水工隧洞灌浆施工技术研究

张新

湖北省水利水电规划勘测设计院 湖北 武汉 430064

隧洞在完成混凝土衬砌施工后为有效地促使岩石承载能力提升，通常选择固结灌浆、回填灌浆、接触灌浆等相关技术进行处理，以保证工程整体施工质量符合要求。受隧洞自身的性质因素影响，在开挖后将造成地质构造受到严重的损坏，通过合理的水工隧道灌浆法可以有效地解决该问题，实现牢固与强化，尽可能减少岩石的碎裂与变形，保证岩石的整体性与均质性，高质量开展施工。

1 水工隧洞灌浆施工技术应用价值

对于当前的水工隧洞来说，在进行洞室工程施工中受岩石自身的性质因素影响，需要加强对衬砌混凝土浇筑、地质以及混凝土终凝收缩等因素重视力度，以保证其工程施工质量。现阶段的水工隧洞灌浆技术类型较多，如常见的周边岩石固结灌浆、钢板与衬砌混凝土接触面进行钢衬接触灌浆、隧洞上部120°范围进行脱空回填灌浆等，不同的技术其施工要点存在明显的差异性，需要加大重视力度。通过合理的水工隧洞灌浆施工技术可以有效地解决传统施工中存在的不足，针对性进行处理，利用技术优势开展处理，可以有效地强化岩石整体性与均质性，保证其自身的岩石弹性模量与抗压强度得到优化，尽可能减少岩石的变形，同时也有效地减少岩石的不均匀沉降情况，满足现阶段的发展需求。在进行水工隧道灌浆施工过程中，需要明确其工程性质，分析灌浆工艺的特点，针对性进行合理的控制，以保证其工艺发挥出自身的作用与价值，可以有效地提高其工程施工质量，满足现阶段的发展需求。例如，在某工程案例中，其灌浆工艺需要遵循当前的技术应用原则，如在一个部位存在两种或两种以上的灌浆时，需要尽可能为下一项灌浆创造良好的施工条件，以降低其对后续施工产生的影响，确定其施工工序，保证各项工作有序地开展，提高整体施工水平，有助于当前工程质量提升，降低各种风险因素影响，达到预期的治疗目标。

2 水工隧洞灌浆施工技术应用前准备工作

在水工隧洞灌浆施工技术应用前需要合理进行分析，明确水工隧洞灌浆施工环节的特点，明确各种因素对施工产生的影响，针对性控制，以保证工程顺利开展。水工隧洞灌浆施工中相关的原材料是影响施工质量的重要因素，通常以纯水泥浆与一般的灌浆材料为主，配合部分外加剂进行处理，也包括一些稳定剂与减水剂，根据实际的工程情况开展，以保证施工有序开展。例如，在水泥品种选择过程中，通常以硅酸盐水泥为主，其符合当前的工程质量标准要求，同时需要避免水泥受潮，符合工程标准。对于当前的防水剂、减水剂、稳定剂等相关的外加剂也是不可缺少的内容，在进行实践施工过程中必须保证其标准符合国家标准，以当前施工状况为基础，可以满足不同施工状况要求，其搅浆液类型以及灌浆泵可以发挥出自身的作用，为浆液拌制的连续性奠定良好的基础。在进行处理过程中，为有效地强化其灌浆泵的性能，需要对浆液的类型浓度进行控制，保证其容许的工作压力具有良好的适宜性，控制排浆量，以此来保证隧洞灌浆工作具有稳定性。水工隧洞灌浆施工中其用水选择通常以洞口的河水，需要经过试验，保证其满足工程需求。在进行水泥选择过程中，如果为硅酸盐大坝水泥或硅酸盐水泥，需要保证其符合现阶段的标准规定水泥标号＞325号，对于当前的固结灌浆水泥来说，在＞425号，必须保证水泥符合当前的质量标准，严格剔除受潮、结块的水泥。在进行外加剂选择过程中，必须保证其符合国家相关标准规定，且不同类型、品种的添加剂需要分别进行存放。灌浆设备与机具也是重点内容，例如对于当前的搅拌机来说，其自身的搅拌能力与转速与当前的灌浆泵的排浆量、浆液类型存在密切的关联性，进而保证其拌制浆液的均匀性与连续性。保证浆液类型浓度与灌浆泵性能相适应，其容许工作压力最大灌浆压力1.5倍，应具有足够的排浆量与工作性能。例如，灌注纯水泥浆主要选择多缸柱塞式灌泵，并在灌浆孔与灌浆泵设置压力表，其压力表的最大范围1/4-3/4，定期对压力表进行检查，对不合格以及损坏的压力表应禁止应用，保证压力表与管路之间设有相关的隔浆装置。与此同时，在处理过程中还涉及相关的检测设备，如风动冲击钻机、手缝钻、地质钻机等，需要根据不同的施工条件选择。在进行灌浆设备选择过程中，需要根据实际情况选择灌浆机、浆液搅拌机以及相关的自动记录仪等，需要根据水工隧洞穷工程的实际情况进行原材料搅拌、灌浆。对于检测设备来说，常见超声波测试仪、X射线检测仪等，支撑水工隧道工程开展，明确其施工情况，对相关的钻孔、钢板、地质等进行检测，以此来提高整体施工安全性。例如，下表为某水工隧洞灌浆施工中涉及的相关设备设施，如表1所示。

