隧洞淺孔充填灌漿施工方法及質(zhì)量控制

一、工程概況  

引洮供水一期工程是甘肅省重點水利工程，主要解決甘肅省中部干旱地區(qū)城鎮(zhèn)生活及工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水、農(nóng)村人畜飲水等問題。此工程總干渠長109.4km，包含多個暗渠和隧洞。由于長期運行，部分隧洞結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏水、鈣質(zhì)結(jié)晶附著、結(jié)構(gòu)破損等問題，需要進行修復(fù)加固，引洮供水一期工程為Ⅱ等工程，工程規(guī)模為大（2）型，工程實際建成的渠（管）系包括總干渠長109.4km，一、二、三干渠總長145.4km，支渠17條總長226.73km。

二、淺孔充填灌漿施工方法

本次隧洞修復(fù)的核心工藝為全斷面淺孔充填灌注BR漿液，其施工流程嚴(yán)謹(jǐn)，技術(shù)要求高，主要分為灌漿造孔和漿液灌注兩大環(huán)節(jié)。

（一）灌漿造孔

灌漿造孔是保證漿液可以精準(zhǔn)送達目標(biāo)區(qū)域的前提，其施工質(zhì)量會影響后續(xù)灌漿效果，因此，必須要做好控制：

1.測量放線：根據(jù)設(shè)計圖紙，采用全站儀在隧洞襯砌表面進行精確放樣，確定各灌漿孔的孔位、孔距（通常為1.0m~1.5m）、排距（通常為1.0m~1.5m）及孔深（一般為2m~5m，需依據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整）。使用紅漆或墨線清晰標(biāo)記孔位，保證布孔的準(zhǔn)確性。

2.鉆機就位與固定：將液壓潛孔鉆機平穩(wěn)移至標(biāo)記孔位，精確調(diào)整鉆機底座的水平度和鉆桿的垂直度，保證鉆桿中心和設(shè)計孔中心重合，偏差控制在5mm以內(nèi)。利用地錨等裝置將鉆機牢固固定，預(yù)防其在鉆孔作業(yè)中發(fā)生位移或晃動。

3.鉆孔作業(yè)：啟動鉆機，遵循“先慢后快、勻速鉆進”的原則。在鉆進過程中，操作人員要嚴(yán)格監(jiān)控鉆進速度、鉆壓、回水、鉆桿垂直度等關(guān)鍵參數(shù)，且按照圍巖的軟硬變化及時調(diào)整鉆進參數(shù)，以有效預(yù)防孔斜、卡鉆或塌孔等事故。當(dāng)鉆孔深度達到設(shè)計值后，必須立即停止鉆進。

4.清孔處理：鉆孔完成后，立即進行清孔。首先采用高壓風(fēng)將孔內(nèi)殘留的巖粉、碎屑等雜物吹凈，隨后切換至高壓水對鉆孔進行徹底沖洗，直至從孔口返出的水流清澈為止。清孔完畢后，要進行臨時封堵孔口，以預(yù)防外界污染物再次進入孔道。

（二）全斷面淺孔充填灌注BR漿液

BR漿液灌注是整個修復(fù)工程的核心，其關(guān)鍵在于對滲漏通道的有效封堵與對圍巖的充分固結(jié)。

1.基面預(yù)處理：在正式注漿前，對滲漏水區(qū)域的襯砌表面進行預(yù)處理。首先涂刷一層高滲透性的BR防水劑，以增強基面的防水性能。隨后才能徹底清理滲漏部位，并再次揉刷BR防水劑，此舉旨在封堵表面微細通道，預(yù)防在后續(xù)注漿過程中發(fā)生漿液串流或漏漿現(xiàn)象。

2.分區(qū)和順序控制：為預(yù)防漿液在壓力下無序擴散，采取“由外向內(nèi)、自下而上”的分區(qū)注漿策略。即從距離裂縫滲漏點約5m的無水區(qū)域開始施工，通過注漿形成隔離帷幕，逐步向滲漏中心推進，切斷襯砌背后的導(dǎo)水裂隙通道，在垂直方向上，嚴(yán)格遵循從隧洞底板向邊墻、最后到頂板的順序進行鉆孔與注漿，確保漿液在重力和壓力作用下可以更充分地填充下部空間。

3.鉆孔布置與安裝：鉆孔沿隧洞周向呈梅花狀布置，每圈設(shè)置4~5個孔，孔間距和排距控制在2.5m~3.0m；對于滲水量大的集中出水點或裂縫區(qū)域，要科學(xué)適當(dāng)加密布孔，鉆孔前，使用鋼筋雷達探測儀探明襯砌內(nèi)鋼筋的分布，預(yù)防鉆孔破壞主體結(jié)構(gòu)，采用YT—28型風(fēng)動取芯鉆機，配以Φ32mm~38mm鉆頭，成孔直徑為Φ35mm~40mm，孔深以進入圍巖20cm為宜。成孔后，立即安裝特制的孔口注漿管，此注漿管由Φ25mm厚壁鋼管加工，一端帶有螺紋絲扣用于連接閥門，絲扣后方焊接有輔助鋼筋，便于安裝時著力，注漿管外露長度控制在40mm~60mm；安裝完成后，各個孔均需進行壓水沖洗，保證孔道暢通。注漿時，可將底部的鉆孔作為觀察兼泄壓孔。

