隧洞浅孔充填灌浆施工方法及质量控制

一、工程概况  

引洮供水一期工程是甘肃省重点水利工程，主要解决甘肃省中部干旱地区城镇生活及工业用水、生态环境用水、农村人畜饮水等问题。此工程总干渠长109.4km，包含多个暗渠和隧洞。由于长期运行，部分隧洞结构出现渗漏水、钙质结晶附着、结构破损等问题，需要进行修复加固，引洮供水一期工程为Ⅱ等工程，工程规模为大（2）型，工程实际建成的渠（管）系包括总干渠长109.4km，一、二、三干渠总长145.4km，支渠17条总长226.73km。

二、浅孔充填灌浆施工方法

本次隧洞修复的核心工艺为全断面浅孔充填灌注BR浆液，其施工流程严谨，技术要求高，主要分为灌浆造孔和浆液灌注两大环节。

（一）灌浆造孔

灌浆造孔是保证浆液可以精准送达目标区域的前提，其施工质量会影响后续灌浆效果，因此，必须要做好控制：

1.测量放线：根据设计图纸，采用全站仪在隧洞衬砌表面进行精确放样，确定各灌浆孔的孔位、孔距（通常为1.0m~1.5m）、排距（通常为1.0m~1.5m）及孔深（一般为2m~5m，需依据地质条件调整）。使用红漆或墨线清晰标记孔位，保证布孔的准确性。

2.钻机就位与固定：将液压潜孔钻机平稳移至标记孔位，精确调整钻机底座的水平度和钻杆的垂直度，保证钻杆中心和设计孔中心重合，偏差控制在5mm以内。利用地锚等装置将钻机牢固固定，预防其在钻孔作业中发生位移或晃动。

3.钻孔作业：启动钻机，遵循“先慢后快、匀速钻进”的原则。在钻进过程中，操作人员要严格监控钻进速度、钻压、回水、钻杆垂直度等关键参数，且按照围岩的软硬变化及时调整钻进参数，以有效预防孔斜、卡钻或塌孔等事故。当钻孔深度达到设计值后，必须立即停止钻进。

4.清孔处理：钻孔完成后，立即进行清孔。首先采用高压风将孔内残留的岩粉、碎屑等杂物吹净，随后切换至高压水对钻孔进行彻底冲洗，直至从孔口返出的水流清澈为止。清孔完毕后，要进行临时封堵孔口，以预防外界污染物再次进入孔道。

（二）全断面浅孔充填灌注BR浆液

BR浆液灌注是整个修复工程的核心，其关键在于对渗漏通道的有效封堵与对围岩的充分固结。

1.基面预处理：在正式注浆前，对渗漏水区域的衬砌表面进行预处理。首先涂刷一层高渗透性的BR防水剂，以增强基面的防水性能。随后才能彻底清理渗漏部位，并再次揉刷BR防水剂，此举旨在封堵表面微细通道，预防在后续注浆过程中发生浆液串流或漏浆现象。

2.分区和顺序控制：为预防浆液在压力下无序扩散，采取“由外向内、自下而上”的分区注浆策略。即从距离裂缝渗漏点约5m的无水区域开始施工，通过注浆形成隔离帷幕，逐步向渗漏中心推进，切断衬砌背后的导水裂隙通道，在垂直方向上，严格遵循从隧洞底板向边墙、最后到顶板的顺序进行钻孔与注浆，确保浆液在重力和压力作用下可以更充分地填充下部空间。

3.钻孔布置与安装：钻孔沿隧洞周向呈梅花状布置，每圈设置4~5个孔，孔间距和排距控制在2.5m~3.0m；对于渗水量大的集中出水点或裂缝区域，要科学适当加密布孔，钻孔前，使用钢筋雷达探测仪探明衬砌内钢筋的分布，预防钻孔破坏主体结构，采用YT—28型风动取芯钻机，配以Φ32mm~38mm钻头，成孔直径为Φ35mm~40mm，孔深以进入围岩20cm为宜。成孔后，立即安装特制的孔口注浆管，此注浆管由Φ25mm厚壁钢管加工，一端带有螺纹丝扣用于连接阀门，丝扣后方焊接有辅助钢筋，便于安装时着力，注浆管外露长度控制在40mm~60mm；安装完成后，各个孔均需进行压水冲洗，保证孔道畅通。注浆时，可将底部的钻孔作为观察兼泄压孔。

