论文部分内容阅读
摘 要：结合梅州水库输水隧洞加固工程实例，对ICG湿式包钢型无机灌浆料在输水隧洞加固工程中的应用进行了介绍，简要说明了ICG湿式包钢型无机灌浆料的技术特点、指标及配制方法，并重点阐述了ICG湿式包钢型无机灌浆料在梅州水库输水隧洞加固工程中的施工工艺，为类似工程提供了范例。
关键词：ICG 湿式包钢型无机灌浆料 输水隧洞 加固工程
中图分类号：TV698 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0046-02
Application of ICG in strengthening the water-conveyance tunnel of reservoir
Yan Xiaoman
（GUANGZHOU WATER CONSERVANCY & HYDROPOWERSTATION CONSTRUCTION BNGINEERING CO.，LTD， Guangzhou 510600，Guangdong， China）
Abstract：Combining with the factual engineering examples， the paper introduces the application of ICG in strengthening the water-conveyance tunnel， illustrates the Technical characteristics， indicators and preparation method of ICG， and expounds the ICG in water conveyance tunnel of Mei-Zhou reservoir reinforcement engineering of construction technology， providing a model for similar projects.
Key Words：ICG；water-conveyance tunnel；Intensification projects
梅州水库位于增江支流永汉河上游，南昆山东麓，距惠州市龙门县永汉镇三公里，水库集水面积133平方公里（含七星墩水库），总库容8147万立方米，是一座以防洪为主，结合发电、灌溉、供水等综合利用的中型水利工程，1984年建成。经近三十年的运用，输水隧洞洞壁表面出现剥蚀、麻点等，影响到正常使用，需对其进行加固处理方可消除隐患。本工程主要任务是及加固梅州水库的输水隧洞，在加固方案的选择设计中，从科学性、实用性、可行性及经济性等多方面考虑最终选用ICG湿式包钢型无机灌浆料对其进行加固处理，达到了理想的效果。
1 湿式包钢型无机灌浆料的特点及配制
1.1 湿式包钢型无机灌浆料技术特点
ICG灌浆剂具有适应性强、高减水、稳定浆体、微膨胀、增强等功能和特点，与水泥、水按比例拌合制成的浆液，具有高流动性、不泌水、充盈性能好、早强、高强、无收缩等特性。
（1）浆液：现场配制方便，在灌浆料中加入拌合水，制备的浆液流动好、析水率低，施工容易，流动性和凝结时间可调，既可灌注又可粘结锚固，解决了环氧树脂只能灌，乳胶砂浆只能粘贴的施工难题。
（2）硬化体：早强、高强且持久高强，不收缩、不空鼓，外包钢与混凝土共同工作性能好。与环氧树脂灌注胶相比，耐温（500 ℃）、耐老化、耐水，灌浆后可在钢板（架）上再施电焊。
1.2 技术指标（表1）
1.3 ICG湿式包钢型无机灌浆料的配制
灌浆料按粉料：水=1∶（0.26～0.28）（重量比）配制，在能满足流动性前提下应减少用水量。采用搅拌枪搅拌时，应先将水加入搅拌桶内，然后逐渐加入称量好的灌浆料，边投料边用电动搅拌枪进行搅拌，直至粉料全部加完，再继续搅拌2～3 min，使浆料均匀。采用砂浆搅拌机搅拌时，粉料与水一次性投入，搅拌时间约3～4 min。搅拌好的浆料应控制在30 min内用完。