表1 水工隧洞灌浆施工中涉及的相关设备设施

3 水工隧洞灌浆施工技术应用实践

3.1 回填灌浆技术要点

在进行回填灌浆过程中，需要明确其施工特点，针对性进行合理的控制，保证回填灌浆钻孔合理。对于当前的钢筋混凝土衬砌来说，在进行处理过程中应合理在预埋管中钻孔，保证其孔径符合要求，＞38.5mm，其孔深需要深入岩石12.0cm，对于当前的混凝土空腔尺寸与厚度相关参数需要详细进行记录。在顶拱回填灌浆中需要采用分段方法进行，其单段长度需要＜45.0cm，对端部进行合理的封堵处理，其回填灌浆工序首先从低端开展，逐渐向高端进行[1]。

在进行回填灌浆压力控制过程中，需要明确其各项注意事项，主要分为一序孔与二序孔，二者的灌浆压力存在差异性。一序孔在进行灌浆中其灌入水泥浆的水灰比为0.5:1，二序孔为1:1，其孔隙较大的部位则可以运用其灌注水泥砂浆方式进行处理，其掺杂的砂量需要小于水泥本身质量的180%。根据混凝土的衬砌厚度与配筋情况进行合理的分析，确定其回填灌浆压力，现阶段的素混凝土衬砌的回填灌浆压力在0.2-0.4MPa之间，而对于当前的钢筋混凝土衬砌来说，则需要在0.5-0.6MPa之间。当其回填灌浆压力控制合理时，可以不进行吸浆处理，进而持续进行灌注，其时间为4-5min。在进行灌浆处理过程中，需要工作人员合理进行分析，明确其是否存在串浆情况，技术人员必须合理进行分析，以根据实际情况进行处理，采取孔并联灌孔方式，孔数3个，对灌浆的速度与压力进行合理的控制，避免出现速度过快或压力过大情况，减少混凝土抬动情况，提高整体的施工质量[2]。

做好相应的质量检查，工作人员在完成相应的灌浆处理后需要在一周内开展相应的质量检查，合理控制，选定检查孔，对于脱空较大的部位以及串浆孔集中的部位灌浆异常情况开展检查。对于所设置的检查孔来说，需要保证其数量为灌浆孔总量的5.0%，运用钻孔注浆法进行相应的回填灌浆质量检验，控制相关的水灰比，以2:1的比例进行，将水泥浆液注入孔内，保证其压力值稳定。在初始阶段，10min以内其相关的注入量不得超过12L，并在后续可以适当提高的注入速度。当确认合格后，对其进行水泥砂浆进行相应的封填处理，做好孔口的压实抹平，以达到预期的处理目标[3]。

3.2 固结灌浆技术要点

在进行固结灌浆钻孔处理过程中，需要根据实际情况进行分析，测量，明确其终孔的直径，保证其各项参数符合实际技术要求，平面布孔形式以方格形为主。在完成孔作业后进行相关的清孔处理，及时将孔内的岩粉、碎渣、钻渣等进行清除，以保证其腐蚀施工要求。在进行灌注处理前，需要灵活运用压力水对裂隙进行相关的冲洗处理，直到其回水不夹带杂质。通常情况下，其冲洗需要合理控制压力，其灌浆压力在75%-80%之间，如果其数值＞1.0MPa作为冲洗压力值，工作人员在进行固结灌浆过程中则需要遵循当前的环内加密、环间分序原则，根据地质情况进行分析，以保证其加密的合理性[4]。

