龔雪燕 曾慶平

（中國電建集團中南勘測設(shè)計研究院有限公司 湖南 長沙 410014）

引水隧洞在水電站工程建設(shè)中占有非常重要的地位，其工程意義和作用也比較顯著，但是在工程施工過程中存在一些難點，其中在引水隧洞主洞的挖掘和襯砌工程施工過程中，采用傳統(tǒng)的灌漿施工技術(shù)開展存在不合理性[1-3]。規(guī)范中對于引水隧洞固結(jié)灌漿的要求是均按技術(shù)經(jīng)濟比較進(jìn)行確定。從安全層面上看，對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類圍巖，均可以不灌漿；但從電站運行效益層面上看，則應(yīng)進(jìn)一步深入研究，特別是引水隧洞工程灌漿施工方法的優(yōu)化研究[4]。本文以某水電站的引水隧洞工程灌漿施工為例進(jìn)行闡述。該工程位于構(gòu)造運動比較劇烈的地質(zhì)區(qū)域，容易產(chǎn)生地應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此，應(yīng)對引水隧洞洞頂斷層破碎帶進(jìn)行加固處理。

1 固結(jié)灌漿工藝流程

在引水隧洞混凝土襯砌段需要進(jìn)行固結(jié)灌漿施工，固結(jié)灌漿鉆孔深度為基巖內(nèi)3.0m，每個斷面5～8個孔，孔距2.8m，固結(jié)灌漿工程量約650m。固結(jié)灌漿施工工藝流程如圖1所示。

首先根據(jù)控制點進(jìn)行現(xiàn)場放樣，搭設(shè)鉆架，校正并固定鉆機。鉆機固定后，應(yīng)按照設(shè)計施工圖紙和預(yù)埋灌漿管道，確定鉆孔的位置及深度，同時，在確定好的鉆孔位置做上標(biāo)記。在澆筑混凝土?xí)r的預(yù)留孔內(nèi)或者管道內(nèi)鉆孔時，孔位、孔斜及孔深均應(yīng)滿足相應(yīng)的設(shè)計規(guī)定及要求。在本工程中，鉆孔分為Ⅰ序孔和Ⅱ序孔，且Ⅱ序孔應(yīng)當(dāng)在Ⅰ序孔全部施工完成后方能進(jìn)行，灌漿孔位布置如圖2所示。

圖1 灌漿施工工藝流程

鉆孔后應(yīng)檢查鉆孔孔斜是否合格，若不合格則應(yīng)當(dāng)重新鉆孔。檢查合格后，應(yīng)對鉆孔和縫隙進(jìn)行沖洗，可采用壓力水進(jìn)行沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力的0.8倍，且不大于1.0MPa。對鉆孔進(jìn)行沖洗后，應(yīng)采用簡易壓水試驗，可使用單點法，試驗孔數(shù)為總鉆孔數(shù)的5%，壓水試驗后方可進(jìn)行灌漿。本項目中固結(jié)灌漿選用循環(huán)式灌漿，采用單孔灌漿法進(jìn)行。除基巖固結(jié)灌漿外，當(dāng)相鄰兩孔或多孔發(fā)生串漿或者吸漿量不能滿足要求時，采用并聯(lián)灌漿法，同時控制壓力。灌漿完成后，對灌漿孔進(jìn)行檢查，檢查合格后采用機械壓漿、封孔。

由于工程所在地的地質(zhì)構(gòu)造較為特殊，其構(gòu)造運動比較劇烈、節(jié)理比較發(fā)育，且容易產(chǎn)生塌方、掉塊、卸荷等極其惡劣的施工現(xiàn)象，因此，還應(yīng)對引水隧洞洞頂斷層破碎帶進(jìn)行加固處理，灌漿加固范圍如圖3所示。

圖2 灌漿孔位布置示意圖

圖3 灌漿加固范圍示意圖

圖4 因結(jié)灌漿透水率及單位注入量頻率分析

表1 固結(jié)灌漿效果分析參數(shù)統(tǒng)計表

在灌漿過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格以吸漿量指標(biāo)作為灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)，在灌漿結(jié)束一周后，需要進(jìn)行固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查，可選用單點壓水試驗法進(jìn)行，同樣檢查孔的數(shù)量不能少于灌漿總孔數(shù)的5%。鉆檢查孔獲取巖芯，觀察巖芯表面若縫隙被漿液充填飽滿、密實，則表明力學(xué)指標(biāo)能夠滿足設(shè)計要求。質(zhì)量檢查合格，方可完工；若檢查不合格，應(yīng)當(dāng)重新布孔灌漿。

2 固結(jié)灌漿效果分析

平均透水率及單位注入量頻率分析方法是進(jìn)行固結(jié)灌漿效果分析的重要方法之一。本工程灌漿效果分析以1號洞第20工作面為例，其平均透水率及單位注入量統(tǒng)計分析如表1所示。

第20工作面共包括117個鉆孔，其中包含Ⅰ序孔60個、Ⅱ序孔57個。在60個Ⅰ序孔中，其平均透水率為77.63 Lu，在57個Ⅱ序孔中，其平均透水率為6.49 Lu，透水率及單位注入量具體統(tǒng)計如表1所示。根據(jù)表1中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可繪出透水率及單位注入量的頻率曲線如圖4所示。無論從表1還是圖4中均可看出：Ⅱ序孔相對Ⅰ序孔而言，其透水率及單位注入頻率均有相當(dāng)程度的減小，表明本引水隧洞工程固結(jié)灌漿效果是比較顯著的。

3 結(jié)語

引水隧洞在實際施工中存在眾多困難，其中在引水隧洞主洞的掘進(jìn)和襯砌施工過程中采用傳統(tǒng)灌漿施工技術(shù)難以開展。本文就水電站引水隧洞工程中灌漿施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并通過固結(jié)灌漿效果分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)優(yōu)化后的灌漿施工工藝能夠較好地解決固結(jié)灌漿施工技術(shù)中存在的問題，固結(jié)灌漿效果明顯，本固結(jié)灌漿方法亦可為其他水工建筑物的施工提供參考。陜西水利

[1]邵政權(quán),郭青春.引水隧洞施工期涌水涌砂灌漿處理技術(shù)[J].T V732.陜西水利,2014,（02）.

[2]崔臻,侯靖,吳旭敏,等.脆性巖體破裂擴展時間效應(yīng)對引水隧洞長期穩(wěn)定性影響研究[J]T V732.巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2014,（05）.

[3]張向偉.長引水隧洞供水工程主要工程地質(zhì)問題的探討[J].T V732.陜西水利,2013,（05）.

[4]曾冬梅,潘君燕,倪龍,等.石城子二級電站引水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[J].T V732.陜西水利2013,（01）.