兩者設計的目的不同，帷幕主要目的是形成水泥幕墻，防止水滲流的；固結目的是通過水泥使破碎的巖石粘結起來，提高其整體性，改善巖石的力學性能。沒有什么聯系，僅在施工順序上有一點聯系，即在同一區域如果有兩者的話，先施工固結，固結完了再施工帷幕。兩者區別還有帷幕孔通常情況下比固結孔深 第七節 隧洞灌漿隧洞灌漿主要是指用于水工隧洞、豎井、斜井和其它地下洞室的圍巖或混凝土（鋼襯）支護結構加固、防滲的灌漿工程，較多使用的有回填灌漿、圍巖固結灌漿和接觸灌漿。此外還有在隧洞掘進過程中遇地下水豐富的地層或十分破碎的地層時，用于阻水和臨時支護的超前注漿；用于加強結構、改善受力狀態的預應力灌漿等。在隧洞中還可能進行其它用途的灌漿，如帷幕灌漿、深層巖體固結灌漿等。本節主要敘述回填灌漿和圍巖固結灌漿。其它內容可參見本手冊第2卷有關章節。1 隧洞灌漿的一般要求1.1 施工順序當隧洞中同一部位有多種灌漿時，一般應遵循先進行較低壓力的灌漿，后進行較高壓力的灌漿的原則。具體可按照下列順序施工：（1）在混凝土襯砌段內的灌漿，應當先進行回填灌漿，后進行圍巖固結灌漿；（2）當該部位布置有帷幕灌漿或高壓固結灌漿時，應當先進行回填灌漿和圍巖固結灌漿，后進行帷幕灌漿或高壓固結灌漿。當該部位的防滲帷幕是由上下兩層搭接而成時，宜先進行水平銜接帷幕的灌漿，后進行垂直帷幕的灌漿。有一些工程由于沒有按照正確的順序施工，致使施工資料混亂，嚴重者甚至導致隧洞襯砌混凝土開裂的事故。（3）對于鋼板襯砌的隧洞，如鋼板襯砌是在混凝土澆筑后施工，各種灌漿的順序同上。如鋼板襯砌與混凝土澆筑同時完成時，則灌漿工程應在鋼襯內鉆孔或通過預留孔進行。（4）混凝土襯砌與圍巖之間的回填灌漿，應在襯砌混凝土強度達到70%后進行。如以齡期計算，建議在襯砌混凝土澆筑14d后進行。有的時候工期很緊，可在襯砌混凝土中加入適量早強劑，這樣7d齡期的強度也可接近28d強度的70%左右。總的考慮是希望襯砌混凝土有足夠的強度，水化熱溫升趨于穩定。圍巖固結灌漿宜在該部位回填灌漿結束7d后進行。（5）鋼襯接觸灌漿施工應當在混凝土溫度穩定、體積收縮完成或基本完成以后，規范要求在襯砌混凝土澆筑結束60d后進行。1.2施工布置隧洞內施工場地十分狹窄，有時候還有多個分部工程平行或交叉作業，因此搞好施工布置是實現安全施工，保證灌漿工程質量和加快工程進度的重要條件。（1）風、水管及電纜布置。隧洞灌漿的供風、供水干管及電纜干線應通過支架架設在隧洞的側壁上，不得隨意平鋪在地板上。隧洞照明應使用安全電壓，電線宜架設在隧洞頂拱上。（2）通訊聯系。隧洞中施工時，洞外與洞內、洞與洞之間聯系很不方便，因此通訊十分重要。應當鋪設電話線，建立起施工現場的電話網，并且最好能與后方辦公系統相連接。（3）保持良好通風。一般說來，灌漿施工本身產生的廢氣很少，如隧洞能保持開挖和混凝土襯砌施工時的通風狀況即可滿足灌漿施工要求。但是，如需在隧洞中設置水泥漿攪拌站（制漿站），或需進行化學灌漿時，則應當采取專門的通風措施。當相鄰工作面正在進行開挖、混凝土澆筑等作業時，應當防止這些工作面的廢氣（炮煙、汽車尾氣等）對本施工區域的污染。（4）污水、泥漿和巖屑的排除。隧洞灌漿施工中，會產生大量的污水、泥漿和巖粉巖屑，必采取有效的排水清污措施。通常應當注意的是首先要及時清除巖屑巖渣和廢漿沉淀，盡量實現渣水分離。污水的排泄應盡量利用地形實現自流，無法自流的可通過排水溝流至結構物已有的集水井（或通過開挖、筑堰形成的臨時集水池）中，然后使用污水泵（渣漿泵）抽出洞外。（5）制輸漿系統。