論固結灌漿堵水技術(shù)在實(shí)踐中的應用 
      水工隧洞地下水主要是孔隙潛水、基巖裂隙水、雪山融水和大氣補給水。其特點(diǎn)是：
      （1）地下水豐富，補給來(lái)源穩定；
      （2）地下水以裂隙水為主，壓力高、流量大；
      （3）涌水有很大的隨機性，但總體上呈現的出水規律是從滴水、線(xiàn)性滲水、涌水到噴水漸變的、有預兆的、可探測和可預防的；
      （4）水溫低，相對穩定在3～4℃之間。隧洞涌水造成開(kāi)挖施工作業(yè)條件惡劣，嚴重影響工程進(jìn)度及質(zhì)量，這些涌水洞段，后期支護(噴混凝土或襯砌)更無(wú)法施工，同時(shí)大量長(cháng)期的排水也顯著(zhù)地增大施工費用。因此，在施工過(guò)程中業(yè)主一般要求對滲、涌水洞段進(jìn)行堵漏灌漿。本文針對引黃北干線(xiàn)支（北）01-2洞段的固結灌漿堵水方案進(jìn)行分析與闡述，以期對類(lèi)似情況的堵水方案有一個(gè)借鑒與參考作用。


      一、工程概況
      由我第五工程處承建的山西省萬(wàn)家寨引黃工程北干線(xiàn)1#隧洞支(北)01-2施工段，樁號為北5+481.241～北5+929.421，是引黃北干線(xiàn)前期準備工程主洞試驗洞段的一部分，設計為無(wú)壓隧洞，圓形斷面，襯砌后內徑為4.10m，設計引水流量為22.2m3/s。
      該洞段基巖段（樁號：北5+481 .241～北5+710）地層為寒武系中統張夏組二段(∈2Z2)，圍巖巖性為薄層淺灰色泥質(zhì)條帶灰巖，泥質(zhì)條帶為黃色，局部夾有黃綠色泥灰巖；中厚層灰色灰巖，局部夾黃色泥質(zhì)條帶，呈強風(fēng)化狀。巖層產(chǎn)狀:1.走向SN，傾向W，傾角18°；2. 走向NW330°,傾向NE,傾角4°，圍巖類(lèi)別為Ⅴ類(lèi)。樁號北5+615發(fā)育一條逆斷層，走向NE65°，傾向SE，傾角71°，斷距不詳，破碎帶寬度1.2m左右，其內為碎石夾泥，樁號北5+659發(fā)育一條逆斷層，其走向為NE58°,傾向NW，傾角86°，斷距不詳，破碎帶寬度1.0m左右，內為碎石夾泥，密實(shí)程度一般。同時(shí)該段圍巖在開(kāi)挖過(guò)程中出現大量的涌水現象。
      為確保施工安全，保證施工質(zhì)量，我們根據本洞段的工程地質(zhì)情況，本著(zhù)“安全第一，節約成本”的原則對該洞段的滲、漏水處理方案作了詳細的對比和分析，最后選定了固結灌漿堵水方案。下面就該方案的選擇過(guò)程及具體施工方法作一簡(jiǎn)述。
      二、堵水方案的對比分析
      支（北）01－2洞段在開(kāi)挖到樁號5+515之前日滲水量為2000m3左右，從樁號5+515之后滲漏水增大，至樁號5+550時(shí)，日滲水量高達4500m3左右。這樣大的滲、漏水給我部的石方洞挖造成很大困難，更重要的是造成下一步一次支護及混凝土二次襯砌工作無(wú)法開(kāi)展。
      當時(shí)的情況是：該洞段石方洞挖總計約為150m，已開(kāi)挖70m，還剩余的80m主洞約需50天就可完成。如果不及時(shí)進(jìn)行堵水灌漿將水堵住，待剩余80m石洞開(kāi)挖完后，土洞就無(wú)法進(jìn)行開(kāi)挖，因為根據設計圖紙和技術(shù)規范的要求，巖石洞段的滲漏水是絕不允許流入土洞的。再則若當時(shí)不開(kāi)始堵水灌漿，待剩余80m巖石洞段完成后再開(kāi)始堵水灌漿，從時(shí)間上講來(lái)不及，因為堵水灌漿需要較長(cháng)的時(shí)間，到那時(shí)就要推遲土方洞挖。另一方面，如果這樣大的滲漏水不堵住，該洞段混凝土二次襯砌也無(wú)法進(jìn)行，質(zhì)量根本無(wú)法保證。因此支（北）01-2的滲漏水處理勢在必行。
