引水工程隧洞回填灌浆施工技术研究

谢欣

摘 要：在引水工程当中，回填灌浆施工技术是一项处理水工隧洞缺陷的重要工艺，是确保隧洞在高速的水流下安全稳定运行的重要方法，有着较高的施工要求，需选择科学合理的设备、材料及工艺来开展施工。本文对引水工程隧洞回填灌浆施工技术进行简单分析。

关键词：引水工程;隧洞回填;灌浆施工

一、回填灌浆施工技术介绍

回填灌浆施工技术主要指的是使用浆液填充混凝土和围岩或是混凝土与钢结构相互间存在的孔洞与空隙，对围岩或是结构的密实性加以强化。这部分孔洞与空隙是因混凝土浇筑施工存在缺陷、技术限制或是工程运行中产生的。在隧洞衬砌的施工结束以后，将水泥砂浆往不规则的岩面和混凝土收缩间出现的空隙里压入，能有效对隧洞防渗的效果加以改善，而且还能有效管控围岩进一步扩展的压力和变形，促使围岩和衬砌混凝土结为一个整体，强化衬砌的强度。

二、水利工程隧洞回填灌浆施工技术的应用分析

1.工程概况

该隧洞总长3286m，此工程在2003年6月完工，已经正常运行了多年。在2007年停水检修时对该隧洞15个缺陷段共计912m洞段进行了回填与固结灌浆处理。在2008年停水检修间，对该隧洞剩余的963m洞段加以全断面的回填与固结灌浆处理。按照地质雷达的检测结果，在2016年先对缺陷段侧墙加以回填灌浆处理。

2.施工布置

2.1灌浆材料。①水泥：回填灌浆应用普通的硅酸盐水泥，其强度的等级是42.5，务必保证水泥新鲜，若其受潮与结块或出厂期三个月以上的水泥不可在工程当中使用;②水：灌浆的用水需与拌制水工混凝土的用水要求相符，不含有淤泥和油污等雜质，PH值与物质的含量等需和规定的要求相符。

2.2施工设备。①造孔设备：造孔选择Y-28型气腿式风钻设备;②制浆设备：细石混凝土选择商品混凝土，水泥砂浆制浆的主要设备是350型的高速搅拌机。搅拌机其转速与拌和的能力需分别和所搅拌的浆液类型及灌浆泵排浆的量相适应，确保浆液连续均匀的拌制;③灌浆的设备：灌浆的设备包含搅拌桶与灌浆泵。灌浆泵其技术性能需和所灌注浆液类型及浓度相互适应。额定的工作压力高过最大的灌浆压力1.5倍，压力波动的范围小于灌浆压力20%，排浆量达到最大的注入率相关要求;④输水与输浆管路，风、水及电管线按照施工所需用的量、安全可靠、方便施工且与混凝土衬砌干扰较小的原则来布置。

2.3临时用电和用水。灌浆施工选择把发电机配置在作业面来解决临时用电的问题。按照设计的要求，灌浆用水需使用清洁的水源。按照现场的情况，洞内的水源能达到施工的要求。所以，临时的用水选择洞内直接抽水来解决，配备4台3kW的水泵。由于洞内的水位比较低且流量比较小，务必于作业面的抽水处堆筑小型的围堰。设计围堰的长、宽、高分别为4.2、0.5、0.4m。按照灌浆作业面作业的长度，围堰需每40m来搭、拆一次，伴随灌浆作业推进不断的倒运，在灌浆结束后清理外运。

2.4临时的通风。因发电机在工作面布置，必然会出现较大的油烟，作业的环境比较恶劣，在各作业面布置2台2kW的风扇来解决，并视洞内的空气情况考虑于上游的检修闸门布置上1台11kW的轴流风机，风管由4#检修的闸门往上下游的洞内延伸400m。

2.5钻孔。按照设计需要，钻孔的排距是2m，共需钻84个孔。钻孔的作业务必达到灌浆进度的要求，至少需提前一天将50m的钻孔完成，作业和灌浆作业的时间相错开。按照设计的图纸来布孔，避开钢拱架的部位。若钻孔的时候遇到钢拱架与钢筋，应立即停止，由技术人员按照钢拱架与钢筋的部位与走向，对孔位重新布置。