隧洞灌漿的水泥漿制漿站應盡量布置在洞外，可布置在靠近洞口、交通方便的地方。如果隧洞很長或兩個支洞間的距離很大時，可在其中間設立輸漿站，通過輸漿站將漿液輸送到灌漿機組。無論是風、水、電、漿供應，或是通訊、通風、排水的各種管線的架設，通常都是自洞口至洞內工作面或者自工作面至洞口，往往距離很長，這一方面加大了臨時工程的工程量，另方面也不利于管路和線路的運行維護。有許多工程充分利用地形高差，在地面和隧洞之間，或高程不同的多層隧洞之間，選擇適宜的地點鉆設連通孔，通過這些連通孔鋪設輸水、輸漿、管路和輸電、通訊線纜，或是用來通風、排水，收到了很好的效果。鉆設連通孔時，要注意控制孔斜，保證鉆孔出口在預定的范圍內。鉆孔孔徑可根據具體用途確定，通常在66130mm范圍內，當用于通風時，應為300mm以上。（6）施工臺架（臺車）。進行隧洞灌漿特別是頂拱部位的灌漿時，必須搭設施工平臺，也可制造或購買專用的設備。這種設備和平臺應能同時滿足鉆孔和灌漿等各項操作的需要，應能顧及保持隧洞的交通。根據具體條件，鉆灌平臺可選擇固定式和移動式兩種。固定式就是腳手架；移動式是一種鉆灌臺車。當隧洞軸線很長時，宜采用移動式鉆灌臺車。移動臺車可采用輪胎式及軌道式兩種形式，移動方式可以為牽引和自行。圖2-7-1 電動鉆灌臺車廣西天生橋二級水電站直徑為8.79.8m的引水隧洞灌漿施工時，引進了日本的ZC6784型全液壓單臂架四輪龍門式灌漿臺車，這種臺車上安裝有液壓鑿巖機、鑿巖機導桿、升降工作臺、行走系統、液壓系統、風水電系統以及制漿、灌漿、起重設備，可以前后行走、轉向，功能齊全，效率很高。但由于該隧洞很長，灌漿工程量很大，工期很緊，此種設備價格昂貴，無法大量引進，因此承擔施工的中國水利水電基礎工程局研制了一種ZZGC9.8型電動鉆灌臺車（圖2-7-1），臺車自重10t，有效荷載6t，為電動自行式，車輪輪距3130mm，軸距4320mm，可雙向行走，可轉向。臺車上裝有：YYG120型液壓鑿巖機1臺、高速攪拌機2臺、高壓灌漿泵（100/10）2臺、單臂吊車1臺（起重量0.5t1t），臺車設備總動力105kW。臺車長寬高尺寸為542060003790mm； 這種臺車可在直徑8.7m9.8m隧洞中鉆0360徑向輻射孔。鉆孔直徑不大于130mm。深度不大于10m。在天生橋工程中完成了大量的鉆孔灌漿工程量。1.3 變形監測總的說來，隧洞內的各種灌漿都應當在安全壓力下實施，安全壓力的確定可遵循有關規范或參考已有的工程實例。在這樣的條件下灌漿，一般在操作過程中注意控制好灌漿壓力的使用和注入率的變化，即可防止混凝土襯砌或巖體的抬動破壞，而不需安設儀器進行專門的隧洞變形監測。當進行高壓灌漿或有專門要求時，則需進行隧洞的變形監測。比較簡易實用的方法是測量隧洞內徑的變化，如圖2-7-6所示。2 回填灌漿2.1灌漿孔的設置（1）灌漿孔的布置隧洞回填灌漿孔主要應布置在頂拱中心角90120范圍之內，每排孔數依隧洞直徑達小而定，直徑小于5m時可為13個孔，排距26m（圖2-7-2）。其它部位僅在發生大坍塌或發現大空洞等情況時才有必要。圖2-7-2 回填灌漿孔布置回填灌漿應按分序加密的原則進行，灌漿孔可分為兩個次序，例如奇數排為序，偶數排為序。為了易于保證灌漿效果，規范規定兩序孔中都應包括頂孔，因此在布孔時應盡可能按方格形布置。這樣每排灌漿孔中均有頂孔。如必須按梅花形布置（圖2-7-2）時，可將頂孔布置為序孔。同一排上的各孔為同一序孔。（2）鉆孔要求素混凝土襯砌的隧洞回填灌漿孔，可在混凝土襯砌完成后采用鑿巖機或其它鉆機直接鉆進。