     根據設計圖紙提供的堵水方法及我局多年來(lái)的實(shí)際堵水灌漿的經(jīng)驗，再結合支（北）01-2主洞滲漏水的實(shí)際情況，我們認為設計圖紙中提供的超前預注漿的辦法不宜用于本洞段。理由是：依據設計圖紙有關(guān)規定，采用“超前預注漿”方案的前提條件是：高外水洞段先打超前鉆水孔，若單孔涌水量大于10m3/h或一條裂隙出水量大于5m3/h，此洞段應進(jìn)行預注漿。根據觀(guān)測，該洞段滲漏水不是發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)滲漏點(diǎn)上，而是從開(kāi)挖起始樁號北5+481.241開(kāi)始至當時(shí)的開(kāi)挖掌子面約70m長(cháng)度隧洞底拱都在向外滲水，況且洞內外水頭也僅有10~20m，不屬于高外水頭。
      從當時(shí)我部支（北）01-2洞段的實(shí)際滲、漏水情況看，宜采用“固結灌漿堵水”的施工方案進(jìn)行堵水。
      三、“固結灌漿堵水”施工方法
      該洞段“固結灌漿堵水”施工，采用“環(huán)間分序，環(huán)內加密”的原則，對個(gè)別滲透性比較強的地方采取加密孔的方法，有關(guān)技術(shù)參數：鉆孔深度深入基巖3m，水灰比及灌漿壓力根據堵水灌漿情況調整，對個(gè)別涌水量較大的孔加4%的水玻璃。由于該洞段滲漏水均在洞身的下半圓部分，而且大部分在隧洞底部，所以我們在進(jìn)行灌漿時(shí)首先灌洞身的下半圓，下半圓灌漿完畢，若上半圓不漏水，堵水灌漿就結束。否則，上半圓也進(jìn)行灌漿堵水。


      “堵水灌漿”施工采取洞內制漿的辦法，鉆孔采用YT28氣腿式手風(fēng)鉆鉆孔，鉆頭采用φ50mm的合金鉆頭，孔深3m，孔徑為φ54mm；灌漿采用1臺200×1型漿液快速攪拌機制備漿液、1臺UB3C型輸漿泵灌漿。
      堵水灌漿孔采用“單孔全孔純壓式灌漿法”，其施工順序為：先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔。
      灌漿壓力：一序孔灌漿壓力采用0.8～1.0Mpa，二序孔灌漿壓力采用1.0～1.5MPa。
      灌漿漿液：一般情況下，采用水灰比為0.5:1的水泥漿加4%的水玻璃漿液，可根據施工過(guò)程中的實(shí)際情況，在0.8:1及1:1之間進(jìn)行調整。
      灌漿結束標準：在設計壓力下，單位注入量不大于0.4L/min時(shí)，繼續灌注30min，可結束灌漿。
灌漿時(shí)，當灌漿壓力保持不變，注入率均勻減少；或者注入率不變，壓力均勻升高時(shí)，灌漿工作持續下去，不得改變水灰比。當注入率很大而不見(jiàn)減少時(shí)，可采用“定量供漿、間隙灌漿”的方式處理，在水泥干料灌入5t后暫停灌漿，間隙時(shí)間不少于12h，然后重新擴孔，繼續灌注。當“定量供漿、間隙灌漿”的處理方式無(wú)效后，可進(jìn)行雙漿液灌注。灌漿過(guò)程中安排專(zhuān)人測定漿液比重，詳細記錄灌漿情況，并作好記錄。
堵水灌漿孔在灌漿結束后進(jìn)行閉漿待凝，待凝時(shí)間不超過(guò)4h。閉漿結束后，孔口的空腔采用水泥砂漿人工封填密實(shí)、抹平。最后割除露出表面的灌漿管。
      四、灌漿效果
      本次固結灌漿堵水從2004年6月9日開(kāi)始，至2005年4月21日全部完成。共分5個(gè)單元進(jìn)行了灌漿，累計完成鉆孔351個(gè)，鉆孔總長(cháng)1081.57m，灌注水泥量總計為856.35t，水玻璃消耗2.56t。灌漿完成后，鉆設檢查孔18個(gè)，分別進(jìn)行了壓水試驗，檢查結果均滿(mǎn)足水工技術(shù)規范要求（即：透水率≤3lu），并且洞內日滲水量由原來(lái)的4500m3/日降至700m3/日左右，確保了工程的順利進(jìn)行，使一次支護及混凝土二次襯砌的質(zhì)量得到保障，至2007年5月完工驗收前，該洞段已襯砌混凝土段僅發(fā)現一處滲水點(diǎn)。
五、結束語(yǔ)
      通過(guò)我處在山西省萬(wàn)家寨引黃工程北干線(xiàn)1#隧洞前期準備工程Ⅰ標支（北）01-2洞段的施工實(shí)踐證明：對于低水頭、洞壁滲漏水洞段的堵水可以選擇固結灌漿堵水方案進(jìn)行處理。該方案與超前預注漿堵水方案相比，具有操作簡(jiǎn)單、節約施工成本、不占直線(xiàn)工期的優(yōu)點(diǎn)，并且灌漿效果良好。