錐探灌漿施工技術在淮北大堤渦下段加固工程中的應用

王士宏

錐探灌漿施工技術在淮北大堤渦下段加固工程中的應用

王士宏

一、工程概況

淮北大堤渦下段加固工程全長123.690km，上起安徽懷遠縣渦河口老元塘，下至江蘇省泗洪縣下草灣，涉及懷遠、淮上、五河和明光4個縣市地區(qū)。其加固工程的主要任務是：提高該段淮北大堤的防洪能力，減輕防汛壓力，配合其他工程措施，使該段堤圈內廣大平原的農(nóng)田、村莊、大型煤礦、京滬鐵路、合徐高速公路等能夠安全防御1954年型的洪水，結合臨淮崗洪水控制工程和懷洪新河等分洪工程，使淮北大堤的防洪標準達到百年一遇。

淮北大堤的防洪標準為百年一遇，堤防工程級別為1級，堤防上的穿堤建筑物級別為1級。根據(jù)規(guī)范要求及淮北大堤歷次加固堤防斷面情況，并結合淮北大堤現(xiàn)狀，本次加固工程堤身設計斷面參數(shù)為：超高2.0m，堤頂寬度10m，堤防迎水坡為1∶3，背水坡堤頂以下3m處設置2m寬平臺（局部為10m），平臺以上邊坡為1∶3，以下邊坡為1∶5。

工程主要內容有：堤身加培；填筑壓滲平臺；堤內、外側填坑、填塘；防滲處理（堤身錐探灌漿、堤基水泥土截滲墻、土工膜斜墻等）；護坡工程（混凝土護坡、預制塊護坡、草皮護坡等）；崩岸治理；穿堤建筑物加固、加長、拆除重建、挖除復堤；修筑堤頂防汛道路；拆除護堤范圍內的房屋；配備必要的管理設施；水土保持等。

二、錐探灌漿施工

堤身錐探灌漿，是淮北大堤渦下段加固工程的主要工程措施之一。

1.施工準備

（1）制漿和灌漿機械的布置，應考慮灌漿泵容量的大小、輸漿距離的遠近、揚程高低和料場位置等因素。

（2）確定觀測點位置，埋設必要的觀測設備，并準備好觀測、試驗儀器及記錄表和成果表等。

（3）灌漿所用土料和漿液應進行試驗分析。土料試驗包括：顆粒分析、有機質含量及可溶鹽含量分析等；漿液試驗包括：容重、黏度、穩(wěn)定性、膠體率及失水率分析等。

（4）進行灌漿試驗。選擇有代表性堤段，按灌漿設計進行布孔、造孔、制漿、灌漿等。觀測灌漿壓力、吃漿量、泥漿濃度、大堤外部變化和裂縫等，試驗孔不少于3孔。試驗結束后，應對記錄資料進行分析，修整完善試驗參數(shù)，熟練掌握灌漿工藝，最后形成方案，待批準后正式施工。

2.造孔

（1）采用H D－1型錐探機造孔。所有鉆孔的編號、孔深、孔序及孔斜度等，均按設計圖紙和主管單位批準的文件執(zhí)行。

（2）按設計要求布孔，造孔按三序進行，分序加密。灌漿孔按梅花型布置，孔距2.0m，排距1.5m。

（3）造孔保證鉛直，孔傾斜度不大于2%，用干法造孔，孔深伸入堤基1.0m，具體情況以施工圖為準。

（4）所有鉆孔的開孔位置誤差不大于10cm，如因特殊原因需調整孔位時，須報主管單位批準，并記錄實際孔位坐標。

表1 灌漿土料選擇表

（5）認真做好鉆孔記錄，如發(fā)現(xiàn)特殊情況，應作詳細記錄，并上報主管單位。

3.制漿

采用W JG80型高速攪拌機組制漿。漿體應由經(jīng)試驗合格的粘土拌制。為保證其有足夠的抗?jié)B性能，泥漿應具有較好的穩(wěn)定性與流動性，體縮要小，排水固結要快。灌漿過程中漿液容重和輸漿量應每小時測定1次并做記錄，漿液的穩(wěn)定性和自由析水率要定期檢測，如漿料發(fā)生變化，應隨時加測。其顆粒組成和物理力學性能應符合《土壩壩體灌漿技術規(guī)范》SD266-88（表1和表2）的要求。

4.灌漿

（1）造漿由水泵供水，高速泥漿攪拌機制漿，經(jīng)孔徑0.4cm的鐵絲網(wǎng)過濾后流至泥漿泵。泥漿由泥漿泵通過輸漿管壓送至待灌處，在灌漿管上安裝一閘閥、壓力表，以便于操作和控制壓力。

（2）先灌迎水側第一排，然后再灌下游側，最后灌中間排孔。

（3）開始灌漿時，先用流動性稍大的稀漿灌注，經(jīng)過3m i n～5m i n后再加大到規(guī)定的泥漿濃度，孔口壓力控制在設計最大允許灌漿壓力以內，避免堤面出現(xiàn)裂縫。每孔灌漿時，做到一次連續(xù)灌滿，待第一序孔灌漿結束后，再進行第二序孔灌漿。若孔口壓力下降和注漿管出現(xiàn)負壓，應加大漿液稠度，漿液的容重按技術要求控制。