回填灌漿孔孔徑不宜小于38mm，當回填灌漿孔以后還要加深進行固結灌漿時，則孔徑應當滿足固結灌漿鉆孔的要求。灌漿孔的孔深在脫空區鉆透混凝土即可，在沒有明顯脫空的部位宜深入圍巖510cm，以便于根據巖屑鑒別孔深已符合要求。（3）預埋灌漿管對于鋼筋混凝土襯砌的隧洞，為了方便鉆孔和避免在鉆孔時打斷鋼筋，宜在混凝土襯砌中設置預埋管（鋼管或塑料管），之后通過預埋管進行鉆孔和灌漿。遇隧洞頂拱發生坍塌、多量超挖或與溶洞連通，回填空腔很大時，也應在該部位預埋灌漿管，埋管數量應不少于2根，其出口應在空腔的最高處，以利于進漿和排水、排氣。值得注意的一是預埋管的位置應當準確記錄或留有標志，以便于拆除模板后容易尋找；二是預埋管管口露出后仍應使用鑿巖機或鉆機掃孔鉆進至基巖或脫空區，以保證灌漿通暢。2.2 灌漿前的準備工作（1）對在灌漿前發現的大空腔，應盡量在澆筑襯砌混凝土時填滿。無法填滿混凝土時，應設法以毛石、碎石、卵礫石充滿。（2）仔細檢查待灌漿的隧洞。發現襯砌表面有漏水的孔道、裂縫、止水不嚴的結構縫或其它缺陷，采用麻絲、木楔、速凝砂漿等妥善堵漏。 （2）備足水泥。根據鉆孔發現的頂拱脫空情況或其它資料，估計所灌注的隧洞區段內被灌注空間的總體積，儲備足夠的水泥等灌漿材料，以便一次連續灌注至結束，避免灌漿過程中斷帶來諸多不利。2.3灌漿方法與其它灌漿一樣，回填灌漿也應當遵循一定的方法程序，否則難以做到飽滿密實。水工建筑物水泥灌漿施工技術規范中規定的是一種簡便易行的“趕灌法”。具體做法如下： 施工開始時，先鉆出第次序孔，然后自低端孔向高處孔順次進行灌漿。當低處孔灌漿時，高處孔會自然排出氣體和積水，接著排出漿液，當排出漿液達到或接近注入漿液的濃度時，則封閉（塞住）低處孔，改在高處排漿孔繼續灌注，依此類推，向前趕灌，直至最后一孔。第次序孔完成后，按同樣的程序進行第次序孔的鉆孔灌漿。各孔灌漿時均采用純壓式灌漿法。如某一孔（或一排孔）灌漿時，高處孔已不再排出漿液，則該孔應灌注達到結束條件。然后再進行下一孔的灌漿。回填灌漿的灌漿壓力應視混凝土襯砌厚度和配筋情況而定，對于素混凝土襯砌可采用0.20.3MPa；鋼筋混凝土襯砌可采用0.30.5MPa。序孔的灌漿壓力可為序孔的1.52倍。2.4灌漿漿液在多數情況下，回填灌漿的漿液均采用純水泥漿。水泥的強度等級可為32.5級或以上。漿液水灰比可為1:10.5:1。灌注空腔大的部位，可在漿液中加入粉煤灰、石粉等，或使用水泥砂漿。粉煤灰和砂的品質應符合2001灌規中有關規定。不論序孔灌注何種漿液，序孔應灌注純水泥漿。當使用水泥砂漿時，應當注意防止漿液析水分離，許多工程有過教訓。砂漿中摻入適量膨潤土（占水泥重量5%以下）可改善漿液的流動性和穩定性。對于重要的水工隧洞，采用的水泥混合漿液或砂漿，應當進行室內配比和性能試驗，漿液結石的彈性模量應當大于隧洞圍巖的彈性模量，確保滿足設計對結構受力的要求。用于回填灌漿的砂漿的參考配合比參見本章第二節。2.5特殊情況處理（1）中斷 隧洞回填灌漿孔多為孔口向下的倒孔，灌漿過程中一旦發生中斷，正在灌漿的孔和許多已排出過漿的孔都可能會被堵塞。因此灌漿前要充分做好準備工作（參見本節2.2），盡量避免中斷。不得已發生中斷后力求在30min以內恢復灌漿。如中斷時間過長，或恢復灌漿后注入率明顯減少，甚至不吸漿，則必須對灌漿孔和已排漿的串漿孔進行掃孔，掃孔深度要達到基巖或透入空腔，而后進行復灌。（2）漏漿 根據具體情況采用嵌縫、表面封堵、加濃漿液、降低壓力、間隔灌漿等方法處理。