2 ICG湿式包钢型无机灌浆料的施工
2.1 梅州水库输水隧洞加固工程内容
梅州水库输水隧洞加固工程主要包括以下内容：（1）对隧洞衬砌砼局部裂缝进行注浆加固处理、对蜂窝面进行修补加固处理。（2）加固段全长范围内，在隧洞衬砌砼与围岩之间进行回填灌浆加固处理。（3）对隧洞存在的断层进行固结灌浆处理、在隧洞三个不同桩号位置进行环状帷幕灌浆处理，形成三道截水环，以延长渗径，减小下游隧洞洞身外水压力。（4）对隧洞结构进行加固，采用在原砼衬砌结构内套钢管加固处理方法，钢管与原砼衬砌之间灌注ICG湿式包钢型无机灌浆料。（5）对隧洞进口闸门进行改造并更换闸门止水带及定轮，解决闸门漏水问题及启闭不畅问题。（6）为满足管节洞内运输要求，对进水口中墩进行拆除，待管节运输完毕后进行恢复。（7）为满足管节洞内运输要求，隧洞前部渐变段进行部分凿除，为防止其上部岩体坍塌，对其上部岩体进行锚杆加固处理。
2.2 ICG湿式包钢型无机灌浆料的施工顺序
管节洞外制作运输→管节洞内运输→管节对中、校正→围岩植锚杆→利用锚杆调整并固定钢管→钢管施工单元焊接→灌浆单元两端堵头制作→灌注ICG湿式包钢型无机灌浆料。
2.3 ICG湿式包钢型无机灌浆料的施工
根据本工程的实际情况，结合以往ICG湿式包钢型无机灌浆料灌浆经验，每个灌浆单元（每个钢管管段作为一个灌浆单元）设6个灌浆孔，3个排气孔。本工程管段安装顺序为从下游向上游，所以灌浆顺序也是先下游单元后上游单元，为了不影响管段的持续安装和后续灌浆工作的进行，每安装1个灌浆单元，就在管段端部进行封堵，封堵严密后继续进行下一管段安装，封堵方式采用IFS无机快速封堵材料砌筑C40砼预制块并进行密封，要求灌浆时不得出现漏浆现象。
每个灌浆单元的施工顺序为：施工前准备→灌浆前混凝土与钢板表面处理→制浆→灌浆→检验，灌浆孔间距根据施工经验确定，灌浆压力因施工部位不同而有所变化。因本工程使用灌注料为新型材料ICG湿式包钢型无机灌浆料，其具有塑性阶段膨胀和硬化后持续膨胀的双重特点，密实达95%以上，故无机灌浆料固化体与砼衬砌及钢管外壁之间不得有脱空现象，如检验无机灌浆料固化体与砼衬砌及钢管外壁之间有脱空时，说明灌注质量不合格，应进行补灌，直至合格为止。灌浆后，经检验灌浆无脱空现象不需进行补灌时，用橡胶塞进行临时封堵，在后续回填灌浆结束后，则进行灌浆孔封堵。
原砼衬砌与钢管之间灌注ICG湿式包钢型无机灌浆料并固化后进行补灌处理，补灌处理包括无机灌浆料固化体与砼衬砌之间的回填灌浆处理、固化体与钢管之间的接触灌浆处理，在此之前先进行原砼衬砌与围岩之间的回填灌浆补灌处理，灌浆压力为0.3～0.5 MPa。三次灌浆位置均为ICG灌浆单元灌浆孔位置，三次灌浆共用同一钻孔及灌浆管。灌浆孔分二个序列孔，先灌一序孔再灌二序孔。
2.4 质量检验
灌浆结束1天内不应对钢板进行锤击、振动。灌浆结束3天后用锤击法进行灌浆质量检验。
3 加固效果
施工完成后经实地检查，采用ICG湿式包钢型无机灌浆料灌浆效果良好，ICG灌浆料密实达到95%以上。加固工程完工后，经检验验收全部合格后投入使用，运行状况良好，输水隧洞原来的渗水、漏水问题得到了有效地解决，达到了预期的要求。
4 结语
工程实际应用表明，ICG湿式包钢型无机灌浆料用作建筑物的加固施工是可行的，具有优越性，成本低，施工方便，技术易于推广等优点，是一种良好的隧洞加固修补材料。
参考文献
[1] 刘诗亮，徐德新，王令.某水库输水隧洞加固设计[J].建筑技术开发，2005（9）：87-88.
[2] 聚合物水泥砂浆防腐蚀工程技术规程[S].中国工程建设标准化协会标准.
