胡凱

（遼寧白石水利水電建筑工程有限公司，遼寧 沈陽 110000）

1 工程概況

遼寧省重點輸水工程2號主洞下游不良地質(zhì)洞段位于樁號8+753～9+115 m區(qū)間內(nèi)，穿越F17′斷層，隧洞埋深140～180 m，地層為荒岔溝組巖組，巖性主要為混合巖、變粒巖、白云質(zhì)大理巖、蛇紋石化大理巖等，施工過程中曾發(fā)生3次大規(guī)模的塌方涌水事件，累計影響工期586 d。

針對以上情況，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計和監(jiān)理確定，對2號洞含有拱架段，樁號為9+009～9+081 m區(qū)域分別采用2種材料進(jìn)行1 m段襯砌前回填灌漿試驗。采用高水速凝固化充填材料（高水材料）回填灌漿的試驗段選取2段，采用普通水泥進(jìn)行回填灌漿的試驗段選取1段，具體位置由工程參建各方在現(xiàn)場確定。

2 試驗?zāi)康?/h2>

通過對兩種材料在施工進(jìn)度、質(zhì)量、工藝和經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行對比，從而確定最優(yōu)的灌漿施工程序、施工工藝、合宜的注漿材料、配合比及其它有關(guān)鉆孔灌漿參數(shù)。從而提高圍巖的整體性與均質(zhì)性，提高圍巖的抗壓強(qiáng)度，以及減少巖體的變形與不均勻沉陷，為后續(xù)的固結(jié)灌漿提供條件。

3 灌漿材料

1）高水材料特性。充填體含水率高，用高水材料進(jìn)行充填所形成的充填體體積含水率高達(dá)87%～90%，與之對應(yīng)的重量水固比范圍為（2～3）∶1；凝固速度快，組成高水材料的甲、乙兩種漿液混合后5～30 min完成初凝；早期強(qiáng)度高，增長速度快。各齡期的強(qiáng)度：2 h為1.5 MPa以上，24 h為3.0 MPa以上，3 d為4.0 MPa以上，7 d以后的最終強(qiáng)度為5.0 MPa以上。

2）高水材料的固化機(jī)理。甲、乙兩種漿液混合后，很快發(fā)生反應(yīng)，生成長針狀、柱狀鈣礬石結(jié)晶結(jié)構(gòu)；這些長針狀、柱狀結(jié)構(gòu)交錯在一起形成了一個堅固的網(wǎng)狀骨架，骨架中包含有大量的結(jié)晶水，網(wǎng)狀骨條象海綿一樣又吸附大量的游離水（自由水）。

3）采用P.O42.5水泥進(jìn)行回填灌漿時，水泥細(xì)度要求通過80 μm方孔篩，其篩余量不大于5%。

4）灌漿材料要求。灌漿材料在運(yùn)輸與儲存時，不得受潮和混入雜物，不同種類的產(chǎn)品應(yīng)分別堆放，不得混雜。在正常倉儲條件下，高水材料存放期不能超過2個月，洞內(nèi)不能超過15 d，P.O42.5水泥存放期不能超過3個月。當(dāng)材料受潮結(jié)塊時應(yīng)重新進(jìn)行性能檢驗，合格后方可使用。灌漿材料在運(yùn)至洞內(nèi)后要特別注意是否受潮結(jié)塊，一旦受潮結(jié)塊嚴(yán)禁使用，灌漿材料檢測強(qiáng)度見表1。

表1 灌漿材料檢測強(qiáng)度

4 施工工藝及方法

4.1 灌漿工藝流程

灌漿工藝流程：測放孔位→手風(fēng)鉆鉆孔→預(yù)埋灌漿管→漿液回填→封孔→檢查。

4.2 測放孔位

鉆孔孔位由測量人員按要求進(jìn)行放孔，并以紅油漆做好標(biāo)記。鉆孔的開鉆孔位與設(shè)計位置偏差不大于5 cm，因特殊原因變更孔位的須征得監(jiān)理人同意，并記錄實際孔位。

4.3 鉆孔

1 m段襯前回填灌漿孔按每環(huán)間距2 m布置，每環(huán)布置5個灌漿孔，頂拱中心線布置1個，兩側(cè)腰線以上平均各布置2孔，總孔數(shù)40個，孔徑為φ 50 mm，孔深為1 m，其他部位不進(jìn)行1 m段回填灌漿?；靥钽@孔采用1臺YT-28手風(fēng)鉆，孔徑φ 50 mm。由于回填鉆孔孔深為1 m，鉆孔不分段，一次成孔，當(dāng)施工過程中遇到特殊情況時，采用鉆灌結(jié)合的方式進(jìn)行鉆孔施工。

4.4 灌漿

4.4.1 灌漿設(shè)備

兩個試驗區(qū)各布置1套鉆灌設(shè)備，其主要設(shè)備：制漿設(shè)備為2臺高速攪拌機(jī)；儲漿設(shè)備為2臺立式雙筒攪拌機(jī)；灌漿設(shè)備為3臺泥漿泵和1臺雙液注漿泵；記錄設(shè)備為1臺自動記錄儀（用于普通水泥灌漿，高水材料采用人工記錄）。