（3）混凝土襯砌變形或裂縫 當灌漿過程中注入率突然增大，或意外地長時間大吸漿，這時有可能是混凝土襯砌發生了變形或裂縫，應當立即停止灌注，查清發生問題的部位和原因，以及可能造成損害的程度，確定繼續灌漿的措施。復灌前必須充分待凝，復灌時應低壓、慢速（小注入率），并加強觀測。2.6灌漿結束與封孔在設計壓力下，當灌漿進行到灌漿孔停止吸漿后，延續10min，即可結束灌漿。對于隧洞頂部倒孔或其它結束灌漿后孔口返漿的灌漿孔，結束灌漿時應先關閉孔口閘閥再拆除管路，防止灌入孔內漿液倒流出來。對于回填灌漿完成后沒有其它用途的灌漿孔應及時封堵，封堵方法參見本節3.5。有的回填灌漿孔需要加深再進行固結灌漿，則在固結灌漿完成后再進行封孔。2.7 回填灌漿質量檢查2.7.1檢查孔的布置和檢查的時間回填灌漿檢查孔應布置在頂拱中心線上、脫空較大和灌漿情況異常的部位，孔深應穿透襯砌深入圍巖10cm。 壓力隧洞每10m15m洞段長（基本上為一個襯砌段）宜布置一個或一對檢查孔，無壓隧洞的檢查孔可適當減少，或通過分析灌漿資料解決。回填灌漿的質量檢查如采用注漿試驗（包括連通試驗）應在該部位灌漿結束7d以后；如進行鉆孔取芯檢查應在該部位灌漿結束28d以后。2.7.2 檢查方法和合格標準（1）單孔注漿試驗 即向檢查孔內注入水灰比為2:1的水泥漿，壓力與灌漿壓力相同，測量初始10min內的注入漿量。若注入漿量不大于10L為合格，則灌漿工程質量合格。（2）雙孔連通試驗 即在指定部位（通常應當是拱頂）布置2個間距為23m的檢查孔，向其中一孔注入水灰比為2:1的水泥漿，壓力與灌漿壓力相同，若另一孔出漿流量小于1L/min為合格。（3）檢查孔及芯樣檢查。在拱頂鉆檢查孔獲取巖芯，觀察巖芯，必要時使用儀器或簡易工具探測鉆孔。若無脫空現象，漿液結石充填飽滿密實，強度滿足設計要求為合格。根據工程條件和要求可選用一種或兩種檢查方法。在實際工程中有時隧洞灌漿的工期很緊，回填灌漿完成以后，緊接著要進行圍巖固結灌漿和別的工序，難以等待很長的待凝時間。在這種情形下，有的工程回填灌漿的質量檢查通過分析資料解決，或安排在固結灌漿后進行補充檢查。3 圍巖固結灌漿3.1 固結灌漿孔的布置和分序隧洞圍巖固結灌漿孔的布置主要依據圍巖狀態，結合隧洞的大小、內外水壓力等情況綜合考慮確定。鉆孔的方向除特殊情況需考慮巖石的層理或主要裂隙的方向外，一般均按徑向或垂直于襯砌表面布置。每一環（排）灌漿孔孔數不宜少于6個，在橫剖面上保持均勻對稱。灌漿孔的排距，對裂隙型巖石可為24m。鉆孔深入圍巖的深度可為1倍隧洞洞徑。在斷層、破碎帶等局部地段，孔排距應密一些，孔深也需要適當加大。圖2-7-3為某工程引水隧洞針對不同條件的圍巖的幾種固結灌漿典型布置圖。圖2-7-3 某工程引水隧洞圍巖固結灌漿典型布置隧洞圍巖固結灌漿孔的施工常采用按環間分序，環內加密的方法，環間可分為兩序或三序。例如第1、3、5環孔為序孔，第2、4、6環孔為序孔。同一環（即同一序）孔的施工最好也應遵循間隔加密的原則（實際等于增加兩序），也有的工程遵循由低到高依次進行的次序。3.2 鉆孔與沖洗3.2.1 鉆孔固結灌漿孔的孔徑一般為38mm56mm，通常采用鉆機直接鉆透混凝土襯砌再鉆入圍巖。鉆孔機械可用風動鑿巖機、液動鑿巖機、潛孔錘鉆機以及其它類型的鉆機。當混凝土襯砌中鋼筋十分密集時，可在混凝土中預埋灌漿管（鋼管或塑料管），也可在孔口預埋指示孔位的灌漿盒。預埋管內徑比鉆孔直徑應大20mm以上。預埋管管口或灌漿盒要留有在拆模后便于尋找的標志，有的工程曾有埋管后因找不到管口而造成損失的教訓。