水工隧洞施工中灌浆技术的应用

摘要：本文结合工程实例，分别从类序、排序、孔序、工序等方面，探讨了具体的灌浆工艺，并从回填灌浆、固结灌浆等方面，探讨了可以应用于水工隧道施工中的各种灌浆技术，望能为此领域实践应用有所帮助。

关键词：水工隧洞；灌浆技术；施工工艺

1.工程概况

某水工隧道位于低山丘陵地区，上部覆盖者比较厚的山体，地质主要由近EW向陡陡倾角张裂性断裂、SN向陡倾角压扭性断裂形成，另外，断层有着比较明显的节理发育，地层岩性则多为花岗岩，当深入开挖时，岩石有着许多的碎块，而且存在着比较严重的地质构造，且发育呈节理裂隙。整个隧道的长度为251m，圆形断面，内径长度为5.2m，衬 砌 厚 度65cm。为了从根本上将施工中的各种缺陷给弥补掉，在设计过程中，分别选用了固结灌浆、回填灌浆等施工技术，以此来更好的提升岩石的承载力。

2.灌浆工艺分析

（1）排序。依据排序的基本原则，在基岩空隙比较大，破碎严重，以及较长距离冒浆、跑浆状况下，首先向外圍排，然后向中间逐渐推赶，以此顺序来进行。因此隧洞基岩大多是石英片岩，有着比较稳定的围岩，且隧道混凝土衬砌以完成，外加有着比较大的回填与固结灌浆面积，为了能从根本上为后续孔灌浆排气、水提供切实保障，在选择灌浆方案时，可以从隧洞的两边向中间逐排，或者是以一种比较典型的隔排推进方式来开展，这样不仅将排水、气问题解决掉了，而且还能实现对隧洞顶部岩石裂隙及空腔的充分灌浆。（2）类序。如果在同一部位开展≥2种的灌浆，此时，需依据尽量为后续灌浆提供方便的原则来操作，在设计隧道时，把灌浆施工顺序设定成：顶拱回填灌浆、岩石固结灌浆、帷幕灌浆与钢衬接触灌浆。（3）孔序。不管是何种灌浆，均需要把灌浆孔划分为诸多次序，依据中间插补及先疏后密的操作流程，逐步、逐层施工，此水工隧道施工依据围岩未定且地质条件完整的基本情况，把孔序划分成2个次序。如此一来，不仅能更加准确的对地质情况加以探明，而且还能根据实际需要，酌情增减设计的孔数；此外，还能防止钻孔间浆液串通所带来的各种问题与麻烦。（4）工序。针对各灌浆孔或者灌浆段的工序来讲，通常情况下，度采用的是如下流程：钻孔、冲洗、压水试验、灌浆、封孔。

3.灌浆施工工艺技术

3.1回填灌浆

如果需要预埋管路，那么可以实施分区施灌；如果运用了钻孔埋嘴或者是预埋灌嘴，可采取分2次实施加密施工。开始于最低的一端，逐渐向比较高的一端持续推进。（1））回填灌浆钻孔。在对灌浆孔进行回填时，于钢筋混凝土衬砌操作中，需要运用钻孔于预埋管的方法来开展相关操作，控制钻孔直径，通常情况下，需≥38mm，而在孔的深度上，以进入岩石10cm为佳。除此之外，还需记录混凝土的厚度以及空腔的实际尺寸。如果开展的是顶拱回填灌浆，那么需要根据实际需要，采取分段实施，各区段的长度需控制在50m已内，而且还需要严密封堵区段端部。（2）回填灌浆压力。在回填灌浆操作时，针对一序孔，可将灌注的水灰比控制在0.6：1，或者是水泥浆（0.5：1）；而对于二序孔，其水泥浆比例可以选择为0.6：1或者是1：1，如果存在比较大空隙，那么需要灌注水泥砂浆，针对掺砂量，不能超过水泥的重量。（3）检查回填灌浆质量。检查回填灌浆质量时，需要在完成此部位灌浆后第5天开展，在布置检查孔时，需要将其布置在串浆孔比较集中，且有着比较大脱空的部位，或者是灌浆存在异常的部位；而对于其数量而言，应占整个灌浆孔总数量的5%。而在检测回填灌浆质量时，可以选择钻孔注浆法来行此操作，不仅需要将浆液（水灰比为2：1）注入到孔内，而且还要在特定压力环境下，控制注入量，即每10min注入10L。当完成灌浆及检查工作后，便可利用水泥砂浆封填钻孔，抹平孔口。

3.2固结灌浆

针对固结灌浆来讲，其标准顺序为：施工放样、钻孔、冲洗、灌浆、封孔、检查孔、补灌及验收封孔。（1）在实施固结灌浆钻孔操作时，可以选择风钻来行此操作，终孔直径需≥38mm，另外，无论是在孔向上，还是在孔深、孔位上，均需要满足相关标准与要求。而对于浅层固结灌浆孔而言，多选择风钻钻孔；而针对深层孔来分析，大多选用的是岩心钻钻孔，或者是潜孔钻孔。还需要指出的是，平面布孔有着多种形式，比如六角形、梅花形等。当完成钻孔后，需实施钻孔冲洗操作，将孔中的杂质、岩粉冲洗干净。（2）浆液变换标准及灌浆压力。针对固结灌浆来讲，可以选择单孔灌浆的操作方法，但是，如果有着比较小的注入量，那么针对同一还上的灌浆，可实施并联灌浆操作，孔数需达2个，还需要呈对称状态。而对于灌浆压力来分析，需维持在0.6～1.5Mpa。分段灌浆。在划分灌浆孔内灌浆段，使用灌浆压力，选择灌浆工艺，均需要明确现场灌浆试验。在灌浆时，需提升灌浆压力，使其达到相关规范的指定值，为连续灌浆提供切实保障；而针对灌浆浆液来讲，需始终秉持从稀至浓的原则，并做到逐级改变。针对某一比级浆液来讲，如果其注入量大于300L，或者在具体的灌浆时间上达到30min，并且注入率、灌浆压力都没有发生改变，此时，可结合实际情况，越级变浓。另外，在灌浆时，如果注入率、灌浆压出现瞬间变大的情况，需要将造成此状况的原因查出来，并降低浆液的浓度，使其维持原先浓度，继续灌浆。如果灌浆压力保持不变，注入率呈现逐渐减少的情况，或者是保持不变，，并且灌浆压力呈现不断增大的情况，此时，还需要按照此浓度持续灌注；完成灌浆后，便可封孔。

4.结语

综上，围绕水工隧道所开展的灌浆工作，其技术根基就是坝基基础灌浆技术，在隧洞送使用灌浆技术，尽管与大坝灌浆相比，有着比较大的差异性，但其目的及原理相同，均借助机械所产生的压力，向岩体裂缝中注入灌浆材料，实现加固围岩，改善混凝土受力结构，以及提升岩体承载力的目的。因此，在水工隧洞施工过程中，合理选择灌浆技术至关重要。

参考文献

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[2]马敏，李伟亭，陈磊. 固结灌浆在水工隧洞岩体裂隙中的应用[J]. 河南水利与南水北调，2017（4）：52-53.

[3]冯博. 灌浆技术在桥梁隧道施工中的应用探讨[J]. 中国设备工程，2017（5）：171-172.

作者简介：陶汝帅，1993年1月4日，男，汉族，云南省宣威市，助理工程师，本科，研究方向：水利工程。

（作者单位：云南省水利水电勘测设计研究院）