某隧洞回填灌浆设计优化.pdf

第47卷第7期
甘水利水技术
ol.47,No.7
2011年7月
Gansu Water Conservancy and Hydropower Technclogy
Jul, 201 1
施工按术
某隧洞回填灌浆设计优化
李晓兵
(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局,新疆鸟鲁木齐830000
摘要:简要介绍了新北疆供水工程某隧洞边顶拱灌浆设计与施工的过程,通过边顶拱灌浆试验,确定最优的灌浆
方案,对软岩地质条件下的灌浆设计与施工积累了经验。
关键词:濺洞灌浆;设计优化;北蠱供水工程
中分类号:TV5433文献标识码:B
文章编号:2095-0144(2010)08-0056-03
工程概况
匀,直接影响隧洞的均匀受力及安全。通过灌浆能
某隧洞是新疆北疆供水工程的重要建筑物,是使围岩、一次支护、二次衬砌混凝土间填充密实,充
以前新疆最长的一条软岩隧洞,地质条件较复杂,隧分发挥一次支护及二次衬砌的作用。由于本隧洞采
洞全长14870m,为无压明流隧洞,2级建筑物,设用非钴爆开挖,开挖后直接用采用喷射混凝士、格栅
计流量47.5m/s,加大设计流量55m/s。隧洞进口拱架、钢筋网片进行及时支护,洞室开挖成型好,无
段长130m,上接梯形渠道,水流经扭面段、矩形明较大超挖,一次支护紧贴岩面,经多次检査一次支护
渠段、渐变洞段进入隧洞,渐变段长20m,纵坡为与围岩之间无空隙,不必进行灌浆,本次灌浆只对混
1/400,使断面由城门洞形渐变成马蹄形。隧洞纵坡凝土村砌与一次支护之间形成的空腔进行顶拱回填
为1/1050,为马蹄形断面,高宽为5.2mx5.2m,开挖灌浆。
形式为城门润形,一般开挖跨度6.4m,最大开挖跨4回填灌浆设计
度7.2m,喷衬厚度为15cm,局部20cm。
4.1回填灌浆设计参数
2工程地质条件
回填灌浆压力为0.3MPa,回填灌浆采用纯水
遂洞所处地段地勢较平坦,洞身所经过的地层泥浆,因上层滞水含弱硫酸根离子,采用高抗硫水
为第三系始一渐新统砂岩、砂砾岩、泥质砂岩和砂质泥。水泥标号425号,水泥结石强度标号为C20。
泥岩互层,岩层产状290NE∠23°洞身平均埋深约4.2回填灌浆实验
46m,最大埋深约81m(地表到隧洞中心线)。围岩
正式进行回填灌浆之前进行了试验,试验在桩
岩性极弱,抗压强度在1MPa以下,变形模量在80~号4+800~4+960m间范围内进行,试验长度为160
200MPa之间,声波速度1000~1800m/s之间,属极m,灌浆试验的目的为检验空腔厚度、选择注浆水灰
软岩。在桩号4+360~4+460m洞段有鸟玛依大断裂比、检验灌浆机具性能及确定回填灌浆范围。
带通过,其它洞段无大的构造,地下水不发育,个别
灌浆试验采用的灌浆压力为0.3MPa,起灌水
洞段有上层滞水。洞身14870m洞段中分为6个地灰比为Ⅰ序孔采用0.6:1水泥净浆;Ⅱ序孔采用1:1
质单元,围岩类别为Ⅳ~V类,其中:IV类围岩9400水泥净浆。回填灌浆试验分3个单元,采用3种工
m,占63.13%;V~V类围岩1850m,占12.42%;V艺,其试验工艺与试验结果如下
类围岩3640m,占24.45%。全洞围岩易风化,遇水4.2.1第一试验单元(柱号4+860~4+910m