3.2.2 鉆孔沖洗、裂隙沖洗和壓水試驗固結灌漿孔鉆進完成后，應使用大風量壓縮空氣或大水流進行鉆孔沖洗，沖凈孔內巖粉和泥渣。圍巖固結灌漿一般可不進行裂隙沖洗。當有專門要求需要進行裂隙沖洗時，應安裝循環式管路，使用壓力水進行沖洗，沖洗壓力為灌漿壓力的80 %，并不大于1MPa。灌漿前鉆孔壓水試驗可選取少數孔（規范要求不少于總孔數的5%）進行，在裂隙沖洗后按單點法要求試驗。其它孔可結合裂隙沖洗進行簡易壓水。各種裂隙沖洗和壓水試驗方法參見本章第五節。有些隧洞圍巖地質條件差，巖層遇水后會軟化，或帶來其它不利影響，這就不能進行沖洗，也不能進行壓水試驗，甚至也不能灌注較稀的漿液。3.3 灌漿方法與壓力圍巖固結灌漿通常采用純壓式灌漿法。當灌漿孔基巖段長度小于m時，可全孔一次灌漿，基巖段較深或不良地質地段的灌漿孔宜分段灌注。各灌漿孔宜單獨進行灌注，由隧洞底部開始兩側對稱向上進行。在地層均勻、注入量較小的地段可進行并聯灌漿，但并聯孔應位于同一環上對稱分布，孔數不宜多于個。并聯灌漿是指用一臺灌漿泵采用并聯方式同時對2個或多個灌漿段進行灌漿（圖2-7-4）。固結灌漿壓力的大小取決于隧洞圍巖的性質、埋藏條件、完整程度以及襯砌形式，在有壓隧洞中與作用水頭有關。我國水工隧洞固結灌漿所用壓力大多在1.52.0倍內水壓力范圍內。圖2-7-4 并聯灌漿示意圖3.4 灌漿漿液固結灌漿通常采用純水泥漿液。可采用普通硅酸鹽水泥；當地下水具有侵蝕性時，應采用抗侵蝕水泥；水泥的強度等級可為等于或大于32.5。漿液水灰比可采用:、:、0.6或0.5:1，由稀至濃灌注。3.5 灌漿結束條件與封孔圍巖固結灌漿各灌漿段的灌漿結束條件為：在設計壓力下，當注入率不大于1L/min后，繼續灌注30min即可結束。當采用多孔并聯灌漿時，有的工程結束條件適當放寬（注入率稍大）。但也有的工程堅持同樣的條件，理由是并聯孔通常是注入率小的孔。固結灌漿孔灌漿結束后應妥善封孔。常用的封孔方法有： （1）全孔灌漿封孔 清除灌漿孔內積水和污物，將灌漿塞塞于孔口，采用0.5：1水泥漿和允許最大灌漿壓力，對該孔進行純壓式灌漿，持續90120min。為提高效率，可一環孔（610孔）串聯施工（圖2-7-5）。此法封孔質量好，適用所有固結灌漿孔和檢查孔的封孔。所有灌漿后孔口依然滲水的灌漿孔應當采用這種方法封孔，隧洞上半圓的倒孔也宜采用這種方法封孔。有的孔一次封不好，可以掃孔后再次封，可以采取屏漿和閉漿措施。 圖2-7-5 多孔串聯封孔（2）導管注漿封孔 將導管（膠管或鐵管）下至鉆孔底部，沖凈孔內污物，向導管內泵入0.5：1水泥漿，置換出孔內積水，待漿液凝固即可。也可用砂漿代替水泥漿。此法適用于隧洞下半圓孔口不滲水的灌漿孔。需要特別注意的是，絕對禁止不通過導管直接從孔口倒入封孔漿液，那樣孔下部的積水或稀漿不能置換出來，留下了可能滲水的通道。（3）砂漿槍封孔 清除灌漿孔內積水和污物，使用砂漿槍將預拌好的灰砂混合物（水：水泥：砂=0.3:1:1）噴射入孔內，直至孔口。此法適用于孔深不大于5m的、孔口不滲水的灌漿孔。（4）人工投入砂漿或水泥球封孔 清除灌漿孔內積水和污物，人工向孔內投入用稠水泥漿或砂漿搓制的泥球，并用木棍或鋼筋分層搗實，直至孔口。此法適用于孔深不大于3m、鉆孔方向向下或傾斜角度不大、孔口不滲水的灌漿孔。（5）孔口處理 采用以上方法，特別是（1）、（2）法封孔后，待漿液析水凝固，孔口還會留下少許空余段，需要使用干硬性水泥砂漿填滿壓實抹平。封孔用水泥應與灌漿水泥相同，并宜加入減水劑、膨脹劑，以改善漿液、砂漿的施工性能，提高漿液結石的抗滲防裂能力。