3.灌浆施工

3.1制浆。灌浆选择C20的细石混凝土。如果细石混凝土无法灌入，那么选择水泥砂浆。水泥砂浆选择搅拌机来进行制浆。浆液需严格根据配合比进行下料。在浆液搅拌结束以后，输送到储浆的桶内加以储存备用，由开始制备到用完的时间最好不要超过4h。

3.2装设灌浆管。灌浆管选择用钢管来制作，每一根长为0.6m，于一端装上连接扣，在灌浆的时候直接和注浆头扣于一起便可。在灌浆以前，先把灌浆管装在灌浆孔上，1孔/根，灌浆管需伸至衬砌里，距脱空区的岩面10cm。灌浆孔安装后用速凝混凝土固定在孔壁上。

3.3回填灌浆。①灌浆的方法：选择“推赶灌浆法”来施工，在灌浆当中对衬砌混凝土变形严密加以监视;②灌浆的顺序：由隧洞下游往上游按序分段分班组进行施工;③灌浆的压力：按照设计的要求，脱空比较大且衬砌比较薄的位置，灌浆的压力需尽可能小（0.05～0.2MPa）。针对脱空不很明显的位置，按照设计与以往的施工经验，素混凝土衬砌孔口的灌浆压力在0.2～0.3MPa间，钢筋混凝土衬砌孔口灌浆的压力在0.3～0.5MPa间。在确保结构安全前提下需用较高压力进行灌浆。

3.4灌浆结束的条件。针对无压力的回填灌浆孔，若低处孔灌浆的时候，当高处孔有浓浆液排出时需停灌。针对有压力的回填灌浆孔，于设计规定的压力下，灌浆孔部吸浆以后，延续30min灌注后便可停止。于顶拱回填灌浆的时候，由于顶拱的浆液高于孔口的位置，务必在灌浆结束时先将孔口阀门关闭后再停机，预防出现浆液倒流的现象。

3.5封孔。在灌浆结束8-12h以后，将灌浆塞卸下来，若灌浆的浆液是浓浆且于规定的压力下结束的孔，可以不需扫孔到底，如果灌入稀浆或是仅串灌稀浆的孔，发现孔内阻塞需重新扫孔至底。封孔的时候选择干硬性的水泥砂浆来封填压实且孔口需压抹齐平，干硬性的砂浆配比水：灰：砂=0.35：1：1.5。

4施工注意的事项

①灌浆前严格按照设计的要求来放线，预防钻孔与灌浆的位置发生偏差;②钻孔结束以后需测空且加以记录，可掌握灌浆区段脱空的情况与注浆量的大小，便于将灌浆以前准备的工作做好。还能判断混凝土衬砌厚度，如果发现局部混凝土的厚度较薄，在灌浆时需管控压力或是选择监控的举措，避免衬砌出现变形;③设计中灌浆的压力是孔口灌浆的压力，若施工时把压力表与压力控制阀移到隧洞底板上的时候，需对孔口至底板间各浓度浆液所增强的压力值加以考虑;④如果一个灌区段里的同序孔都已钻孔，灌浆时，需把灌浆孔上游不少于两孔将灌浆管装设好，避免串浆时来不及装设。灌浆当中出现孔串浆时，需先令其将水和稀浆自排出来，等排出最浓级的浆液以后，再关闭灌浆管的阀门。若串浆孔的浓浆未到最浓级的时候，需重新对此串浆孔灌浆;⑤若钻孔以后，有洞段各孔持续的出水量Q>0.3L/min，应及时联系业主与监理和设计至现场来协商解决;⑥灌浆施工需严格根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》来实施。

结束语

引水工程隧洞回填灌浆施工技术对于引水隧洞的缺陷处理具有极其关键的作用，一方面，在施工以前需严格按相关规范、标准设计出切实可行的方案，另外，在实际的施工当中，需严格管控施工工艺及工程施工的质量，选择有效的对策来保证灌浆质量，以确保引水工程的安全稳定运行。

参考文献

[1] 赵长兴.水利工程隧洞回填灌浆施工技术[J].建筑工程技术与设计，2018（10）：2490.

[2] 熊鹏英.水利工程隧洞回填灌浆施工技术[J].低碳世界，2017（09）：68-69.