水利工程隧洞回填灌浆技术

近年来，隧洞回填灌浆施工技术作为水利基础工程施工的重要技术之一，已经在我国的水利工程方面获得了广泛的应用。隧洞回填灌浆施工技术可以提高隧洞整体结构的稳定性，保证洞室安全。基于此，本文首先对隧洞回填灌浆施工技术各方面进行了阐述，其次结合实例工程分析了隧洞回填灌浆施工技术在实际工程中的应用。

回填灌浆技术

回填灌浆技术概述

回填灌浆技术主要是指为了增强围岩或建筑结构密实性，在混凝土和围岩或是混凝土和钢结构收缩间产生的空隙中填充浆液。这种技术可以有效增强隧洞的防渗效果及控制围岩压力和变形的扩展，还能加大衬砌的强度，使围岩和衬砌的混凝土成为一体。

回填灌浆的技术要求

①采用“先回填灌浆、再固结灌浆”的方式进行隧洞混凝土衬砌段的灌浆，并且在衬砌混凝土达到设计强度70%后尽早进行回填灌浆，固结灌浆则在该部分的回填灌浆结束7d后进行。若是隧洞工程中含有帷幕灌浆，应当先进行回填灌浆，然后再依次进行固结灌浆和帷幕灌浆的施工。灌浆结束后，应封闭孔口返桨的灌浆孔等待凝固。②必须分区段进行灌注，要分两个次序进行，从较高的一段开始堆进，同一区段的同一次序孔可以在全部或者部分钻孔后灌浆，也可单孔分序进行灌浆。后序孔为顶孔，要先灌一序孔，再灌二序孔，施工时要从低段向高段堆进。③施工时要在双层钢筋衬砌段、钢板衬砌段和施工支洞封堵段预先埋设灌浆管。回填灌浆孔的位置不能与设计孔位相差超过20cm，并且孔深要钻透空腔或者深入围岩10cm。④灌浆压力要控制在设计规定的压力下，且当注浆孔不再吸浆，要立即结束回填灌浆。

不同隧洞回填灌浆处理方案

①Ⅲ类围岩的处理方案：用水泥砂浆密实回填留存的空隙或空腔，且砂浆稠度及水灰比应为0.5或是0.6，在空隙大的部位要注意灌注高流态的混凝土；②Ⅳ类围岩的处理方案与Ⅲ类围岩相似，但需要根据工程的实际情况做具体处理。若是空腔的高度小于0.5m，则需要全部密实回填，而若是空腔的高度大于0.5m，则顶部的回填厚度不能小于0.5m（不包含衬砌混凝土的厚度）；③Ⅴ类围岩由于其空腔比较大，容易倒塌，应根据工程的实际情况进行处理：a.浇混凝土前若是回填处理了干砌块石洞段，则用水泥砂浆灌浆处理（酌情调整砂浆稠度）；b.若是未在浇混凝土前回填处理干砌块石洞段，采用水泥砂浆回填处理（酌情调整砂浆稠度）；同时，为了隧洞的顶部可以形成拱效应，确保隧洞衬砌的安全，若隧洞顶部的空腔超过2m，顶部回填的厚度应不小于2m；若是隧洞的顶部空腔小于2m，顶部则要密实回填。

回填灌浆施工技术存在的问题及对策

虽然回填灌浆施工技术对在水利工程能够顺利实施有着重大的促进作用，但是在实际应用的过程中还是存在着一些问题，这些问题都限制着回填灌浆施工技术的应用和发展，问题主要有以下三个方面：

技术人员专业技能偏低

全面掌握专业技能是确保回填灌浆施工技术能够得到充分应用的重要因素之一。对于这方面的问题，可以加强技能培训，建立技能考核制度，也可以聘用专业技术人员。此外，还要加强对工作人员的监督与管理。

技术更新速度慢

技术更新慢也是其中问题之一，只有技术、设备和人员的紧密结合才能够发挥出回填灌浆技术的最大作用。但是由于经济等各种因素，我国水利工程团队大多数使用的回填灌浆施工技术不是最先进的。施工团队要积极采取措施更新回填灌浆技术，加大资金投入，用于引进先进的灌浆施工技术。同时国家也应该提供资金支持，帮助水利施工团队能更好的发展。

设备落后

设备是应用回填灌浆施工技术重要的载体。如果设备落后，则无法满足技术的最佳使用效果，也无法顺利进行工程施工。因此，改善设备是非常重要的措施。施工团队要积极引进先进的设备，并且在后期使用中，对设备加强保养，延长设备的使用寿命。另外，为了使设备、技术、人才能够共同作用，最好三方面同时进行，最大限度的解决设备、技术以及技术人员技能不匹配的问题。

实例分析在水利工程隧洞回填灌浆技术的应用

工程概况

绿竹坝水库工程隧洞及连接段工程全长共计310m，断面形式分别为Ⅲ-1、Ⅲ-3以及Ⅲ-4型，二衬完成后的断面尺寸为2.0m×3.0m，工程设计要求在顶拱120°范围内进行回填灌浆，设计要求纵坡为1/500，引水流量为46.4m3/s，最大过水流量为78.9m3/s。