4.浆液配制和压力控制：本次灌注的主要材料为BR系列浆液，关键组分包括P.O42.5普通硅酸盐水泥、次纳米高性能灌浆材料、BR -CE型增强防水剂、快硬闪凝堵漏材料、高性能减水剂等。针对不同类型的裂缝，能灵活的调配浆液：对于渗漏水裂缝，采用BR CE型增强防水剂和硅酸盐水泥、高性能减水剂配制；对于微细裂缝的二次功能性注浆，则采用次纳米高性能浆液材料和聚羧酸高性能减水剂配制。浆液的水灰比可在0.7:1至3:1的范围内，按照现场吃浆量、压力变化动态调整。注浆压力设计为0.4MPa~0.5MPa，具体值需通过现场灌浆试验最终确定。在注浆过程中，要密切观察压力表读数、衬砌表面变化，如出现跑浆、漏浆，导致压力无法上升时，要立即采用麻丝嵌缝或注入砼凝固专用液（双液注浆）等方法进行封堵，保证在有效加固堵漏的同时，不因压力过高而对衬砌结构造成二次损伤[1]。

三、质量控制措施

（一）原材料和浆液质量控制

所有进场的水泥、外加剂、BR型防水剂等原材料要具有出厂合格证与检测报告，并按规定进行抽样复检，合格后方可使用。浆液的配制要严格按照试验确定的配合比进行，采用高速搅拌机充分搅拌均匀，并定期检测浆液的密度、粘度、析水率等性能指标，保证浆液质量稳定。对每批次浆液均需留置试块，进行标准养护，且测试其不同龄期的抗压强度和抗渗等级，保证浆液结石体满足设计要求的力学性能和耐久性指标。同时，所有原材料应分区、分类存放，做好防雨、防潮措施，预防因储存不当导致材料性能下降[2]。

（二）施工过程质量控制

1.工序控制：严格执行“三检制”（自检、互检、交接检），上道工序不合格，不得进入下道工序。特别是钻孔的孔位、孔深、孔斜、冲洗质量，必须经检查合格后方可安装灌浆塞。关键工序如钻孔、清孔、注浆管安装、浆液灌注等，需留存影像资料，作为质量追溯的依据。

2.参数监控：灌浆过程中，要安排专人实时监控灌浆压力、吸浆率、浆液浓度等关键参数，且做好详细、准确的原始记录。任何参数的异常波动都要立即分析原因并采取相应措施。灌浆记录要采用自动化记录仪，实现数据的实时采集、存储、上传，确保数据的真实性与可追溯性，杜绝人为篡改。

3.特殊情况处理：如遇大漏量、冒浆、串浆等特殊情况，要立即停止灌浆，查明原因，可采用低压、限流、浓浆、间歇灌浆等方法处理，必要时可进行表面封堵或灌注速凝浆液。所有特殊情况的处理过程、措施及结果均需详细记录，且纳入竣工资料，为后续工程提供经验参考[3]。

（三）灌浆效果检查与评定

灌浆效果检查是评价工程质量的最终手段，通常在灌浆结束7~14天后进行。主要方法包括：

1.钻孔检查：在指定位置布置检查孔，通过钻取岩芯，直观观察浆液结石的充填、胶结情况。同时，对检查孔进行压水试验，测定其透水率（Lu值），若透水率小于设计规定值（如q≤3Lu），则认为灌浆效果合格。检查孔的数量应不少于灌浆孔总数的5%，且应重点布置在地质条件复杂、灌浆过程中出现异常或对防渗要求较高的区域。

2.物探检测：采用声波检测、地质雷达等无损检测技术，对灌浆前后的衬砌背后介质进行扫描对比，通过分析波速、反射图像等变化，综合评价灌浆的密实度与均匀性；物探检测范围应覆盖具有代表性的灌浆区域，其检测结果要和钻孔检查结果相互印证，构成立体化、多维度的质量评价体系。

3.资料分析：对整个灌浆过程的施工记录、成果资料（如单位注入量、灌浆压力等）进行系统分析，绘制综合剖面图，判断灌浆是否达到预期效果。通过对单位注灰量、透水率等参数进行统计分析，评价灌浆效果的均匀性与可靠性，并形成完整的灌浆效果评价报告，作为工程验收的重要依据[4]。

  四、结语

浅孔充填灌浆技术是一种有效的隧洞病害修复加固方法，在引洮供水一期工程总干渠隧洞修复加固工程中取得了良好的效果，通过严格控制施工质量，能够保证灌浆效果，提高隧洞的安全运行与使用寿命。  

文章来源《产品可靠性报告》https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html