（4）每次最大灌漿量按設計要求控制，對吃漿量大的灌漿孔限制其每次吃漿量，延長灌漿期并增加復灌次數(shù)。若已知洞穴很大，應適當增加灌漿量并提高漿液稠度。

表2 漿液物理力學性能表

（5）為保證灌漿質量，宜采用“少灌多復”的方法進行灌注。每孔灌漿次數(shù)應通過試驗確定，復灌時應采用濃度較大的泥漿。

（6）灌漿施工的綜合控制，是保證灌漿期間堤身安全和灌漿質量的重要措施。綜合控制包括：灌漿量控制、灌漿壓力控制、橫向水平位移控制等，該工作應貫穿于灌漿施工的全過程。

（7）經(jīng)過多次復灌后，在保證灌漿壓力的情況下，不吃漿時即可終止灌漿。

（8）在灌漿施工過程中，對每個鉆孔的吃漿量及灌漿次數(shù)等情況，均應做詳細記錄，并制成圖表。

5.封孔

當漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復灌3次不再吃漿時，即可終止灌漿。待孔周圍泥漿不再流動時，即可封孔。封孔采用含水量適中的粘土球或制漿土料分層回填搗實。

6.灌漿施工中出現(xiàn)問題的處理

（1）冒漿處理：若堤頂、堤坡出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，則應立即停止灌漿，挖開冒漿處，用粘土回填夯實。

（2）串漿處理：當?shù)谝恍蚩坠酀{時，發(fā)現(xiàn)相鄰孔串漿時，應加強觀測、分析，確認對大堤安全無影響后，可同時灌注串漿孔。如不同時灌注，則應用木塞堵住串漿孔，然后繼續(xù)灌漿。

（3）裂縫處理：在灌漿過程中，出現(xiàn)縱向裂縫并冒漿時，應停止灌漿，待裂縫閉合后，再繼續(xù)灌漿；當出現(xiàn)橫向裂縫時，應立即停止灌漿，并沿橫向裂縫挖深50cm，而后回填粘土分層夯實，再繼續(xù)灌漿。

（4）隆起處理：當局部出現(xiàn)隆起現(xiàn)象時，應立即停止灌漿，注意觀測，分析原因。在確定不會引起滑坡時，停灌7天后可繼續(xù)灌漿，并注意觀測。

（5）塌坑處理：若出現(xiàn)塌坑現(xiàn)象，應挖出塌坑部位的泥漿，并回填粘土夯實。

（6）壓力表度數(shù)增大不進漿：表明輸漿管堵塞，應用清水沖洗管路，并嚴格過濾泥漿，保證泥漿的物理指標合格，同時應采用有保護裝置的壓力表。

（7）注漿管堵塞處理：若注漿管發(fā)生堵塞情況，應立即將注漿管提起，并用稀漿沖開。

7.灌漿觀測

為保證灌漿質量和堤防安全，檢驗灌漿效果，灌漿過程中應配備人員進行觀測工作，隨時發(fā)現(xiàn)和處理施工中出現(xiàn)的有關問題。

（1）堤身變形觀測

堤身變形觀測分水平位移觀測（橫向、縱向）、豎向位移（沉陷）觀測和堤身表面變形觀測等。

橫向水平位移觀測：可沿堤線方向每隔10m～20m設一組觀測點，每組至少分別在堤頂上、下游路肩處各設一個觀測標點。灌漿期間，每天觀測1～2次，非灌漿期間，每5天觀測1次。

豎向位移觀測：豎向位移樁可與水平位移樁結合，并同時進行觀測，以便進行資料分析。灌漿前，至少觀測2次。灌漿期間，每天觀測1～2次，非灌漿期間，每5天觀測1次。

（2）灌漿壓力和灌漿量觀測

灌漿壓力觀測：在注漿管上端安裝壓力表，壓力表精度為0.1kg/cm2。在灌漿過程中，注意觀測壓力表變化，及時記錄瞬時最大壓力，并根據(jù)大堤變化情況，合理控制灌漿壓力。

灌漿量一般采用泥漿泵流量控制，每孔每次灌漿量及總灌量均應準確記錄，每次灌漿量不得超過設計允許值。

冒漿觀測：灌漿期間要有專人巡視堤頂、堤坡。如發(fā)現(xiàn)冒漿，應及時處理，并認真做好記錄。

8.質量控制

為保證灌漿質量達到設計要求，應對灌漿施工全過程進行質量控制，每一道工序結束后，須經(jīng)檢查驗收，方可進行下一道工序。

在工程的施工過程中，對每個孔的施工情況應進行全面、準確的記錄，作為工程驗收的依據(jù)。若發(fā)現(xiàn)灌漿質量不符合要求的，應查明原因，并采取相應處理措施，經(jīng)處理并征得有關部門同意后，再繼續(xù)施工。

9.質量檢驗

（1）檢查測量放樣成果。

（2）施工過程中，應隨時檢查灌漿施工范圍內的吃漿情況，壩坡是否有串漿、漏漿情況。

（3）檢查施工記錄。

（4）通過試驗，對材料各項指標進行檢查、驗證。

（5）對有關施工資料及各工序資料進行檢查

淮委治淮工程建設管理局 233001）

（專欄編輯：張 婷）