极易崩解,成洞条件差
(1)试验方法与施工工艺
3回填灌浆目的
本单元按设计对顶拱120°范围,将所有灌浆孔
隧洞一次支护喷混凝土与国岩之间及一次支护一次性打开,并进行充(压)水试验。再由下游往上游
与二次树砌混凝土之间在施工过程中边顶拱部位由施灌,灌浆分序为横向分序,即90°角部位为工序,
于施工时混凝±振捣不能完全密实,可能存在一定45°角部位为Ⅱ序,正顶部孔为Ⅲ序。其工艺流程为
的空隙,造成一次支护及二次村砌混凝土受力不均造孔→验孔→充(压)水试验一灌注水泥净浆→钻孔
收稿日期:2011-07-11
作者简介:李晓兵(1975-),男,甘肃高台人,工程师,主要从事工程造价管理。
第7期
李晓兵:某隧洞回填灌浆设计优化
第47卷
检査。回填灌浆孔布置如图1、2所示。
泥净浆。结果标准满足规范要求。灌注结果见表2。
灌浆孔:深人喷混凝土层
.1m,间距2m,梅花形布置
表2第一试验段灌浆结果
孔序水灰比最大吸浆量几总吸浆量几耗灰量た
Ⅰ序
0.6:1
8620
11227,2
13.3
Ⅱ序
0
0.0
0.0
全单元
8620
11227.2
22.5
13.3
5)检查孔
该单元共布置4个检查孔,检查钻孔未发现有
R=3150
R=2600
明显缝隙,灌浆检査结果见表3。
图1页拱回填浆孔布图
表3第一试验段浆检查结果
孔号孔深水灰间隔间隔时间单位吸某
mm比时间/min吸浆量lmm量L?in4
说明
90°角孔
45°角孔0
检17002:1
10
4.73
0.473满足规范要求
洞轴线?°
°顶拱孔
检24702110
0.510满足规范要求
检335602-110
4.30
0.430足规范要求
检46002:1
10
4.30
0.430满足规范要求
图2第一试验单元灌浆孔平面展示图
4.22第二试验单元(裢号4+910~4+960m
(1)试验方法与施工工艺
(2)顶拱空腔厚度检査
该单元根据上一单元的充(压)水试验结果,确
本单元共造注浆孔65个,其中:I序孔(90°孔)定为分两序灌注。其方法为取消90°角钻孔,由下游
26个;J序(45°孔)26个;Ⅲ序孔(顶拱孔)13个。空往上游分两序进行。Ⅰ序孔排距为8m,实行顶孔及
腔厚度检测结果见表1
45°角孔(共3孔)并灌。Ⅱ序孔在「I序孔中间加密,
排距亦为8m,同样为3孔并灌。两序间隔时间为
表1第一试验段空腔厍度检測结果
3d,Ⅱ序孔灌浆结東7d后进行钻孔检査。其工艺
孔位总孔费有空腔有空腔孔数最大空腔最小空腔平均空腔
孔数占总孔数的%厚度m厚度m厚度
流程为I序造孔→验孔→灌注水泥净浆→Ⅱ序造
IDIP
90°角·26
0
孔→验孔→灌注水泥净浆→钻孔检査→验孔→灌浆
45°角266
18
检査。回填灌浆孔如图3所示。
顶拱13
全单元65
150
58
洞轴线
顶拱孔°
3)充(压)水试验
90°角压水试验,压力为0.3MPa,持续时间为
只
5min,逐孔进行,其结果均无吸水现象;45°角压水
I序孔Ⅱ序孔
试验,压力为0.3MPa(实施过程中因各孔相互连
通,最大压力仅能达到0.1MPa),发现串孔即终止,
图3第二试验单元灌浆孔平面展示图/m
逐孔进行。其结果为顶拱全部串通,45°角部位除发
(2)造孔及空腔厚度检査
现已量测出有空腔的孔串水以外,还发现有部分未
本单元共造回填灌浆孔39个。其中:序孔2