及结论分析

3.1 回填灌浆成果分析

回填灌浆试验段桩号3+853—3+807，共完成灌浆孔84个，回填面积644 m2，检查孔1个。采用纯水泥浆灌浆。

3.1.1 施工情况

隧洞混凝土浇注时已埋设灌浆预埋管，孔位偏差不大于10 cm，灌浆施工造孔穿透预埋管，深入基岩10 cm，终孔验收孔深≥设计孔深，符合设计要求。灌浆严格按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2012）进行。灌浆采用纯压式灌浆；灌浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥。由于衬砌混凝土顶部存在空腔，施工时将试验灌浆孔全部钻出，然后从较低的一端向较高的一端推进，低处孔灌浆，高处孔排水。分两序施工，Ⅰ序孔灌浆完成后，再施灌Ⅱ序孔。然后在规定的时间内对该试验段做压水试验进行质量检查，检查孔个数为1个。

3.1.2 质量统计

回填灌浆单位注入量分序统计见表2。

表2 3+853～3+807段回填灌浆单位注入量分序统计表

通过注浆试验灌浆资料分析，回填效果显著，质量满足规范要求。由表2知，试验段Ⅰ序孔单位注入量和Ⅱ序孔单位注入量呈明显递减趋势，且递减幅度较大，说明随着灌浆序次递增衬砌混凝土与洞室围岩接触面的单位注入量递减，空腔不断被充填、密实。回填灌浆质量满足设计和规范要求，使衬砌混凝土与洞室围岩接触面及脱空部位得到更充分的充填。

3.2 回填灌浆结论分析

经过灌浆实验及检查孔质量分析，选取的灌浆试验压力（参数为0.3～0.5 Mpa）均能满足设计要求。因此，泽城西安水电站（二期）工程进场道路隧洞回填灌浆采用0.3 Mpa灌浆压力进行回填灌浆，回填灌浆采用0.5∶1浆液，检查孔采用水灰比为1∶1.5的水泥浆进行注浆检查。

4 结语

通过对进场道路隧洞进行回填灌浆，隧洞一、二次支护之间的空隙及山体裂隙空腔部分得到了很好充填，从而使山体和二次支护很好地结合为整体，共同抵御外力，增加了隧洞的稳定性；同时，有效阻止了山体渗水的渗漏，保护了公路的使用寿命，保障了水库后期的运行安全。