固结灌浆压力控制也是重点内容，在进行工程处理过程中，需要明确其工程实际情况，进行合理的分析，以单孔固结灌浆法为例，当注入量较低的地段，在同环上可以进行并联灌浆施工处理，其灌浆孔＞2个最佳，保证孔对称。控制灌浆压力，在0.5-1.3MPa之间，如果其压力＞2.5MPa，则需要结合实际情况进行分段灌注。根据当前的现场灌浆试验，对灌浆划分段进行确认，明确灌浆工艺，选择合理的方式，保证其开展正式灌浆过程中可以在短时间内达到预期的灌浆压力，保证灌浆的连续性，不进行间断灌浆[5]。在处理过程中，按照当前的由稀至浓原则进行浆液变换，在进行注浆过程中当其注浆量达到280ml时且连续灌注时间＞25min时，需要逐渐降低其浆液浓度。当其灌浆吸浆量＜0.3L/min时，则需要灵活运用机械压浆法进行封孔处理，工作人员需要加大重视力度，在该环节中需要保证其灌浆过程中如果其回浆变浓，则建议改用水灰比完全一致的新浆进行继续灌注处理，以保证其延续时间符合要求，提高整体的施工质量[6]。

开展合理的质量检查处理，在进行固结灌浆处理中，其质量检查重点在于孔压水试验，完成灌浆后五日可以开展该试验，在该过程中需要严格对其孔数量进行检验，保证其数量在灌浆孔的5%。当其透水率值＜30%、孔段合格率＞85%，处于分散状态时则表明其灌浆合格，可以有序地开展后续处理。完成相关的质量检验后，及时将孔内的积水与污物进行排出，通过压力灌浆方法进行封孔处理，运用机械法进行孔口抹平，达到预期的效果[7]。在检查过程中如果其相应的检查结果不符合标准要求，则需要根据实际情况重新设计相应的处理方案，以保证其整体质量符合要求。

在水工隧洞灌浆处理过程中，如果遇到特殊情况，需要结合实际进行处理，以保证其施工质量符合要求，明确各项注意事项，以提高施工质量[8]。在进行灌浆处理过程中，如果出现漏浆、冒浆等方式，需要根据实际情况进行处理，如限量、低压、浓浆、限浆、待凝、间歇等方式进行处理。在进行灌浆过程中，一旦出现串浆情况，可以灵活运用群孔并联灌孔灌注，该方式中需要合理地进行孔数控制，并对其压力进行控制，避免出现混凝土面或岩面抬动情况[9]。保证灌浆工作呈现出连续性，如果出现中断情况必须合理进行控制，严格按照标准流程进行处理，尽早恢复灌浆，否则需要立即冲洗钻孔，并及时恢复灌浆[10]。如果其难以进行冲洗或无效，则需要及时进行扫控情况，恢复灌浆。当恢复灌浆后，需要合理进行相关的开灌比级的水泥浆进行灌注，保证其注入率符合实际要求，即改用中断前比级的水泥进行灌注。在恢复灌浆过程中，如果其注入率明显降低，则需要对浆液进行处理，保证其逐级加浓，继续进行灌注[11]。恢复灌浆后如果其注入率影响较大，并且在短时间内停止吸浆，则需要及时采取措施进行补救。如果灌浆过程中其相关的回浆变浓，则可以换用相同的水灰比的新浆液进行灌注处理，如果其效果不明显，则需要进行延续灌注30min，停止灌浆。对于孔口存在涌水情况，则需要对该灌浆段进行处理，测量涌水压力，明确其涌水量，并选择自上而下分段灌浆、浓浆结束、高的灌浆压力、闭浆等方式进行封孔，以保证其满足实际需求[12]。

4 结论

综上所述，在当前的水工隧洞灌浆施工过程中，工作人员应结合实际情况进行合理的控制，明确其各项技术注意事项，合理进行优化，以保证整体施工质量。明确其施工特点，分析技术原理，灵活利用其技术优势进行处理，强化混凝土的受力结构，对岩体的整体承载力开展分析，以保证施工质量，同时工作人员需要灵活掌握相关的灌浆法，保证灌浆质量符合要求标准，加大重视力度，以此来提升现阶段水工隧洞灌浆施工质量，满足施工要求。