減水劑和膨脹劑的摻用方法參照商品說明進行試驗確定。3.6 灌漿工程質量檢查圍巖固結灌漿工程質量檢查，一般情況下可采用鉆檢查孔進行壓水試驗的方法，試驗為單點法。有條件時宜測定圍巖灌漿前后的彈性波波速或彈性（變形）模量。重要的地質條件復雜地段也有采用聲波、地震波或電磁波CT層析成像的。壓水試驗檢查的時間應在該部位灌漿結束3d以后，有條件時宜在7d以后。檢查孔的數量不宜少于灌漿孔總數的5%。檢查孔布置的原則可參見本章第六節6.1.1。當進行壓水試驗檢查時，試驗采用單點法，壓水壓力為灌漿壓力的80%，并不大于1MPa。合格標準為：85%以上試段的透水率不大于設計規定，其余試段的透水率不超過設計值的150%，且分布不集中。我國多數水工隧洞圍巖固結灌漿采用的透水率標準為3Lu，承受高壓的引水隧洞有的為1Lu或小于1Lu。當進行巖體彈性波波速測試時，檢查時間應在灌漿結束14d以后；當進行巖體彈性（變形）模量測試時，檢查時間應在灌漿結束28d以后。彈性波測試可采用單孔聲波法和跨孔聲波（或地震波）法，常用的儀器有SYS-2型巖石聲波參數測定儀、12道和24道地震儀等。一般需要測定灌漿前和灌漿后的波速，以對比經過灌漿以后巖體性能改善的程度。進行彈性波測試的技術要求可遵照水利水電工程物探規程DL5010-1992.彈性模量（或變形模量）的測試常采用鉆孔膨脹計法。試驗的技術要求可遵照工程巖體試驗方法標準GB/T 50266-1999和水利水電工程巖石試驗規程SL264-2001執行。隧洞圍巖經固結灌漿后彈性波和彈性模量應當達到的指標或應提高的比例，因巖石性質和工程要求各有不同，應當具體工程具體確定。4 高壓固結灌漿近年來由于一批高水頭和長距離引水電站，特別是抽水蓄能電站的興建，隧洞高壓固結灌漿已在不少工程中應用。但由于各工程情況不同，施工要求及方法差別較大，因此本節僅提出一般要求，同時介紹幾個工程實例以供參考。4.1 一般要求進行高壓固結灌漿既要滿足一般固結灌漿的要求，又具有以下的特殊要求。（1）由于需要進行高壓固結灌漿的隧洞工程技術條件和要求差異較大，灌漿工程的技術也較為復雜，因此設計和施工前應當進行現場灌漿試驗，以確定適宜的工藝參數和灌漿后可能達到的技術指標。（2）與普通固結灌漿較多采用全孔一次灌漿法不同，高壓固結灌漿應當分段進行，即使孔深不大（如5m），也應當分成2段灌漿。通常是靠近襯砌的孔口段以較低的壓力先灌，之后以較高的壓力灌注孔底段（或全孔）。（3）隧洞高壓固結灌漿一般鉆孔淺（通常不大于10m）、孔數多，不便安設孔口管進行孔口封閉，需要使用灌漿塞阻塞隔離孔段，灌漿塞必須承受高壓，普通的灌漿塞不能滿足要求，因此要使用高壓灌漿塞。我國的幾座水電站引水隧洞曾經使用了法國制造的膠囊式灌漿塞和自行研制的灌漿塞。灌漿泵和管路系統也應能滿足在高壓力下工作的要求。灌漿泵應當配備穩壓器，減小灌漿壓力的波動。4.2 天生橋二級水電站引水隧洞不良地質段高壓固結灌漿4.2.1 工程概況及灌漿要求天生橋二級水電站3條引水隧洞各長9.7km，鋼筋混凝土襯砌內徑一般為9.8m，局部8.7m，襯砌厚度一般為0.4m，不良地質段最大加厚至1.55m。沿線主要巖層為三迭統灰巖和白云質灰巖，最大埋深800m，有許多洞段工程和水文地質條件復雜，巖溶發育強烈。為最大限度地加固圍巖，確保隧洞安全運行，決定進行高壓灌漿加固，最大灌漿壓力初期確定為4MPa，后提高到6MPa。1號隧洞不良地質段高壓固結灌漿加固鉆孔的典型布置為每環15孔，孔深根據巖石的類別分別為6m、7.5m和8m。環距1.5m2.0m。