张福堂1 武 瑛2 罗世庆1.1 颉文伟1.2
甘肃省引洮工程水资源利用中心，兰州730046；2.兰州市河湖水系管护中心，兰州730030
摘要：为确保饱水土段输水隧洞的运行安全，通过有关技术，对饱水土段输水隧洞进行定期全面老化、病害检测，彻底排查治理事故隐患，并利用饱水土段输水隧洞老化病害评估准则，对病害进行了处理，解决工程自身和运行管理上存在的问题和薄弱环节，推动健全并落实安全管理规章制度，有效防范和遏制安全事故的发生。以引洮供水一期工程总干渠15#隧洞饱水土输水隧洞段为例，对病害修复施工方式进行系统论述，为饱水土、湿陷性黄土段输水建筑物病害修复提供了借鉴和参考。
关键词： 饱水土；输水隧洞；病害修复
1 研究背景
引洮供水一期工程为Ⅱ等工程，工程规模为大（2）型，初步批复的工程建设内容为：一期工程渠（管）系包括总干渠1条，长度110.47km，设计引水流量32m3/s，加大引水流量36 m3/s；工程于2006年11月22日开工建设，经过8年多的建设，一期工程在2014年年底实现了全线通水运行，2014年12月31日，甘肃引洮供水一期工程被中国水利网评为2014年度有影响力十大水利工程之一。15#隧洞桩号 101+743～106+504.99，总长 4761.99m，为三心圆类马蹄型断面型式，支护衬砌型式采用一次支护喷锚与二次衬砌全断面模筑钢筋砼的复合式，隧洞纵坡 1/1000，结构尺寸为净宽 3.8m，净高 3.892m，顶拱半径 1.32m，侧拱半径 3.8m，底拱半径 5.5m，二衬采用现浇 C20 钢筋砼，厚度 350～400mm。根据隧洞施工时的情况，15#隧洞围岩主要为重粉质壤土、粉质壤土，部分段落渗水较为严重，存在饱水土洞段，施工地质条件极差，施工期局部发生过5次较大规模的塌方，初推衬砌结构后期受力状态并非十分理想，可能存在偏压或过大山岩外荷载的情况。此外，从裂缝的分布规律来看，较多的为纵向、点状的分布，纵向裂缝多由于施工浇筑中冷缝产生导致，点状裂缝或为施工中混凝土振捣可能存在不密实的地方，使得衬砌存在结构薄弱疏松通道，导致后期出现裂缝及渗水情况。由于桩号102+956处漏水较为严重，因此进行了该处的水样检测，根据总干渠15#隧洞洞内渗水的水质分析成果资料，渗水的矿化度1566.50mg/L，水中SO42-含量576.94mg/L，Cl-含量297.78mg/L，属微咸水，水质差，化学侵蚀程度为轻度，对普通混凝土具有硫酸盐型强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性。最终决定采用全段落实施全断面浅孔充填灌注BR-CE型浆液的处理方案，每个段落灌浆长度均前后各延伸5m，灌浆总长度共计710m，由于该洞渗水水质分析显示对普通混凝土具有硫酸盐型强腐蚀性，故充填灌浆材料中水泥应采用抗硫酸盐腐蚀型。此外，需将该段落衬砌表面析出的钙质结晶物质清除并运出洞外。
2 处理方案实施
在隧洞内搭建作业平台，将施工人员、动力机械、钻孔机械、灌浆机械、灌浆材料及其他设备均可以放置在作业平台上，如下图：
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2.1病害修复前准备：隧洞安设变形监测装置，试验过程中进行变形监测和数据记录。利用钢筋检测仪准确定位钢筋位置，使用黄色自喷漆准确标注钻孔位置。钻孔过程中严格控制孔距、排距、孔径、孔深，详细记录钻孔过程中渗水、流水、涌水及涌泥等异常情况，测记混凝土厚度和混凝土与围岩之间的空腔尺寸。充填灌浆过程中，严格控制水量、水泥量、外加剂参入量及灌浆压力。灌浆过程采用灌浆自动记录仪采集和储存数据。采用检查孔注浆试验和取芯检查的方法，综合评价试验成果。
2.2灌浆工艺：施工准备→钻孔→钻孔冲洗→裂隙冲洗及压水试验→裂隙封堵→充填灌浆→复灌→封孔→质量检查。充填灌浆按环间分序，环内不分序原则进行，后序孔应包括顶孔的原则实施。灌浆方式采用纯压式，灌浆方法采用孔口封闭灌浆法，隧洞纵坡较小，隧洞上游侧不满足通行条件，因此自较高一端（隧洞上游段）开始，向较低一段（隧洞下游段）推进，同一区段内的同一次序孔全部钻出后再灌浆作业。
2.3钻孔孔位：隧洞洞壁奇数环布设5个钻孔，偶数环布设布设4个钻孔。钻孔呈梅花状布置。灌浆孔位与设计偏差不大于10cm。
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2.4灌浆：灌浆设备采用JYB-2型泥浆泵，高压胶管输送浆液。压力计测量范围为0~10MPa，精度等级为1.0。压力表测量范围为0~1.0MPa。流量计测量范围为 0～100L/min。精度等级为1.0，允许承受压力应不小于最大灌浆压力的 1.5倍。孔口封闭器采用挤压式，密封胶球要具有良好的膨胀性和耐压性。达到设计压力，持续10min不吸浆，含水层已无出水点，洞壁裂缝无渗水现象为止，灌浆结束。充填灌浆质量检查采用检查孔注浆试验或取芯检查的方法。
3结语
病害修复工程的主要目的是通过壁后注浆，使浆液充填衬砌结构壁后的空洞、空隙和衬砌结构裂缝，形成堵漏补强的注浆加固圈。既起到封堵漏水制止渗水进洞的作用，同时也起到补强隧洞衬砌混凝土的密实性及自身强度的作用，达到消除病害的作用。
4参考文献
[1]黎亚生.隧洞病害原因分析及加固处理[J].人民长江,2005(09):48-49.
[2]王开国,杨艳梅.引洮供水一期工程总干渠上段施工过程环境保护措施探讨[J].甘肃水利水电技术,2012,48(05):63-65.
[3]张东.引洮供水一期工程总干渠隧洞选型设计[J].甘肃水利水电技术,2006(04):387-388+402.
第一作者简介：
张福堂，男，1984.09出生，名族：汉，大学本科，工学学士，工程师，甘肃省引洮供工程水资源利用中心工作，从事水利工程建设建设、管理工作13年，主要研究方向与大学专业一致，水利水电技术、农业水利工程及水利工程建设管理。