超前止水灌浆技术在观音阁输水工程中的应用

设计施工水利规划与设计2016年第2期2．2施工工艺流程止水灌浆工艺流程如图2。图2濯浆施工工艺流程(1)采用风动潜孔钻机成孔，灌浆采用预埋管法进行孔口封闭。预埋管采用qb89mm钢管，长度1．5m，管尾安装阀门，在出现大量涌水时，既可做排水孔，也可做灌浆孔，在注浆时关闭阀门，形成静水压力注浆。灌浆孔布置如图3。图3灌浆孔布置灌浆孔外循环(1—10#孔)，I为1序孔，Ⅱ为2序孔，分2序施工。内循环(11—14#~L)按孑L号顺序施工，不分序。(2)灌浆所用的水泥强度等级确定为42．5级，水玻璃溶液模数在2．4～2．8之间，波美计测定浓度应为35～40波美度。在施工过程如果确有在水泥浆液添加掺合料、外加剂的必要，可以结合据监理工程师的意见，通过具体试验来确定掺量。(3)浆液比级采用2：1、1：1、0．8：1、0．5：1四个比级，具体的浆液比级应结合施工情况适时调整。在施工中灌浆液首先采用2：1，灌浆浆液由稀到浓逐级变换，当灌浆压力不变、注入率持续减少或注入率保持稳定而灌注压力不断升高时，应保持水灰比不变。当浆液注入量超过300L或灌注时间超过30min，而灌浆压力与注人率并无明显变化时，应采用下一级浆液进行灌注。当注入率超过30L／rain时，可采用越级变浓的方式进行灌注。(4)灌浆压力根据深度及涌水压力相应抬高，第一段≥0．5MPa，第二段为1．0～1．5MPa，第三段、第四段、第五段均为1．5～2．0MPa。(5)钻孔及灌浆所用主要设备如表1所示。表1钻孑L及灌浆主要设备配置表序号名称规格单位数量备注l空压机20ml2潜孔钻机YG．50台l3灌浆泵HB100／100台24高速制浆机ZJ．400L1转速1200r／rain5浆液搅拌机JJS．2B台16比重计1002个l07自动记录仪FEC．GJ3000套l2．3灌浆质量控制要点2．3．1准备工作钻机对准设计孔位，钻孑L方向与洞轴线向外呈不大于8。的夹角，保证钻孔深度。灌浆用的原材料满足设计要求，袋装水泥出厂不能超过三个月，浆液应保证均匀、连续拌制，严格控制各阶段的浆液比级，双液浆应进行室内配比试验。流量计、压力表、压力软管、供水管及阀门等要复合国家标准要求，掌握好灌浆压力，自动灌浆记录仪做好记录。2．3．2冲洗和压水试验在灌浆施工开始前，需要对所有灌浆孔(段)逐一进行冲洗和压水试验。在地质条件较复杂的区域，特别是大裂隙和断裂层，冲洗工作应争取监理人指示并通过现场试验确定的方法进行。在裂隙冲洗完毕之后，即可进行压水实验，结合本工程的特点，压水试验段最大长度设定为5m。压水试验采用“简易法”进行，试验压力为灌浆压力的80％，如果大于1MPa，则采用1MPa；压水实验时长设定为20min，每隔5rain读一次压水流量，并将最后的流量值作为透水率计算流量。若试验段的透水率不超过2Lu，则先不灌浆，直接进行下一段压水试·109·2016年第2期水利规划与设计设计施工验，直至透水率超过2Lu时，将该段与前段合并为一个灌浆段进行灌浆作业，但合并后的最大灌浆段以不超过lOre为宜。2．3．3灌浆中的质量控制在灌浆过程中，如果改变浆液等级而导致灌浆压力突变或注入率锐减，则需要马上停止灌浆，立即查明原因，并进行适当的调整；灌浆全过程要及时测定浆液比重，并作出记录。当采用最高等级浆液施灌，注入率仍然不符合设定要求时，可争取监理人同意并采用“定量供浆、间歇灌浆“的方式予以处理。当灌人的水泥浆相当于15—20t水泥干料量时需要暂停灌浆，并至少间歇12h再恢复灌浆，同时恢复灌浆作业前应做好扫孔工作；双液浆也需要在相当于灌入15～20t水泥干料量时暂停作业，并至少间歇时间4h。3问题及处理措施在进行第一段灌注时隧洞掌子面前底板出水，先在底板浇筑长5m、宽4．3m、厚0．5m的混凝土盖板进行封闭，后进行灌浆。第二段I序1号孔进行灌浆打孔时，5m处发现涌水，9m处涌水较大，出水压力0．4MPa。当注浆压力达到0．4～0．5MPa时，工作面涌水增加，左下部岩石有粉碎状压出，浆液大量外溢，停止注浆，并对外溢面进行喷混凝土封闭处理。在第二段打6号孔时，在7m处出现涌水，钻孑L打入12m，进行注浆，注浆压力1．5MPa时，不吃浆，加大压力到1．6MPa时，浆液进入，注浆压力到2MPa时，注浆结束。灌浆过程中若因为堵管以及机器故障等突发原因造成的作业中断，需要及时排除故障，并及时复灌。如果因故中断超过30min，在恢复灌浆前要再次冲洗，如冲洗无效则需要进行扫孔。复灌时应采用2：1的浆液灌注，如吸浆量与中断前十分接近，即可换用先前之水灰比；若吸浆量并没有明显减少，则应逐步提高浆液等级；若吸浆量出现锐减，并在极短时间内停止吸浆，则判定为灌浆不合格，需要进行重新灌注。4结语超前止水灌浆实施后，对掌子面前方的地下水及岩体进行超