每個灌漿孔還兼作錨桿孔，先進行高壓固結灌漿，之后在每個孔中插入28mm螺紋鋼筋錨桿。4.2.2 主要施工方法鉆孔 為了加快施工進度使用了各式可用的鉆機，包括風動導軌式鑿巖機、風動潛孔錘鉆機、回轉式巖芯鉆機，電動礦山鉆機，鉆機以及灌漿設備均安裝在自制的電動鉆灌臺車上。個別不需要保持交通的洞段搭設滿堂紅架子平臺。鉆孔孔徑適應鉆機能力選用5090mm。灌漿 采用自上而下（由淺至深）分段純壓式灌漿，允許多孔并聯。使用專門研制的機械式高壓膨脹灌漿塞。灌漿分段和使用壓力如表2-7-1。 表2-7-1 灌漿分段和使用壓力（單位：MPa）灌漿次序第一段（03m）第二段（38m）242.56灌漿材料使用42.5普通硅酸鹽水泥，灌注溶洞時使用32.5級水泥。漿液配比自5:1至0.5:1，分六級變換。灌漿結束條件要求達到：注入率小于或等于0.5L/min后持續1.5h；達到設計壓力后總灌注時間不少于2h。對于單孔或多孔并聯灌注均適用此條件。為防止灌漿過程中壓裂混凝土襯砌，在每一個灌漿單元（一個混凝土澆筑段，一般長15m）安設了一組抬動觀測裝置（圖2-7-6）。天生橋二級水電站1號引水隧洞不良地質段共計1617 m，完成高壓水泥灌漿97684m，平均單位注入量131.4kg/m，插入錨桿12840根。灌漿后經布設5%的檢查孔進行壓水試驗檢查，透水率全部小于1Lu；重點加固部位的平均聲波波速一般可提高到4500m/s以上，個別洞段在3800m/s以上。該工程于1992年2月至10月實施，是我國水工隧洞首次進行圍巖高壓固結灌漿的工程實例，至今已安全運行10年，效果良好。圖2-7-6 隧洞襯砌變形監測裝置4.3廣州抽水蓄能電站高壓引水道下平洞和岔管灌漿4.3.1 工程概況及灌漿要求廣州抽水蓄能電站高壓引水道由斜井、下平洞和岔管組成，采用鋼筋混凝土襯砌。下平洞長215m，內徑8m；岔管段主管長62.845m，內徑由8m漸變至3.5m。襯砌厚度均為60cm，混凝土抗壓強度29.4MPa，抗滲等級W12，承受最大靜水頭610m，最大動水頭725m。隧洞深埋於黑云母花崗巖中，大部分地質條件較好，為、類圍巖。下平洞需進行頂拱回填灌漿和固結灌漿，岔管段進行回填灌漿、淺孔接觸灌漿、帷幕灌漿和固結灌漿，均采用42.5級普通硅酸鹽水泥灌注。岔管工程由美國哈扎公司擔任設計咨詢。回填灌漿的孔位系先利用淺孔接觸灌漿或固結灌漿的0孔（頂孔），序孔孔距6m，最終孔距3m。其它類型的灌漿孔相互形成梅花形布置。淺孔接觸灌漿主要用來處理混凝土與巖石間的接觸縫，并加固圍巖因爆破而產生的松動圈（廣蓄多次實測深度為0.81.2m），最終為高壓灌漿創造條件，孔深2.5m，排距3m，每排10孔。固結灌漿原設計為入巖深度68m，后因地質條件較好改為從混凝土面起算5m，排距3m，每排810孔。對斷層等部位增加了布孔。因襯砌布筋較密，所以在襯砌前對各種類型的灌漿孔均進行預先埋管，管徑為50mm和75mm。4.3.2 主要施工方法下平洞灌漿依照先回填灌漿，后固結灌漿的次序進行，岔管灌漿依照回填灌漿、淺孔接觸灌漿、帷幕灌漿、固結灌漿的先后順序進行。回填灌漿分兩個次序灌注；淺孔接觸灌漿不分次序，從低孔開始往高孔順次灌注；帷幕灌漿按排分序，排內由低到高逐孔灌注；下平洞固結灌漿不分序，由低到高逐孔灌注，每孔分成兩段，先鉆灌孔口段，后再加深灌注第二段；岔管段固結灌漿按照排間分序，排內加密（實際為4個次序），由低孔往高孔按序施灌。鉆孔主要采用手風鉆和阿特拉斯風動鑿巖機進行，孔徑45mm。鉆孔結束后利用鉆機的風與水進行孔內清洗。