导流洞灌浆施工技术研究

葛方勇

（大石峡水利枢纽工程建设管理局， 新疆 阿克苏 843000）

1 概况

大石峡水利枢纽工程导流洞全长1200m，纵坡i=6.667‰。导流洞灌浆主要包括洞身段回填灌浆及固结灌浆。洞身段顶拱范围均进行回填灌浆，且洞身段全断面设置固结灌浆，钻孔呈梅花型布置。

2 施工材料及机具

该工程灌浆水泥采用普硅PO42.5 级水泥，水泥细度通过80μm 标准筛余量不大于5%，符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）规范规定。灌浆浆液采取集中制浆，制浆采用2 台ZJ-400 型高速制浆机，供浆采用2 台3SNS 送浆泵。钻孔采用YT-28 型风动钻机；灌浆设备采用多缸高压灌浆泵，灌浆监测采用灌浆自动记录仪。

该导流洞衬砌成型断面尺寸为14.5m×10m（高×宽），属于特大断面隧洞，为确保施工质量及人员施工安全，灌浆施工中均采用可移动式灌浆台车进行施工作业。

3 施工工艺技术

3.1 回填灌浆

3.1.1 钻孔

导0+000.00～导0+660.00 回填灌浆孔沿洞轴线每隔3.0m 在拱顶按孔间夹角∠22°布置一环灌浆孔，每环6～7 个孔，呈梅花型交错布设；导0+660.00～导1+200.00回填灌浆孔沿洞轴线每隔4.0m在拱顶按孔间夹角∠34.41°布置一环灌浆孔，每环3～4 个孔，呈梅花型交错布设。

在隧洞衬砌时预埋回填灌浆孔，孔深深入基岩10cm，孔径φ50mm。钻孔完成后进行空腔测量并记录。

3.1.2 回填灌浆施工

采用孔口循环、孔内纯压式灌浆法，施工由较低端向较高端推进。同一灌区内的同一次序孔全部钻出后，再进行灌浆；两次序孔灌浆间隔时间为48h。

低处孔灌浆时，高处孔用于排气、排水，当高处孔排出的水泥浆液接近灌入浆液比重时，将低处孔堵塞，改从高处孔灌注。

灌浆结束后采取闭浆措施，待固结灌浆施工结束后封孔。

3.1.3 回填灌浆工程质量检查

灌浆结束7d 后进行质量检查，质量检查孔布置在顶拱脱空较大、注灰量较大的部位，洞轴线15.0～20.0m 布置1 个质量检查孔，检查孔数量不少于灌浆孔的5%。

质量检查采用单孔注浆检查，向孔内灌注水灰比为2:1 的纯水泥浆，试验压力与灌浆压力相同，初始10min 内注入量小于10.0L 即为合格。

3.2 固结灌浆

3.2.1 抬动观测孔钻孔及埋设

抬动观测孔孔径φ50mm，钻孔深度深与灌浆孔深度一致。内测杆采用φ14mm圆钢。底板抬动观测孔埋设采用0.5:1:1 水泥砂浆定量注浆,内测杆孔底埋设深度0.5m；外隔离管采用φ50mm 钢管。

侧墙及顶拱部位的抬动观测孔埋设，内测杆0.5m 处焊接φ40mm 加工垫片（垫φ45mm 橡胶垫），内测杆外套φ40mm 钢管压顶至孔底后临时固定，8h 后取下φ 40mm 钢管，正常安装φ50mm 外管。采用钢筋（φ12mm）和铁板（50mm×50mm）焊接锚固观测台。

3.2.2 声波测试孔

孔径φ50mm，钻孔深度与灌浆孔一致，钻孔冲洗完成后进行灌前声波测试，然后进行固结灌浆、封孔。固结灌浆完成后14d，扫开原孔进行灌后声波测试，然后灌浆，封孔。

3.2.3 固结钻孔

采用YT-28 型风动钻机钻孔，合金钻头清水钻进，孔径不小于φ50mm。孔位布设根据部位不同孔距、孔深有变化，孔位偏差不大于10cm。

3.2.4 钻孔冲洗

灌浆前进行钻孔冲洗，清除孔内残积杂质，冲洗分钻孔冲洗及裂隙冲洗。

1）钻孔冲洗采用大流量清水敞开冲洗，孔底残留物厚度小于20cm，回水不含岩粉和杂质后结束。

2）裂隙冲洗采用脉冲压力冲洗方式，冲洗时间不超过15min，冲洗压力为同段灌浆压力的80%且不超过1.0MPa。

3.2.5 压水试验

固结灌浆前选取有代表性的孔段进行单点法稳定压水试验，压水试验孔数不少于总灌浆孔数的5%，压水试验压力为灌浆压力的80%，且不超过1.0MPa。

单点法压水试验稳定标准为：在稳定压力下，每5min 测读一次压入流量。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1.0L/min 时，压水试验结束，取最终值为计算值。

3.2.6 固结灌浆技术控制

1）灌浆采用孔口阻塞，孔口循环、孔内纯压式灌注；单孔按1 个段次灌注； 灌浆压力根据不同地段灌浆压力不同。

2）但灌浆过程中注入率较大或易于抬动部位，采用分级升压或间歇升压法灌注，使灌浆压力与注入率相适应。

3）固结灌浆水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.5:1 四个比级，开灌水灰比采用3:1。

4）浆液变换原则:当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液注入量已达300L 以上，或灌浆时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级水灰比。

3.2.7 固结灌浆结束标准和封孔方法

达到设计规定的压力下，注入量小于1.0L/min，延续灌注30min 结束，采用全孔置换灌浆封孔法封孔。之后向孔内下入导管至孔底, 采用水灰比为0.5:1 的浓浆将孔内余浆置换成浓浆，当孔口返出0.5:1 的浓浆时，进行灌浆封孔，封孔压力采用灌浆压力，灌注持续时间10min 结束。

封孔后待凝24h，将尚未填满压实部分排水去污，用干硬性水泥砂浆补封填实，孔口压抹齐平。

3.2.8 抬动观测

每个灌浆单元设置相应数量抬动变形监测装置，观测砼表面和基岩的抬动变形，使用千分表读数。在裂隙冲洗、压水试验、灌浆过程中进行抬动观测，发现产生不利的抬动，或抬动值接近规定界限（单孔发生的抬动值不得超过200μm）,立即降低压力或者停灌，并详细记录各项数据。

3.2.9 固结灌浆质量检查

质量检查以声波测试成果为主，结合灌后检查孔压水试验，灌浆记录等评定工程质量。

1）岩体波速测试检查

灌浆结束14d 后，进行灌后声波测试，检测结果Ⅲ类围岩波速提高10%～15%以上且不低于3000m/s，Ⅳ类围岩波速提高15%～20%以上且不低于2500m/s。

2）质量检查孔压水试验

固结灌浆质量检查孔压水试验在该部位3d 后进行，检查孔不少于灌浆孔总数的5%。压水试验采用单点法，设计防渗标准:透水率≤5.0Lu。合格标准:单元工程内检查孔试验段合格率在85%以上，不合格孔段的透水率不超过设计值得150%，且分布不集中。质量检查同时满足以上两个标准即可认为合格。

4 结语

新疆大石峡水利枢纽工程导流洞断面尺寸大，防渗要求较高，在灌浆施工过程中采用固结灌浆及回填灌浆施工工艺，使隧洞防渗达到了预期效果，对洞内安全作业、质量控制起到积极的促进作用。