1、对某水利水电工程中隧洞灌浆技术的探讨摘要:在现代水利水电工程中，隧洞灌浆技术是水利枢纽对基础工程处理的一种重要方法之一,本文阐述水工隧洞回填及固结灌浆施工技术的应用及方法,通过质量检查,隧洞灌浆效果非常明显,适应性强,成本比较低廉,结石强度不高,可用于砂砾层防渗。关键词:水利水电工程；灌浆技术；质量控制1 工程概况某水利枢纽位于河流中下游河段的山峡谷中,由大坝、表孔溢洪洞、引水发电洞、中孔泄洪洞、深孔排沙放空洞和发电厂房组成。拦河坝为粘土心墙坝,坝顶高程 1 000m,最大坝高 105 m。水库调节库容12.32108m3,调洪库容 2.57108m3,死库容 3.2108m3。排沙放空洞位于
2、联合进水口 1#、2#发电洞中间,高程低于 1#、2#发电洞 8m 多(洞底高程 930m,洞顶高程 936.5m),主要用于排砂放空,在汛期有泄洪功能。本文主要针对隧洞回填及固结灌浆技术在该工程表孔溢洪洞基础防渗处理中的应用进行阐述。2 隧洞回填及固结灌浆施工2.1 设备配置该水库表孔溢洪洞灌浆主要投入了 4 台 2PC 型地质钻机和 2 台 B100型潜孔钻用于主体工程施工。另外投入 3 台 YGJ-340 型双层立式搅拌机,3 台 BW-250 型泥浆泵,1 台 12 立方空压机,1 台 5T 卷扬机,潜水泵及污水泵各 2 台,以及电焊机,交通车辆等。2.2 施工技术设计要求(1)钻头根
3、据设计要求,隧洞灌浆施工中,手风钻和 B100 潜孔钻孔径 40mm,钻头直径取 38mm,2PC 型地质钻机-孔径 75110mm,钻头直径取 80mm。(2)垂直度施工前应用水平尺、经纬仪检验校正。使钻杆垂直,垂直度误差不得大于 2。(3)浆液配制灌浆浆液采用 425#抗硫酸盐水泥,通过 80mm 方孔筛的筛余量小于 2%,拌浆桶采用高速搅拌机,转速为 1 400 转/min 的速度,储浆桶采用 YGJ-340型双层立式搅拌机,高速搅拌机内水泥浆液应筛后放入低速搅拌桶内使用,浆液浓度采用重量比为 31、21、11、0.81、0.61、0.51 共 6个比级, 通过计算确定各比级的浆液配合比
4、,施工中为计量准确,同时便于施工,水泥应以整袋加入,不足整袋应以台秤称量。水泥浆液的配制应严格控制水灰比,施工中可根据土层性质及室内实验数据初步确定,然后根据现场施工情况修正。本工程施工回填灌浆采用0.51;固结灌浆采用 31、21、11、0.51; 均满足设计要求。150L 和 272L 搅拌机浆液配合比分别见表 1、表 2。表 1 150L 搅拌机浆液配合比表 2 272L 搅拌机浆液配合比(4)灌浆材料主要采用 32.5R 抗硅酸盐水泥,孔口一般采用丙乳酸砂浆。(5)设计规范范围要求回填灌浆孔深为深入围岩 10cm;固结灌浆孔深为深入围岩 4m。2.3 施工工艺隧洞灌浆表孔溢洪洞灌浆工程
5、:本着“先回填,后固结”的原则。先进行洞顶回填灌浆施工,待回填灌浆施工结束并经质量检查验收后,再进行该部位的固结灌浆施工。(1)回填灌浆设计的施工技术要求及规范原则回填灌浆采取“推赶式灌浆法”,从下游向上游逐排施工,在同排上分两序进行,即先序,后序。在表孔溢洪洞的顶拱处加密深入基岩10cm 的回填灌浆孔。孔排、距为 1.5m1.5m,矩形布置;防渗标准均满足设计规范要求。(2)固结灌浆的设计施工技术要求及规范原则在表孔溢洪洞拱形一周布置固结灌浆孔,孔排、距为 3.0m3.0m;孔深深入基岩 4m,矩形布置;防渗标准均满足设计规范要求。固结灌浆施工依据“环间分序,环内加密”的原则,从下游向上游隔
6、排施工。环间分两序,环内分两序,即先进行序环的序孔,然后进行序环的序孔,再进行序环的序孔,最后进行序环的序孔施工。(3)回填灌浆孔施工工艺流程布孔钻孔钻孔冲洗灌浆封孔(4)固结灌浆孔施工工艺流程布孔钻孔钻孔冲洗压水试验灌浆封孔3 施工质量保证措施3.1 浆液质量控制灌浆施工前,应对水泥进行检验,检验结果应满足规范要求。灌浆施工过程中,还应随时抽检,受潮结块的水泥不能用于灌浆;同时还应抽测浆液的比重,采用经检验合格的液体密度计进行检测,不符合要求的水泥浆不能用于灌浆。3.2 灌浆方法及灌浆压力灌浆采用孔口循环、孔内纯压式的方法进行全孔一次性灌浆法,灌浆机采用 BW-250 型泥浆泵压送浆液。止浆
7、塞采用挤压式机械塞,灌浆管采用高压钢编管。灌浆压力按设计及规范要求执行,回填灌浆采用0.30.4MPa;固结灌浆采用 0.30.5MPa。3.3 灌浆结束及封孔回填灌浆在达到设计压力的情况下,单位吸浆量每分钟小于等于 0.4L时,再延续 30min。在每个灌浆孔全孔灌浆结束后,应对灌浆孔进行封孔。采用压力灌浆封孔法对基岩部分进行封孔, 封孔压力采用该孔段的灌浆压力。封孔时将射浆管下入距孔底约 0.5 m 处,用泥浆泵压入 0.5:1 的浓水泥浆,将孔内的水和稀浆全部置换出来,待孔口返出浓浆时停止注浆,安装止浆塞,继续灌注 0.5:1 的浓浆,进行压力灌浆封孔;顶拱封孔和水平孔封孔采用压力灌浆封
