探讨某电站引水洞弯段及斜井段灌浆施工措施

探讨某电站引水洞弯段及斜井段灌浆施工措施

马岩红

中国水利水电第一工程局有限公司 吉林省 130000

[摘要]本文以某水电站引水隧洞工程为案例，对引水洞弯段及斜井段灌浆施工进行了详细的阐述，并对施工技术要求及方法等进行了探讨，以期望对今后类似工程提供参考。

[关键词]某水电站；引水洞；灌浆

一、工程概况

引水隧洞采用“一洞一机”布置型式，共6条，平行布置，隧洞轴线上平段方位角为143°，斜井段以及下平段为115°。隧洞轴线间距上平段与进水口协调一致为28m，下平段与厂房机组段间距一致为31m。

引水隧洞均由上平段、上弯段、斜直段、下弯段及下平段（包括渐缩管）组成，为简化水道布置、降低水头损失，上平段与斜井间采用斜平面内的弯管衔接（空间弯管），转弯半径为30m，转角63.8°，下弯段为转弯半径30m、转角60°的平面弯管。六条引水隧洞长度分别为274.02～347.18m，隧洞洞径为11m。

为提高引水隧洞的密实性及岩体性和抗变形能力，设计要求对本工程的引水隧洞弯段及斜井段进行灌浆施工，六个引水隧洞均需回填、固结灌浆处理，引水隧洞的斜井段为无回填区，其余的部位均有回填灌浆。

6条引水隧洞的上下弯段是排间距3.0m，每环12孔，孔深入岩5m；6条斜井段是管背120°范围内固结灌浆孔间排距1.5m*1.5m,每环8孔，孔深入岩15m，其余的排间距2m*2m，每环8孔，孔深入岩5m。

二、编制依据

《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001；

《水电水利基本建设单元工程质量等级评定标准第1部分:土建工程》DL/T5113.1-2005；

《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003；

《混凝土拌和用水标准》JGJ63-1989；

《水工混凝土外加剂技术工程》DL/T5100-1999；

《某水电站工程引水发电系统水泥灌浆施工技术要求》；

三、施工技术要求及施工方法  

1、回填灌浆

A. 钻孔严格按照设计图纸进行，回填灌浆孔采用在预埋管钻孔的方法，孔深深入基岩10cm，并测混凝土厚度和空腔尺寸。

B. 引水隧洞斜井段和斜井段连接的上下弯段的50%是无回填灌浆区，其余均进行回填灌浆，按先回填后固结的施工顺序进行，回填灌浆在该部位混凝土达到70%设计强度后进行钻孔。

C.空腔较大的位置或塌方段预埋管，每个灌浆区域都应至少有两根在最大脱空处的预埋灌浆管。

D.灌浆分区段进行施工，每4~5衬砌段（50m左右）洞长为一个区段，区段的端部在混凝土施工时封堵严实，防止回填灌浆时浆液串通太远。

E.灌浆前对衬砌混凝土的施工缝和混凝土缺陷等进行全面检查，对可能漏浆的部位先进行处理。

F.灌浆自位置相对较低的两侧开始，向正顶拱推进，低处孔灌浆时高处孔作为排气、排水孔，待高处孔排出浓浆（接近或等于注入浆液的水灰比）后将低处孔封堵，改灌高处孔，依次类推，直到结束。

G.灌浆压力采用0.25Mpa。一序孔可灌注水灰比为0.6（0.5）:1的水泥浆，二序孔可灌注1:1和0.6（0.5）:1两个比级的水泥浆。空隙大的部位宜灌注水泥砂浆但掺砂量不应大于水泥重量的200％。砂浆强度标号不得低于相应部位结构混凝土标号，且应提高一个强度等级。

H.灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，持续灌注10min即可结束。

I.回填灌浆过程中如发现漏浆，应根据情况采取嵌缝，表面封堵，加浓浆液，降低压力，间歇灌浆等方法处理。

J.灌浆因故中断时，应尽早恢复灌浆，中断时间大于30min，应设法清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则应重新就近钻孔进行灌浆。

K.灌浆结束后，采用干硬性水泥砂浆将钻孔封填密实，孔口压抹与混凝土齐平，露出衬砌混凝土表面的埋管应割除。

2、固结灌浆

A.钻孔严格按照设计图纸进行，固结灌浆孔孔深入岩5m的采用YT-28手风钻，孔深入岩15m的采用100B潜孔钻机造孔，孔位、孔向和孔深应满足设计要求。钻孔位置与设计孔位偏差不得大于10cm，因故变更孔位时，须征得监理工程师的同意。孔号由垂直于顶拱钻孔起，沿发电时水流方向按洞壁顺时针统一编排。现场孔位布置时，测量队协助放点，以保证孔位布置准确。

