隧洞固结灌浆目的意图

对隧洞围岩进行固结灌浆，最普遍的情况和最低期望，是要通过这种灌浆使围岩保持自身稳定，不致发生坍塌、沉陷和变形而给隧洞的稳定造成威胁。特殊情况和最高期望，是要使围岩的力学强度进一步提高，能与衬砌层一起共同承担隧洞的内水和外水压力，确保隧洞在正常发挥其功能的条件下能长期安全运行。

在山体中开凿隧洞，将使隧洞周边岩石的应力条件改变而引起应力重新分布。有资料指出，其影响范围将扩展到5倍于隧洞半径以外的整个区域，其直接结果，是使这一区域内的岩石松动、变位，产生新的裂隙或旧裂隙张开。如果开凿方法是采用爆破开挖，松动的程度将会进一加剧。在隧洞通过极软岩、碎屑岩、溶洞充填物和土砂层地段时，这一影响的范围和程度还要扩大。开挖中一旦在某处发生塌落，跟随而来的连续反应会扩展到广大区域；以往发生坍塌、冒顶的事例屡见不鲜。治理这一问题的措施之一，或说是最简单易行而又经济有效的方法就是灌浆。

通过灌浆，把已松动的围岩中的裂隙充填起来，使其重新成为一个能互相传递应力的整体，阻止进一步变位和变形，减少内外水的通过量，是灌浆技术的主要功能。对这一点，大家已不存怀疑。但是对往散粒状的碎屑岩、溶洞充填物和土砂层中灌浆，能否产生同样的效果，还有不少的疑虑。因为这类“岩石”尽管其中间存在着大量的孔隙，然而因其颗粒之间孔隙通常很小，水泥颗粒很难均地渗入。

对粒状地层的灌浆不能运用“粒间渗透”这一传统概念。而是要运用灌浆弥合地层孔隙的另一种方式和机制，即劈裂和挤密。运用水力劈裂原理在散粒状地层中劈拉出一些较大裂隙，使浆液从中进入；这些从各个不同方向的钻孔劈裂裂隙中进入的浆液结石，最后可将粒状物质穿插包裹起来，同时促其致密和排水固结。最后就能在隧洞周围形成一层相对密实的强固了的密封圈，同样能达到增加强度，阻止坍塌变形和防止渗漏的目的。(www.xing528.com)

位于黔、桂、滇三省区交界处的天生桥二级水电站，有三条平行的引水隧洞，洞长都近10km。其中1号洞洞径8.7～9.8m，最大埋深720m，最大外水压力4～5MPa。有85%的洞段为灰岩和白云质灰岩区，岩溶强烈发育，其中有11处称作不良地质段，累计长度1617m，穿过的最大溶洞沿洞线长度20～30m，多呈半充填、个别全充填状态，充填物有碎屑岩、粘土和泥砂。对此问题的处理，曾经过各方面专家多次讨论。迫于要在1992年发电的形势要求，除对个别洞段结合采取缩小洞径的二次衬砌等结构处理以外，不得已最后还是决定采取加强固结灌浆和在灌浆孔中装设锚杆这一最简单快速的处理措施。当年由中国水利水电基础工程局承担主要施工任务的这项工程，于1992年10月底以前就全部完成了11个不良地质段，共96854m的钻孔灌浆、埋设锚杆12956根的任务，确保了当年发电。该条隧洞现已安全运行10年，未见有不良现象发生，不能不说是一次很大的成功！

在前面提到的引黄入晋灌溉工程总干渠上的6号、7号、8号隧洞总长2400m，全是穿过大黄土层。由四块楔口瓦片拼合成而的钢筋混凝土衬砌层外的5cm厚的环形空隙，由于未及时回填灌浆而导致围土的塌落、堵塞和衬砌圈的变形而陷入了困境。如能采取劈裂挤密机理的固结灌浆，可望解决问题。