工程施工流程

回填灌浆使用预埋管灌浆法，分段分序进行灌浆，各区段的长度定为50m，按环间分序的方式布置灌浆孔，分两序施工灌浆孔，注浆从低段向高段推进，至于灌浆孔间的排距及灌浆的压力设置则据现场实验确定。现场的实验选择了一段较为典型的隧洞来进行灌浆回填试验，根据实验所选的灌浆压力、布孔方式及结束标准等灌浆参数基本都能满足工程的回填灌浆要求，最后规范了灌浆方法的具体操作细则，实验方案和结果确定后，相关的参数将用于全洞段的施工。

灌浆实验并得出实验结果

本次实验的洞段选择在开挖过程中围岩较为破碎，较严重的洞段。通过9d的试验灌浆工作，分析试验成果得知原来的灌浆参数设计是合理的，只是灌浆的压力偏高，结合工程的实际情况以及其他的隧洞回填灌浆工程经验，最终将浆压力降低到0.3～0.5MPa。

回填灌浆施工工艺流程

测量布孔→预埋管→钻孔→灌浆→质量检查→补灌→验收封孔。

钻孔

准确布置孔点和钻孔的位置对于实施隧洞回填灌浆工程来说是前提和基础，隧洞钻孔施工选择手持式风钻在预先埋设的管中钻孔，钻孔孔径不能小于38mm，孔深10cm，在钻孔的过程中要注意测量并记下混凝土厚度与空腔的尺寸；在易大塌方地段，钻孔的深度要适度增加，确保钻孔能穿过混凝土的喷射体，其钻孔的孔径为50mm，方向要与喷射混凝土垂直。

灌浆

回填灌浆分为两序进行，分别为Ⅰ序孔、Ⅱ序孔。Ⅰ序孔灌注的水泥浆水灰比为0.5（或0.6）：1，而Ⅱ序孔灌注的水泥浆水灰比为1：1是0.5（或0.6）：1而对于较大的空腔或空洞部位则用水泥砂浆灌注，掺砂量不超过水泥重量的200%。先灌注Ⅰ序孔，48h后，再灌注Ⅱ序孔，同时还要先灌边孔，后灌顶孔。具体操作为从最底层开始，分层灌浆，选两侧同高对称的两个孔进行先后灌浆，其他孔则敞开，待同高的其他孔流出浆，控制灌浆压力，使其充分排气，等排浆与灌浆的比重相同时封管，之后的依此类推。当上层灌浆孔串出浆液时，将灌浆管换到此串浆孔，从串浆孔灌浆，灌浆的方法与上述的相同。另外若是有无浆液串出的孔，则单独灌浆。本次回填灌浆采用的是“纯压式”灌浆，在孔口灌浆管处装设压力表控制灌浆压力在0.3~0.5MPa间。在设计的压力下，让灌浆孔停止吸浆并延续了5min后结束灌注该孔。在灌浆的过程中，要时刻注意混凝土的变形。

灌浆结束标准

当顶层的灌浆孔出浆封闭时，再灌注一段时间，并记录灌浆量，若是灌浆量小于1L/min，则在延续5min后，结束该段灌浆，等待凝固，在浆液凝固8h后才能拆管。

质量检查、封孔

在灌浆结束后7d才能进行回填灌浆的质量检查。检查孔需设在脱空大、串浆孔较集中、灌浆情况较异常的部位，数量应占灌浆总孔数的5%。检查标准：采用钻孔注浆法进行质量检查，在检查孔的钻孔成型后，将水灰比为2：1的水泥浆液注入孔中，若是在规定压力下，开始10min后的注入量没有超过10L，则认为此次灌浆合格。工程采用灌浆封闭器封孔，在消除所有孔内污垢后，用浓浆或砂浆将全部的孔封堵密实及抹平，将露在衬砌混凝土外面的预埋管割除。

灌浆检测与效果评价

（1）检查孔观察法观察检查孔，察看检查孔的成孔是否完整，是否有涌水、涌砂、涌泥的现象，看检查孔是否出现坍孔，仔细观察并评定灌浆效果。（2）检查孔取芯法综合分析检查孔取芯率、岩芯的完整性以及岩芯强度试验，判定灌浆效果。若是芯样没有空洞或是不密实的现象，或者空洞、不密实部位已经被水泥密实填充，则说明灌浆的质量合格。

水利工程隧洞工程施工具有一定的复杂性，且在水利工程隧洞回填工程中灌浆施工技术有着非常重要的作用，因此，在正式施工之前要严格设计施工方案，以保障工程的顺利。另外，在实际施工过程中，要严格把控工程的各个项目的施工质量，采取有效措施来确保工程的质量，以促进水利工程隧洞工程的顺利完成。