浅议水工隧洞的灌浆施工工艺

[摘 要]隧洞工程是水利水电工程建设中的重要组成部分，随着十二五对水电投资的加大水工隧道的重要性愈发凸显，本文针对水工隧洞灌浆施工，对生产实践中的固结、回填以及帷幕灌浆进行了详细的阐述与分析对比。

[关键词]水工隧洞；灌浆；施工工艺

中图分类号：TV672+.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0118-01

1 概述

发电隧洞一般是有压的；灌溉、供水和泄水隧洞，可以是无压的，也可以是有压的；而渠道和运河上的隧洞则是无压的。水工隧洞主要由进水口、洞身和出口段组成（发电用的引水隧洞在洞身后接压力水管，渠道上的输水隧洞和通航隧洞只有洞身段。闸门可设在进口、出口或洞内的适宜位置。出口设有消能防冲设施。为防止岩石坍塌和渗水等，洞身段常用锚喷（采用锚杆和喷射混凝土）或钢筋混凝土做成临时支护或永久性衬砌。洞身断面可为圆形、城门洞形或马蹄形。有压隧洞多用圆形。进出口布置、洞线选择以及洞身断面的形状和尺寸，受地形、地质、地应力、枢纽布置、运用要求和施工条件等因素所制约，需要通过技术经济比较后确定。

2 灌浆施工的准备

2.1 准备原材料

灌浆材料一般分为两类，第一类，固体颗粒材料，例如水泥和粘土以及粉煤灰和砂等，用这些固粒颗粒材料制成的浆液为悬浮液；第二类是化学灌浆材料，例如甲凝和环氧树脂以及氰凝等，利用各种化学灌浆材料制成的浆液为真溶液。通常情况下，常见的灌浆施工均以水泥基浆液为主，只在地质断层和微细裂隙以及有涌动水等特殊部位采用化学灌浆进行补充。在实际的施工中，有必要的话可以通过试验等方式来适当添加减水剂或稳定剂。其中，用到的水泥品种一般采用普通硅酸盐水泥或着硅酸盐大坝水泥，且所使用的水泥不得出现结块，所掺外加剂必须符合最新的国家或行业标准。下表为一些常用的灌浆施工材料及其特点和适用范围等。

2.2 准备灌浆设备

灌浆设备包括灌浆泵和搅拌机以及储浆机和湿磨机，还有灌浆动记录仪等。在前期准备的时候，要保证所用搅拌机的转速和拌和能力能够满足浆液类型和具体的排浆量的要求，拌制的过程也要均匀、连续。灌浆泵的性能也要满足具体浆液浓度的需要，并注意对灌浆泵和灌浆孔、压力表等进行细致的检查，保证所有线管设备处于正常稳定的运行状态。

3 同填灌浆

混凝土浇筑后，极易留下空隙，这时，便需要利用回填灌浆来加固土体，对空隙进行填充，减少渗漏现象的出现。一般情况下，回填灌浆大多应用于平洞和斜井工程中，并要在砼浇筑后2周进行。

3.1 回填灌浆工艺流程：施工放样钻孔冲洗灌浆封孔检查孔补灌验收封扎。

3.2 技术要点分析：（1）分段施工。进行顶拱回填灌浆的时候最好进行分区施工，每段50m左右，并对端部进行严密封堵。（2）回填灌浆压力。孔口压力是回填灌浆中一个十分重要的控制参数，在施工中，确定具体压力大小的时候要充分考虑到衬砌的实际厚度等因素的影响。（3）验收封扎。在灌浆结束验收工作之后，要及时的封填钻孔。

4 帷幕灌浆

在水利工程建设中，利用深孔灌浆法在岩石或者砂砾石地基中建造出防渗幕即为帷幕灌浆，帷幕灌浆可以有效的防止地基出现渗水现象。按照灌浆孔的具体排数来分，可以把帷幕灌浆分为两排孔和多排孔帷幕，实际施工中要按照具体情况来选择不同的排孔。例如，在实际地质条件较为复杂的时候，则大多会选择多排孔帷幕灌浆。

4.1 帷幕灌浆的作用。利用帷幕灌浆工艺，可以在地基的形成高效的防护，有效防止渗透现象的出现。

4.2 技术要点分析：（1）钻孔。帷幕灌浆的钻孔要利用地质回转钻机来进行，钻机要选择小口径和金钢石钻头。（2）冲洗。对钻孔的冲洗要利用高压水脉动方式，并冲洗30min以上。（3）制浆。集中进行制浆，并分部位进行供浆。经过湿磨机的串联磨制后，将浆液送人搅拌桶，外并添加适量的外加剂。（4）检测。用标准漏斗粘度计对浆液浓度进行检测，如果漏斗粘度在30s以内则符合要求。（5）记录：整个帷幕灌浆的过程要利用自动记录仪进行详细的记录。

5 固结灌浆

利用固结灌浆，可以有效的改善节理裂隙发育或有破碎带的岩石的物理力学性能，加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩的实际压力，并保证岩石的弹性抗力，减小地下水对衬砌的压力，减少渗漏的出现。一般情况下，固结灌浆只需要在在岩石的表层进行钻孔即可，整体灌浆覆盖面积较大，范围较广，可全孔一次灌浆。但在特殊情况下，可以适当采用中深或者深层钻孔。例如，如果地质条件较差，或者在基础的较深处出现了软弱破碎带，还有基础岩石承受较大荷载的部位，大多采用中深钻孔。固结灌浆要在回填灌浆之后的1～2周进行。

5.1 固结灌浆的工艺流程为：施工放样钻孔冲洗灌浆封孔检查孔补灌验收封孔。

5.2 固结灌浆主要作用和目的为：（1）保证岩石具有更高的整体性和均质性，并有效提高岩石的抗压强度等；（2）减少岩石的变形与不均匀沉陷程度。

5.3 固结灌浆工艺技术要点分析：（1）固结灌浆孔裂隙的冲洗，一般由单孔、群孔和扬水冲洗三种方式。第一种，单孔冲洗，适用于地质条件较好的情况，对一个孔用压力水或风水进行联合冲洗第二种方式，地质条件较为复杂的时候，大多采用群孔冲洗，对一组孔采用风、压力水联合或轮换冲洗。第三种方式，扬水冲洗，地下水位较高的时候，把风送入孔内，通过风和水的喷出，将孔内的岩粉、泥质物等带出孔外，达到清洗的目的。（2）如果岩石地质条件较为复杂，需要先进行现场固结灌浆试验，确定具体的技术参数，例如排距、布孔形式以及灌浆的次序等。如果经勘测，实际地质条件相对较差，则需要在实际的灌浆过程中适当的降低灌浆的实际压力。

6 小节

利用回填灌浆和固结灌浆工艺，水工隧洞的围岩得到加固，达到了较好的整体性与均质性。洞内的施工环境也得到较大的改善，且具有极好的防渗性，取得了良好的工程冶理效果。我们相信，随着灌浆工艺水平的不断提高，水工隧洞工程质量将会得到进一步的提升，极大的推动我国水利工程事业的进步。

参考文献

[1] 林继镛.王光纶.水工建筑物（第5版）.中国水利水电出版社； 第5版.2009年5月

[2] 钟登华.袁光裕.胡志根.水利工程施工（第5版） .中国水利水电出版社；2009年3月

[3] 王永兴.水工隧洞施工与质量控制.黄河水利； 第1版.2006年7月

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