“豆礫石回填灌漿”是TBM法中采用的一項施工技術(shù)，在國內(nèi)“引大”工程（甘肅省引大通河入秦王川工程）和“引黃入晉”工程（山西省引黃河水到太原和大同）均采用這一施工技術(shù)。隨著工程建設(shè)的發(fā)展，部份長隧洞工程必將選用全斷面掘進機施工，當?shù)刭|(zhì)條件復雜，巖石較軟而破碎時，必將選用全護盾式或雙護盾式掘進機施工，混凝土預制構(gòu)體襯砌，必然要用豆礫石回填并灌漿固結(jié)，俗稱TBM法。為讓工程局人士對這一工程技術(shù)內(nèi)含有些了解，這里將介紹豆礫石回填灌漿的應用范圍，豆礫石回填灌漿的施工工藝，豆礫石回填灌漿的質(zhì)量影響因素和質(zhì)量檢查方法。后對豆礫石回填灌漿的一些個人淺見，以餮讀者。

　　一、豆礫石回填灌漿的應用范圍

　　豆礫石回填灌漿適用于隧洞很長，不便于采用鉆爆法施工，采用雙護盾式掘進機開挖，混凝土預制構(gòu)件襯砌的工程。

　　預制構(gòu)件是在后護盾內(nèi)由機械手安裝，構(gòu)件外壁與護盾間有一定的空隙。護盾壁厚4-5cm，后護盾與圍巖壁間又有2～3cm間隙，因此，混凝土預制構(gòu)件與圍巖壁間就形成了8～10cm的空間，這部份空間與洞內(nèi)僅有幾個構(gòu)件的吊裝孔相通，為了穩(wěn)定混凝土預制構(gòu)件，將粒徑為5～10mm的豆礫石（碎石或卵石均可）用高壓風從吊裝孔噴入，填充混凝土預制構(gòu)件與圍巖間的空間，然后進行灌漿，凝結(jié)豆礫石，使混凝土預制構(gòu)件得到穩(wěn)定，同時傳遞山巖壓力或內(nèi)水壓力，（對有壓隧洞）使混凝土預制構(gòu)件，凝結(jié)的豆礫石和圍巖形成整體，這就是豆礫石回填灌漿。

　　豆礫石回填灌漿，目前我國還沒有規(guī)范為依據(jù)，也沒有成熟的經(jīng)驗為借鑒，施工工藝尚在探索中，因此，有人叫豆礫石回填灌漿，有人叫豆礫石回填與灌漿，前者視為一個工序，后者視為兩個工序。

　　回填灌漿的定義是前一工序施工后，余下的空間沒有任何介質(zhì)，用另一種物質(zhì)采用灌漿的方法去充填余下的空間。而掘進機開挖，混凝土預制構(gòu)件襯砌后，構(gòu)件外的空間首先為豆礫石填充，然后才用水泥漿固結(jié)，將松散的豆礫石凝結(jié)為整體，與壓漿混凝土相似，因此不能視為回填灌漿。

　　但壓漿混凝土規(guī)范中有許多規(guī)定與豆礫石灌漿的要求不符合：一是骨料粒徑要求不同；二是壓漿混凝土的段長是有限的，兩端封閉，從下而上壓力灌漿。而豆礫石灌漿，漿液泳動范圍是不定的。故借用壓漿混凝土規(guī)范也不全適宜。因此，豆礫石灌漿應另行編寫規(guī)范來規(guī)定豆礫石灌漿的施工工藝。

　　二、豆礫石灌漿的施工工藝

　　豆礫石回填灌漿分為兩個工序進行，因此應稱為豆礫石回填與灌漿。

　　混凝土預制構(gòu)件在雙護盾式掘進機的后護盾內(nèi)安裝好后，掘進機的輔助推力油缸就頂緊混凝土預制構(gòu)件（雙護盾掘進機的前護盾，緊貼巖壁并隨掘進機開挖同時前進，其推力由在前護盾內(nèi)的主推進油缸提供，主推進油缸的反力由設(shè)在后護盾前端的夾具盾——國內(nèi)稱水平支撐，撐緊洞壁而產(chǎn)生的磨擦力平衡，輔助推力油缸的另一端固定在夾具盾上，它也能起到一定的推力作用，故稱輔助推力油缸）。當一個行程掘進完后，在主推力油缸和輔助推力油缸的共同作用下，后護盾和夾具盾前移，混凝土預制構(gòu)件離開后護盾，后面與已回填了豆礫石的預制構(gòu)件通過連接桿相連接，前面與尚在護盾內(nèi)的混凝土預制構(gòu)件也通過連接桿相連接，構(gòu)件底部懸空，此時就立即回填豆礫石，以支撐混凝土預制構(gòu)件，同時由下而上回填側(cè)面和頂部空間的豆礫石，使混凝土預制構(gòu)件得到穩(wěn)定，當預制構(gòu)件安裝了一定長度后（視機型和結(jié)構(gòu)而定），先對底部豆礫石進行灌漿，一般長度是8～12米。如長度大于預留空間，底部未灌漿的混凝土預制構(gòu)件將被掘進機的后配套遮蔽，不能灌漿，需待后配套設(shè)備過完后才能灌漿。側(cè)邊和頂部視混凝土預制構(gòu)件的止?jié){效果和隨機灌漿設(shè)備的能力而實施灌漿范圍，如果止?jié){效果差，對側(cè)邊進行灌漿，漏漿有可能淹沒后配套下面的軼道而造成跳道事故。如灌漿能力不強，在后配套設(shè)備的后面只能先灌側(cè)邊，頂部留到開挖完后或停機時再進行補灌，這樣對灌漿質(zhì)量將有一定影響。