B.引水洞混凝土衬砌段的灌浆，待该部位混凝土达到70%设计强度后进行钻孔灌浆。灌浆按环间分序，环内加密的原则进行施工。

C. 引水隧洞弯段及斜井段固结灌浆每一钻孔结束后，先采用压力水或风水联动的方式进行孔壁冲洗，压水试验前，下设灌浆塞进行裂隙冲洗，冲洗压力为灌浆压力的80%，并不大于1MPa。裂隙冲洗应冲洗至回水清净结束，冲孔时间不大于20min,孔内残余的沉淀物厚度不得超过20cm。

D.灌浆前的压水试验应在裂隙冲洗后进行，每单元选择基本孔的5%在裂隙冲洗结束后进行灌前压水试验，灌前压水试验采用单点法，压水压力为灌浆压力的80%并不大于1.0MPa，在设计压力下自动记录仪每5分钟记录一次读数，压水20分钟结束，取最后的流量值计算透水率，计算公式为：

q=Q/PL

其中：q：该孔段的透水率（Lu）

      Q：最后一个读数的压力流量（L/min）

      P：作用于该段并对于最后一个流量值的全压力（Mpa）

      L：压水试验段的段长。

E. 浆液搅拌采用高速搅拌机，搅拌机转速为1200r/min，搅拌时间不少于30s；浆液温度保持在5～40C，超出此范围的浆液视为废浆,浆液从开始制备到用完，时间不能超过4h。

F.灌浆浆液的浓度遵循由稀到浓的原则变换，浆液的水灰比采用3：1、2：1、1：1、0.5：1（质量比）4个比级。开灌水灰比为3：1。

G. 固结灌浆浆液变换标准

（1）灌浆时，当压力保持不变，吸浆量均匀减少，或者吸浆量不变，压力均匀提高时，可继续灌注，不得改变水灰比。

（2）当某一浆液灌入量已达300L以上，或灌注时间达1h，此时灌浆压力及吸浆量改变不明显时，可改变一级灌注。

（3）当灌入量大于30L/min，可视具体情况越级变浓。

（4）灌浆过程中，发现被灌浆液变浓，应测定浆液比重与原配浆液比重，并详细记录，同时查明原因，随时调整。

（5）在灌浆过程中，灌浆压力应尽快达到设计值，注入率大的孔段应分级升压。

H.灌浆宜采用单孔灌浆的方法，但在注入量较小地段，同一排上的灌浆孔可并联灌浆，孔数不宜多于3个，孔位应保持对称。

I. 灌浆方式： 按照引水洞体型图（1/4~4/4），根据位置不同，固结灌浆孔孔深分为：5m,15m。孔深入岩5m的灌浆孔采用全孔一次造孔完成，孔口循环全孔一次灌注的方式进行；当灌浆孔基岩段长大于6m时宜分段灌注，采用自上而下分段灌浆法。采用至上而下灌浆法时，灌浆塞应塞在该灌浆段断顶以上0.5m处，防止漏灌。该段灌浆结束后可不待凝，继续钻下一段，依此类推孔深入岩15m的分为三段灌注。

J.灌浆结束标准：在规定的灌浆压力条件下，当注入率不大于1L/min后，继续灌注30min，可结束所灌孔段的灌浆。

K.封孔：灌浆结束后，封孔采用“全孔灌浆封孔法”，全孔灌浆完毕后，先采用导管注浆法将孔内余浆置换成为水灰比为0.5：1的浓浆后，将灌浆塞塞在孔口继续使用这种浆液进行纯压式灌浆封孔，然后采用人工拌制干硬性水泥砂浆封堵密实，孔口与混凝土面抹平。

四、灌浆质量检查与验收

1、回填灌浆

A.回填灌浆质量检查应在灌浆结束7天后进行，检查孔应布置在脱空较大串浆孔集中以及灌浆情况异常的部位，其数量宜为每10m～15m布置一个检查孔。

B.回填灌浆检查可采用钻孔注浆法，即向孔内注入2：1的水泥浆液，在规定的压力下，初始10min内注入量不超过10L，即认为符合标准。

C.检查孔检查结束后，应使用干硬性水泥砂浆将钻孔封堵密实，孔口压抹齐平。

2、固结灌浆

A.固结灌浆质量检查在相应部位灌浆结束3-7天后进行，灌浆质量检查为单点法压水试验，检查孔的数量不应少于灌浆孔数的5％，并结合灌浆资料综合分析评定，压水试验的操作严格按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）附录A执行。同时按监理人要求进行岩体波速或静弹性模量测试，并将测试成果提交监理人。

B.检查孔压水试验的孔位布置：一般布置在地质条件差，耗浆量大，灌浆出现异常的部位。

C.固结灌浆质量检查标准为，各孔段压水透水率小于1Lu，压水压力为灌浆压力的80%并不大于1.0Mpa。

D.合格标准：85%以上试段的透水率不大于设计规定值，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的150％，且分布不集中，可认为灌浆质量符合要求。

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