4.4.2 制漿

1）制漿材料必須稱重，稱重誤差應(yīng)小于5%，稱重采用重量稱量法。

2）高水材料試驗區(qū)漿液由甲、乙兩種材料按照1∶1組成。兩種漿液配比的水料比為2∶1，兩種漿液混合比1∶1。由于甲、乙兩種材料中有少量的添加劑，為保證其中的粉料和添加劑在與水?dāng)嚢柽^程中充分混合，要求兩種漿液在混合之前保證最少攪拌15 min，漿液在使用前應(yīng)過篩，然后將攪拌好的甲、乙兩種漿液通過雙液泵送入混合器中，具體如圖1。

圖1 高水材料灌漿示意圖

3）普通水泥試驗區(qū)漿液配比為0.5∶1（重量比）。漿液攪拌時間不小于30 s，漿液在使用前應(yīng)過篩，然后將拌好的漿液灌入孔中。普通水泥從制備到用完時間宜小于4 h。灌漿停頓較長時間后，在開始繼續(xù)灌漿之前，要徹底清洗所有設(shè)備和輸送管路。

4.4.3 灌漿方法

考慮到試驗段特殊地質(zhì)情況，灌漿過程中為避免出現(xiàn)漏漿、竄漿和不起壓的情況，在試驗段鉆孔灌漿前，對洞室斷面進(jìn)行噴護(hù)。

1）灌漿孔灌注順序

回填灌漿孔不分序，采用自下而上、左右間隔的方法進(jìn)行純壓式灌注，最后灌注頂孔。

2）漿液變換

考慮到試驗區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，耗漿量大及高水材料的特性，灌漿過程中基本不采用變漿措施，需要變漿的部位需經(jīng)監(jiān)理工程師同意，灌漿均采用固定的水固（灰）比（表1）進(jìn)行灌注。

3）灌漿壓力

灌漿過程中采用分級壓力的方法進(jìn)行灌注，設(shè)計灌漿壓力0.3 MPa，最大灌漿壓力不應(yīng)大于0.35 MPa。

4）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

①當(dāng)灌漿孔附近的觀測孔有漿液流出時，將注漿孔進(jìn)行堵塞，當(dāng)灌漿壓力升高時，停止注漿，灌漿結(jié)束。

②當(dāng)觀察孔無漿液流出，在0.3 MPa的壓力下，灌漿孔停止吸漿后延續(xù)10 min，即可結(jié)束灌漿。

高水材料試驗區(qū)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用以上兩種相結(jié)合的方式結(jié)束，普通水泥試驗區(qū)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用第二種方式結(jié)束。

4.5 封孔

灌漿孔灌漿結(jié)束及檢查孔檢查完畢后，采用全孔灌漿封孔。清除灌漿孔內(nèi)積水和污物，將灌漿塞塞于孔口，采用0.5∶1水泥漿和允許最大灌漿壓力，對該孔進(jìn)行純壓式灌漿。

4.6 質(zhì)量檢查

1 m段回填灌漿檢查主要采用注漿及外觀檢查、資料整理等情況進(jìn)行綜合評定。試驗區(qū)在灌漿施工結(jié)束后進(jìn)行注漿檢查。試驗區(qū)共布置8個檢查孔，每個試驗區(qū)4個，具體如圖2所示。

圖2 檢查孔布置圖

5 質(zhì)量控制措施

1）在施工中應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求、規(guī)范執(zhí)行，落實施工質(zhì)量責(zé)任到人，且相互監(jiān)督。施工中嚴(yán)格實行“三檢制”，建立嚴(yán)格的工序質(zhì)量檢查和驗收制度，上道工序不合格，堅決不進(jìn)入下道工序。加強(qiáng)項目所有施工人員的質(zhì)量意識，確保施工后勤保障，按照工序和技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行施工。項目“三檢制”設(shè)置為班組成員或記錄員自檢、班長復(fù)檢、現(xiàn)場質(zhì)檢員終檢。各孔段需經(jīng)監(jiān)理工程師檢查驗收后，方可進(jìn)行下道工序施工；灌漿施工過程中遇到特殊情況時，應(yīng)通知監(jiān)理工程師到場協(xié)調(diào)處理。

2）對原材料進(jìn)行控制，不使用過期的、標(biāo)號不合格的、受潮結(jié)塊的灌漿材料，保證灌漿材料符合設(shè)計要求。投入完好的設(shè)備儀器，定期檢查維修，主要設(shè)備儀器率定資料及時上報監(jiān)理部，不使用不合格和損壞的儀表、儀器。

3）切實做好各項施工記錄和現(xiàn)場施工日志，使施工記錄規(guī)范化，客觀反應(yīng)施工現(xiàn)實情況。