　　底部灌漿時，距后護盾很遠，而后護盾邊緣沒有設(shè)置止?jié){環(huán)，因此壓力不能過大，一般是以下漿量控制，即計算好需漿量，灌完即停，故底部灌漿常不很密實，這是值得探討的問題。

　　豆礫石灌漿沒有分段，也沒有設(shè)置隔離環(huán)，漿液在豆礫石中是自泳狀態(tài)，大部份漿液以滲透的形式滲入豆礫石中，而豆礫石的密度又是不均勻的，因而會出現(xiàn)密度小處漿滿，密度大的區(qū)域疏松的現(xiàn)象。

　　三、豆礫石灌漿質(zhì)量的影響因素和檢查方法

　　豆礫石回填與灌漿質(zhì)量的影響因素很多，分述如下：

　　1、掘進機施工的影響

　　掘進機開挖隧洞是利用刀盤上按一定坐標位置和軌距排列的盤形滾刀在刀盤的帶動下，隨著刀盤公轉(zhuǎn)，滾刀本身又自轉(zhuǎn)，借助主推進油缸強大的推力，在巖面上滾動的同時楔入巖石。楔入深度叫切深。當切深達到一定深度時，楔入過程中所積蓄的能量突然釋放使巖石崩落從而達到破巖的目的。而刀刃楔入巖石的初期，刃口下的巖石被刀具碾壓成粒徑極小的顆?；蚍蹱睿缆涞膸r碴塊度也很小。部份巖粉附在隧洞周邊巖石上，另有部份片狀巖塊不為出碴設(shè)備鏟走落在洞底，掘進機前進時，前護盾將小石片碾成粉末，因此底部巖粉較厚，有時達2～3厘米，如地下水較豐富時，周邊巖粉也會集中到底部，此時底部巖粉更厚，甚至充滿底部空間，地下水少時，周邊也有3～5毫米厚的巖粉?；炷令A制構(gòu)件離開后護盾后下沉，底部間隙很小，豆礫石不易進入，底部填不滿。由于上述原因，嚴重影響底部的灌漿質(zhì)量。根據(jù)已建工程鉆孔檢查，底部均有巖粉，有時無一粒豆礫石，僅有純水泥漿或巖粉的混合物。當?shù)叵滤^豐富時，巖粉成漿糊狀或沉積成巖粉塊，或與少量豆礫石凝結(jié)，水泥漿液不能滲入，因此隧洞底部灌漿質(zhì)量大部份較差。側(cè)邊巖壁因有巖粉，灌漿層不能與圍巖粘接。

　　頂部的情況比較復雜：

　　巖石上附有巖粉，不如底部多，也不會凝結(jié)，但頂部豆礫石填不滿，形成自由空間，由于掘進機開挖速度很快，平均日進尺約40米（對直徑4～6米的掘進機而言，大斷面掘進機較慢）混凝土預制構(gòu)件安裝、豆礫石回填也以相同的速度前進，速度快時，日進尺可達60～80米。而灌漿不僅受到設(shè)備的限制，還受到灌漿材料供給的影響，因此，頂部一般都是開挖后很久才補灌漿。

　　頂部雖然巖粉較少，但因長時間沒有灌漿，在運輸機械的振動下，少量巖粉落在已回填的豆礫石表面上，形成較薄的一層隔離層，灌漿時就出現(xiàn)一個夾層帶或漿液滲不到豆礫石內(nèi)，形成隔離層上是純水泥漿結(jié)塊，隔離層下豆礫石疏松，已建的某工程，多次出現(xiàn)上述情況。而疏松層又成封閉狀態(tài)，實踐證明，補灌漿很難填滿疏松的豆礫石的空間。

　　當圍巖較破碎時，已開挖的洞段由于機械運行的振動，部份疏松石塊、石屑將掉在豆礫石面上或預制構(gòu)件上，（因時間過長，豆礫石下沉頂部無豆礫石）因破碎圍巖強度很低，，水泥漿將破碎巖塊石屑凝結(jié)后，強度也很底，對隧洞的整體結(jié)構(gòu)都有一定影響。由于頂部灌漿的滯后，還帶來其他一些影響豆礫石灌漿質(zhì)量的因素。