特长引水隧洞衬砌背后溶腔回填灌浆施工技术

摘 要：引水隧洞穿越岩溶地段，且地下水丰富。为了保证隧道的稳定性，需对溶腔进行回填处理，对于离隧道近，空间较小的溶洞采取了灌浆回填技术，施工中取得良好效果。

关键词：引水隧洞；施工技术；岩溶；灌浆回填

中图分类号：U45 文献标识码： A

1 工程概况

山西省中部引黄工程是山西省十二五规划大水网建设中一项重要的工程，本工程干线自天桥水电站库区取水，供水范围包括四市十六个县（市/区），涉及忻州市保德县；吕梁市：兴县、临县、离石、柳林、中阳、石楼、交口、孝义、汾阳九个县（市/区）；临汾市：隰县、蒲县、大宁、汾西四个县；晋中市：灵石、介休两个县（市）。规划年供水6.02亿m3。中部引黄工程包括取水工程和输水工程。

取水工程位于保德县境内，进水塔位于天桥水电站库区上游枣林沟口处左岸，义门镇东北角，距天桥水电站枢纽约1.4 Km。设计取水流量23.55 m3/s，设计最低取水水位830.0m，最高取水位834.0m。

主要建筑物：取水口进水塔、引水隧洞、调压池、取水泵站、压力管道、出水池、干线及支线输水隧洞、倒虹吸、渡槽等建筑物按2级建筑物设计，次要建筑物：管理站建筑物、泵站附属建筑物、分水隧洞及分水口建筑物为3级，临时建筑物为4级。

2水文地质情况

引水隧洞从吕梁山南麓穿过，沿线地势起伏较大，河流及冲沟发育，最高山峰为木孤台，山顶高程为1976m，隰县出水口城川河河床高程为920m，相对高差约1050m。

隧洞沿线穿过地层从老到新有：太古界吕梁山群古老变质岩；震旦亚界长城系石英砂岩；古生洁寒武系及奥陶系灰岩、白云岩及泥灰岩；石灰系，二叠系及中生界三叠系砂页岩；新生界上第三系、第四系松散层等。引水隧洞沿线主要地质现象为基岩分化、坍塌、岩溶。

西干线隧洞沿线地下水主要有：太古界吕梁山群编制岩类裂隙水、寒武奥陶系碳酸盐类裂隙岩溶水、石炭系和三叠系砂岩裂隙水与松散岩类孔隙水四种类型。大部分洞段位于地下水位以下。

因此，对于隧洞穿越岩溶地段，需对溶腔进行回填处理，对于离隧道近，空间较小的溶洞只需要进行灌浆回填技术处理。

3 灌浆回填技术

隧洞回填灌浆具有堵水、加固结构、改善结构受力条件和控制地层沉降的作用。回填灌浆应在衬砌混凝土达到70%强度后方可进行。

3.1 灌浆孔布置

回填灌浆孔布置于拱顶100o范围内，灌浆压力为0.2MPa灌浆孔排距3m，梅花型布置，灌浆孔深入岩石10cm、孔径75mm，布孔时避开环向施工缝。

3.2施工工序

(1)钻孔

在钢筋混凝土衬砌中回填灌浆孔采用预埋PVC管钻孔的方法。

(2)灌浆分序

按划分的灌浆区段分序加密的原则进行，根据工程实际情况及设计需要，分作两序进行。同序孔一次钻出，然后由隧洞较低的一端开始向较高一端推移灌浆。将最底端的一个孔作为进浆孔，临近的孔作为排水、排气用，待其排出最稠一级浆液后，立即将它堵塞，再改换进浆孔，直至全序孔灌到结束。灌浆结束后，将孔口闸阀关闭，待浆液凝结后，才可解除闭浆装置。为了使灌入的浆液能凝结密实，前序孔需待凝3d以上，才可施工后序孔。

(3)灌浆压力

灌浆压力应根据灌浆试验确定，回填灌浆的压力满足设计要求。

(4)浆液配比

回填灌浆的水泥浆液水灰比，一序孔可灌注水灰比0.6：1或0.5：1的水泥浆，二序孔可灌注1：1和0.6(或0.5)：1(重量比)两个比级的水泥浆。当回填部位的空洞较大、彼此串通时，可灌注水泥砂浆，但掺砂量不大于水泥重量的200%。

(5)灌浆结束

回填灌浆在设计压力下，灌浆孔停止吸浆，继续灌5min即可结束。

3.3 工艺要点

在回填灌浆之前，将混凝土衬砌的施工缝、裂缝等，采用嵌缝、表面封堵等方法堵漏处理。在灌浆过程中如发现漏浆，采取加浓浆液、降低压力、间歇灌浆等方法处理。

回填灌浆因故中断，应及早恢复灌浆；中断时间大于30min，应设法清洗至原孔深后恢复灌浆；此时若灌浆孔仍不吸浆，则重新就近钻孔进行灌浆。

灌浆结束后，排除钻孔内污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平。露出衬砌混凝土表面的埋管应割除。

在灌浆区安设变形观测装置，密切注意衬砌混凝土的变形。

3.4 质量检查

回填灌浆结束7天后通过打检查孔进行质量检查，检查孔布置在断层、涌水、脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位。检查孔数应为灌浆总孔数的5%。

回填灌浆的合格标准：回填灌浆质量采用钻孔注浆法进行检查。应向孔内注入水灰比2：1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入量不超过10L，即为合格。

4 结语

该引水隧洞的衬砌背后溶腔采用灌浆回填技术，不仅减少了溶腔中的遗留空隙，确保回填密实，还减少了钻孔数量和灌浆次数，既缩短了工期，又降低了成本，该方法具有较高的应用推广价值。

参考文献：

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[2]肖志韬.北京地铁五号线崇文门至东单区间隧道浅埋暗挖注浆技术[J],市政技术,2004,22(5):288-291

[3]吕 波.地铁隧道穿越饱和动水砂层止水加固技术研究[J],铁道建筑,2012,5:47-50

作者简介：赵弟明(1982– )，男，山西太原人，大学本科，工程师，主要从事水利水电工程建设管理工作。