壓水試驗在固結灌漿中分3個壓力等級進行，即2.5、4.5和6.5MPa。前兩級壓力壓水試驗分別在序5、9孔和序2、8孔中進行，第3級壓力壓水試驗在序的5和9孔中進行，栓塞深入圍巖0.6m處。各種灌漿均采用純壓式灌漿法，使用SGB610型灌漿泵，自制GJ2001高速攪漿機，法國制造的RB422充氣栓塞。淺孔接觸灌漿要求一次性把所有的孔（或一區段內的孔）全部鉆孔完畢才允許開灌。在灌漿過程中如果發生相互串漿現象，一般不予堵塞，而是把主灌孔移至串漿孔；若多孔相串則實行并聯灌注。岔管固結灌漿采用了兩種不同的灌漿方法，第一種系以往隧洞固結灌漿常用的方法，即鉆序孔至設計孔深，栓塞置于混凝土襯砌中，用2.5 MPa灌漿壓力施灌，然后用同樣程序，以4.5MPa灌漿壓力施灌序孔。第二種灌漿方法是在第、序孔中實施，即在序孔灌漿結束后，鉆序孔至設計孔深，每個孔再分為兩個灌漿段：首先把栓塞置于巖石中1.5m處，用6.5MPa壓力施灌遠離襯砌段；該段灌漿結束后，若無漿液回流現象，則把栓塞起拔置于襯砌中，用4.5MPa壓力施灌靠近襯砌的一段，若有漿液回流現象則待凝12h再予實施。然后用同樣程序和灌漿壓力施灌序孔。根據計算和灌漿試驗成果，岔管混凝土襯砌不能直接抵抗6.5MPa外水壓力的作用，因此灌漿施工中必須謹慎使用高壓。本工程采用的原則是：首先用低、中壓灌漿固結內圈圍巖，提高其抗外壓能力，使其與襯砌聯合受力能承擔更高灌漿壓力，然后對外圈圍巖進行6.5MPa的高壓固結灌漿。下平洞和岔管段各種灌漿的壓力使用情況如表2-7-2。表2-7-2 廣蓄下平洞和岔管段各種灌漿的壓力使用情況部位灌漿類型排號孔號灌漿次序孔深（m）段位（m）灌漿壓力（MPa）下平洞固結5.00.62.53.02.55.06.5岔管接觸2.51.0帷幕6.012.02.06.012.04.5固結奇數奇數5.02.5偶數5.04.5偶數奇數5.00.62.54.52.55.06.5偶數5.00.62.54.52.55.06.5灌漿時還注意灌漿壓力的升速和升幅，視注入率情況加以調控。對淺孔接觸灌漿，若注入率30L/min采用一次升壓法；對帷幕和固結灌漿，若注入率30L/min，起始壓力采用接觸灌漿的最大壓力，然后每5min升壓0.51MPa；固結灌漿由4.5 MPa至6.5MPa階段，規定每30s升幅為0.50.6MPa。漿液配比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1五級。起始水灰比在、類圍巖采用5:1，、類圍巖采用3:1。然后視注入率與壓力的變化情況每注入400L逐級變換。灌漿結束條件為：不論何種灌漿，凡最大設計壓力4.5MPa者，當注入率0.4L/min時持續20min，即可結束；對最大壓力要求達到6.5MPa者，當灌漿壓力在4.5MPa時20min內注入率2.5L/min，則升壓至6.5MPa持續5min結束；若升壓后巖石發生劈裂，則應將壓力回降，并續灌至水泥總注入量達1t后結束。封孔采用微膨脹水泥砂漿封填。工程于1992年6月至12月實施，灌漿成果見表2-7-3。在灌漿過程中和灌漿結束后，對混凝土襯砌和圍巖進行了監測。在環向28個應變測點中，受拉測點只有2個，測值為0的1個，其余25個測點均受壓，岔管襯砌獲得了平均約2.7MPa預壓應力。灌漿過程中混凝土襯砌沒有發生劈裂破壞現象。在岔管頂部鉆設觀測孔時，在遠距洞頂18m處取出的巖芯中發現有膠結密實堅硬的水泥結石。表2-7-3 下平洞及岔管灌漿成果表部位灌漿類別次序孔數（個）總孔深（m）灌漿段長（m）灌漿