8、孔法对基岩部分进行封孔,封孔压力采用该段灌浆压力。用泥浆泵压入 0.5:1 的浓浆进行压力封孔。砼部分采用 1:1 的水泥砂浆进行封孔,除顶拱以外的基本孔用 1:1 的水泥砂浆封孔。孔口部分用丙乳砂浆封孔抹平即可。固结灌浆封孔标准和回填灌浆相同。4 施工效果检查4.1 外观检查每个单元工程灌浆全部结束后,立即整理资料,报送至监理部,由监理工程师布设检查孔,检查孔的孔数不低于灌浆孔总数的 5%。回填灌浆检查孔在各单元灌浆结束 37d 后进行,采用自上而下一段钻孔压浆试验方法进行,压浆实验采用单孔注浆试验。向检查孔注入 2:1的水泥浆,在规定灌浆压力下,开始 10min 的注入量应不大于 10L,
9、否则应采取补强措施。最后对检查孔进行灌浆和封孔。固结灌浆检查孔在各单元灌浆结束 37d 后进行,立即整理资料,报送至监理部,由监理工程师布设检查孔,检查孔的孔数不低于灌浆孔总数的 5%。采用单点法常规压水试验,并辅以岩体声波测试,检查孔压水试验透水率值应不大于 3Lu。4.2 检验检测检查孔按灌浆孔总数 5%以上布设,根据压水试验结束均小于设计防渗标准 3Lu,均满足和符合设计规范要求。4.3 质量检验结果 0+015.0860+139.055 共计 4 个回填灌浆单元工程,检查孔 14 个,单孔注浆试验 14 段,通过质量检查,14 段压水试验的透水率值均小于 3L(最大值 8.7L,最小值
10、 2L,平均值 6.63L)。0+015.0860+139.055 和 0+677.500+698.663 共计 7 个固结灌浆单元工程,检查孔 42 个,压水试验 54 段,通过质量检查,54 段压水试验的透水率值均小于 3Lu(最大值 2.91Lu,最小值 0.11Lu,平均值 1.42Lu)。0+015.0860+139.055 共计 4 个回填灌浆单元工程,检查孔 14 个,单孔注浆试验 14 段,通过质量检查,14 段压水试验的透水率值均小于 3L(最大值8.7L,最小值 2L,平均值 6.63L)。5 灌浆效果分析5.1 回填灌浆资料分析分析单位注入量资料,从回填灌浆各次序孔灌浆成
11、果资料看:其回填灌浆基岩灌浆总进尺 884.09 m,平均单位注入面积 7.45kg/m2。序基岩灌浆总进尺 357 m,平均单位注入面积 7.77kg/m2。序基岩灌浆总进尺527.09 m,平均单位注入面积 7.14kg/m2。、序呈递减趋势,递减率40.4%.回填检查孔基岩灌浆总进尺 8.07 m,最大单位注入面积 4.2kg/m2,最小单位注入面积 1.15kg/m2,平均单位注入面积 2.46kg/m2。较基本孔减少 68.3%。5.2 固结灌浆资料分析透水率资料分析,固结灌浆前压水试验 46 段,透水率最大值 435.2Lu,透水率最小值 4.1Lu,平均值为 13.97Lu。固结
12、检查孔压水试验 54 段,透水率最大值 2.91Lu,透水率最小值0.11Lu,平均值为 1.42Lu。均满足和符合设计规范要求,且较灌浆前透水率减少 92.4%。单位注入量资料分析,固结灌浆各次序孔灌浆成果资料看:其固结灌浆基岩灌浆总进尺 4 077.63m,最大单位注入量为 22 483.06kg/m2,平均单位注入量 42.34kg/m2。序基岩灌浆总进尺 1 966.98m,平均单位注入量 51.51kg/m2。序基岩灌浆总进尺 2 110.65m,平均单位注入量33.79kg/m2。、序呈递减趋势,递减 34.6%。5.3 单元工程质量评定表孔溢洪洞灌浆共计 11 个单元。其中回填灌
13、浆优良单元工程 4 个,固结灌浆优良单元工程 7 个,通过质量检查评定,回填和固结灌浆质量均达到优良标准,其中优良单元工程 11 个,合格率 100%,优良率 100%。透水率资料分析,固结灌浆前压水试验 46 段,透水率最大值 435.2Lu,透水率最小值 4.1Lu,平均值为 13.97Lu。5.4 灌浆效果分析通过对回填灌浆及固结灌浆的资料综合分析,其均符合设计规范技术要求的灌浆规律,在隧洞灌浆施工过程中效果非常明显,各项技术指标均满足设计规范要求。6 结 语通过本工程实践表明隧洞灌浆基础防渗处理技术,在水利工程隧洞灌浆施工过程中效果非常明显,适应性强。由于水泥灌浆的效果比较可靠,成本比较低廉,结石强度不高,故多用于砂砾层的防渗灌浆。