[3] 陈燕群，陆隽.龙山水库输水隧洞的加固设计[J].技术与市场，2011，18（8）：45-46.
[4] 黄国兴，陈改新.水工混凝土建筑物修补技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2000.
关键词：ICG 湿式包钢型无机灌浆料 输水隧洞 加固工程
中图分类号：TV698 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0046-02
Application of ICG in strengthening the water-conveyance tunnel of reservoir
Yan Xiaoman
（GUANGZHOU WATER CONSERVANCY & HYDROPOWERSTATION CONSTRUCTION BNGINEERING CO.，LTD， Guangzhou 510600，Guangdong， China）
Abstract：Combining with the factual engineering examples， the paper introduces the application of ICG in strengthening the water-conveyance tunnel， illustrates the Technical characteristics， indicators and preparation method of ICG， and expounds the ICG in water conveyance tunnel of Mei-Zhou reservoir reinforcement engineering of construction technology， providing a model for similar projects.
Key Words：ICG；water-conveyance tunnel；Intensification projects
梅州水库位于增江支流永汉河上游，南昆山东麓，距惠州市龙门县永汉镇三公里，水库集水面积133平方公里（含七星墩水库），总库容8147万立方米，是一座以防洪为主，结合发电、灌溉、供水等综合利用的中型水利工程，1984年建成。经近三十年的运用，输水隧洞洞壁表面出现剥蚀、麻点等，影响到正常使用，需对其进行加固处理方可消除隐患。本工程主要任务是及加固梅州水库的输水隧洞，在加固方案的选择设计中，从科学性、实用性、可行性及经济性等多方面考虑最终选用ICG湿式包钢型无机灌浆料对其进行加固处理，达到了理想的效果。
1 湿式包钢型无机灌浆料的特点及配制
1.1 湿式包钢型无机灌浆料技术特点
ICG灌浆剂具有适应性强、高减水、稳定浆体、微膨胀、增强等功能和特点，与水泥、水按比例拌合制成的浆液，具有高流动性、不泌水、充盈性能好、早强、高强、无收缩等特性。
（1）浆液：现场配制方便，在灌浆料中加入拌合水，制备的浆液流动好、析水率低，施工容易，流动性和凝结时间可调，既可灌注又可粘结锚固，解决了环氧树脂只能灌，乳胶砂浆只能粘贴的施工难题。
（2）硬化体：早强、高强且持久高强，不收缩、不空鼓，外包钢与混凝土共同工作性能好。与环氧树脂灌注胶相比，耐温（500 ℃）、耐老化、耐水，灌浆后可在钢板（架）上再施电焊。
1.2 技术指标（表1）
1.3 ICG湿式包钢型无机灌浆料的配制
灌浆料按粉料：水=1∶（0.26～0.28）（重量比）配制，在能满足流动性前提下应减少用水量。采用搅拌枪搅拌时，应先将水加入搅拌桶内，然后逐渐加入称量好的灌浆料，边投料边用电动搅拌枪进行搅拌，直至粉料全部加完，再继续搅拌2～3 min，使浆料均匀。采用砂浆搅拌机搅拌时，粉料与水一次性投入，搅拌时间约3～4 min。搅拌好的浆料应控制在30 min内用完。