4.漿液配制和壓力控制：本次灌注的主要材料為BR系列漿液，關(guān)鍵組分包括P.O42.5普通硅酸鹽水泥、次納米高性能灌漿材料、BR -CE型增強防水劑、快硬閃凝堵漏材料、高性能減水劑等。針對不同類型的裂縫，能靈活的調(diào)配漿液：對于滲漏水裂縫，采用BR CE型增強防水劑和硅酸鹽水泥、高性能減水劑配制；對于微細裂縫的二次功能性注漿，則采用次納米高性能漿液材料和聚羧酸高性能減水劑配制。漿液的水灰比可在0.7:1至3:1的范圍內(nèi)，按照現(xiàn)場吃漿量、壓力變化動態(tài)調(diào)整。注漿壓力設(shè)計為0.4MPa~0.5MPa，具體值需通過現(xiàn)場灌漿試驗最終確定。在注漿過程中，要密切觀察壓力表讀數(shù)、襯砌表面變化，如出現(xiàn)跑漿、漏漿，導(dǎo)致壓力無法上升時，要立即采用麻絲嵌縫或注入砼凝固專用液（雙液注漿）等方法進行封堵，保證在有效加固堵漏的同時，不因壓力過高而對襯砌結(jié)構(gòu)造成二次損傷[1]。

三、質(zhì)量控制措施

（一）原材料和漿液質(zhì)量控制

所有進場的水泥、外加劑、BR型防水劑等原材料要具有出廠合格證與檢測報告，并按規(guī)定進行抽樣復(fù)檢，合格后方可使用。漿液的配制要嚴(yán)格按照試驗確定的配合比進行，采用高速攪拌機充分?jǐn)嚢杈鶆?，并定期檢測漿液的密度、粘度、析水率等性能指標(biāo)，保證漿液質(zhì)量穩(wěn)定。對每批次漿液均需留置試塊，進行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，且測試其不同齡期的抗壓強度和抗?jié)B等級，保證漿液結(jié)石體滿足設(shè)計要求的力學(xué)性能和耐久性指標(biāo)。同時，所有原材料應(yīng)分區(qū)、分類存放，做好防雨、防潮措施，預(yù)防因儲存不當(dāng)導(dǎo)致材料性能下降[2]。

（二）施工過程質(zhì)量控制

1.工序控制：嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”（自檢、互檢、交接檢），上道工序不合格，不得進入下道工序。特別是鉆孔的孔位、孔深、孔斜、沖洗質(zhì)量，必須經(jīng)檢查合格后方可安裝灌漿塞。關(guān)鍵工序如鉆孔、清孔、注漿管安裝、漿液灌注等，需留存影像資料，作為質(zhì)量追溯的依據(jù)。

2.參數(shù)監(jiān)控：灌漿過程中，要安排專人實時監(jiān)控灌漿壓力、吸漿率、漿液濃度等關(guān)鍵參數(shù)，且做好詳細、準(zhǔn)確的原始記錄。任何參數(shù)的異常波動都要立即分析原因并采取相應(yīng)措施。灌漿記錄要采用自動化記錄儀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、存儲、上傳，確保數(shù)據(jù)的真實性與可追溯性，杜絕人為篡改。

3.特殊情況處理：如遇大漏量、冒漿、串漿等特殊情況，要立即停止灌漿，查明原因，可采用低壓、限流、濃漿、間歇灌漿等方法處理，必要時可進行表面封堵或灌注速凝漿液。所有特殊情況的處理過程、措施及結(jié)果均需詳細記錄，且納入竣工資料，為后續(xù)工程提供經(jīng)驗參考[3]。

（三）灌漿效果檢查與評定

灌漿效果檢查是評價工程質(zhì)量的最終手段，通常在灌漿結(jié)束7~14天后進行。主要方法包括：

1.鉆孔檢查：在指定位置布置檢查孔，通過鉆取巖芯，直觀觀察漿液結(jié)石的充填、膠結(jié)情況。同時，對檢查孔進行壓水試驗，測定其透水率（Lu值），若透水率小于設(shè)計規(guī)定值（如q≤3Lu），則認為灌漿效果合格。檢查孔的數(shù)量應(yīng)不少于灌漿孔總數(shù)的5%，且應(yīng)重點布置在地質(zhì)條件復(fù)雜、灌漿過程中出現(xiàn)異?；?qū)Ψ罎B要求較高的區(qū)域。

2.物探檢測：采用聲波檢測、地質(zhì)雷達等無損檢測技術(shù)，對灌漿前后的襯砌背后介質(zhì)進行掃描對比，通過分析波速、反射圖像等變化，綜合評價灌漿的密實度與均勻性；物探檢測范圍應(yīng)覆蓋具有代表性的灌漿區(qū)域，其檢測結(jié)果要和鉆孔檢查結(jié)果相互印證，構(gòu)成立體化、多維度的質(zhì)量評價體系。

3.資料分析：對整個灌漿過程的施工記錄、成果資料（如單位注入量、灌漿壓力等）進行系統(tǒng)分析，繪制綜合剖面圖，判斷灌漿是否達到預(yù)期效果。通過對單位注灰量、透水率等參數(shù)進行統(tǒng)計分析，評價灌漿效果的均勻性與可靠性，并形成完整的灌漿效果評價報告，作為工程驗收的重要依據(jù)[4]。

  四、結(jié)語

淺孔充填灌漿技術(shù)是一種有效的隧洞病害修復(fù)加固方法，在引洮供水一期工程總干渠隧洞修復(fù)加固工程中取得了良好的效果，通過嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，能夠保證灌漿效果，提高隧洞的安全運行與使用壽命。  

文章來源《產(chǎn)品可靠性報告》http://www.00559.cn/w/kj/32519.html