2 ICG湿式包钢型无机灌浆料的施工
2.1 梅州水库输水隧洞加固工程内容
梅州水库输水隧洞加固工程主要包括以下内容：（1）对隧洞衬砌砼局部裂缝进行注浆加固处理、对蜂窝面进行修补加固处理。（2）加固段全长范围内，在隧洞衬砌砼与围岩之间进行回填灌浆加固处理。（3）对隧洞存在的断层进行固结灌浆处理、在隧洞三个不同桩号位置进行环状帷幕灌浆处理，形成三道截水环，以延长渗径，减小下游隧洞洞身外水压力。（4）对隧洞结构进行加固，采用在原砼衬砌结构内套钢管加固处理方法，钢管与原砼衬砌之间灌注ICG湿式包钢型无机灌浆料。（5）对隧洞进口闸门进行改造并更换闸门止水带及定轮，解决闸门漏水问题及启闭不畅问题。（6）为满足管节洞内运输要求，对进水口中墩进行拆除，待管节运输完毕后进行恢复。（7）为满足管节洞内运输要求，隧洞前部渐变段进行部分凿除，为防止其上部岩体坍塌，对其上部岩体进行锚杆加固处理。
2.2 ICG湿式包钢型无机灌浆料的施工顺序
管节洞外制作运输→管节洞内运输→管节对中、校正→围岩植锚杆→利用锚杆调整并固定钢管→钢管施工单元焊接→灌浆单元两端堵头制作→灌注ICG湿式包钢型无机灌浆料。
2.3 ICG湿式包钢型无机灌浆料的施工
根据本工程的实际情况，结合以往ICG湿式包钢型无机灌浆料灌浆经验，每个灌浆单元（每个钢管管段作为一个灌浆单元）设6个灌浆孔，3个排气孔。本工程管段安装顺序为从下游向上游，所以灌浆顺序也是先下游单元后上游单元，为了不影响管段的持续安装和后续灌浆工作的进行，每安装1个灌浆单元，就在管段端部进行封堵，封堵严密后继续进行下一管段安装，封堵方式采用IFS无机快速封堵材料砌筑C40砼预制块并进行密封，要求灌浆时不得出现漏浆现象。
每个灌浆单元的施工顺序为：施工前准备→灌浆前混凝土与钢板表面处理→制浆→灌浆→检验，灌浆孔间距根据施工经验确定，灌浆压力因施工部位不同而有所变化。因本工程使用灌注料为新型材料ICG湿式包钢型无机灌浆料，其具有塑性阶段膨胀和硬化后持续膨胀的双重特点，密实达95%以上，故无机灌浆料固化体与砼衬砌及钢管外壁之间不得有脱空现象，如检验无机灌浆料固化体与砼衬砌及钢管外壁之间有脱空时，说明灌注质量不合格，应进行补灌，直至合格为止。灌浆后，经检验灌浆无脱空现象不需进行补灌时，用橡胶塞进行临时封堵，在后续回填灌浆结束后，则进行灌浆孔封堵。
原砼衬砌与钢管之间灌注ICG湿式包钢型无机灌浆料并固化后进行补灌处理，补灌处理包括无机灌浆料固化体与砼衬砌之间的回填灌浆处理、固化体与钢管之间的接触灌浆处理，在此之前先进行原砼衬砌与围岩之间的回填灌浆补灌处理，灌浆压力为0.3～0.5 MPa。三次灌浆位置均为ICG灌浆单元灌浆孔位置，三次灌浆共用同一钻孔及灌浆管。灌浆孔分二个序列孔，先灌一序孔再灌二序孔。
2.4 质量检验
灌浆结束1天内不应对钢板进行锤击、振动。灌浆结束3天后用锤击法进行灌浆质量检验。
3 加固效果
施工完成后经实地检查，采用ICG湿式包钢型无机灌浆料灌浆效果良好，ICG灌浆料密实达到95%以上。加固工程完工后，经检验验收全部合格后投入使用，运行状况良好，输水隧洞原来的渗水、漏水问题得到了有效地解决，达到了预期的要求。
4 结语
工程实际应用表明，ICG湿式包钢型无机灌浆料用作建筑物的加固施工是可行的，具有优越性，成本低，施工方便，技术易于推广等优点，是一种良好的隧洞加固修补材料。
参考文献
[1] 刘诗亮，徐德新，王令.某水库输水隧洞加固设计[J].建筑技术开发，2005（9）：87-88.
[2] 聚合物水泥砂浆防腐蚀工程技术规程[S].中国工程建设标准化协会标准.
[3] 陈燕群，陆隽.龙山水库输水隧洞的加固设计[J].技术与市场，2011，18（8）：45-46.
[4] 黄国兴，陈改新.水工混凝土建筑物修补技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2000.