淺談壩體的劈裂灌漿施工

王海 徐峰

摘要：堤體劈裂灌漿的理論基礎(chǔ)是水力劈裂原理，即向土體內(nèi)的孔內(nèi)壓水或灌漿時(shí)，作用在孔壁上的徑向壓力引起孔的擴(kuò)張，使孔壁土體受劈裂擠應(yīng)力，而當(dāng)這些應(yīng)力超過土體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在土體內(nèi)產(chǎn)生一些裂縫，這種裂縫的產(chǎn)生過程稱之為水力劈裂。通過灌漿將壩體內(nèi)的裂縫、空洞、空隙等用泥漿充填密實(shí)，最終在堤防軸線方向形成一道或數(shù)道粘土帷幕來減小滲透，從而達(dá)到防滲加固的目的，這種施工過程稱之為劈裂灌漿。

關(guān)鍵詞：堤防；布孔；造孔；堤體劈裂灌漿

中圖分類號(hào)：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）03-0118-02

劈裂灌漿在堤防加固和水庫(kù)壩體加固中應(yīng)用比較廣泛，筆者從事水利工程施工20多年，經(jīng)歷過連云港市東?？h水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程多個(gè)標(biāo)段的灌漿施工，在此淺談一下劈裂灌漿的施工工藝及注意事項(xiàng)，與同行共勉。

一、劈裂灌漿施工工藝

灌漿的主要工序有施工準(zhǔn)備、放線布孔、造孔、制漿、灌漿和封孔等。

灌漿施工前先做灌漿試驗(yàn)，觀測(cè)灌漿壓力、吃漿量及泥漿容重、壩體位移和裂縫等。試驗(yàn)結(jié)束后分析資料，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，修改參數(shù)，完善和熟練灌漿

工藝。

（一）布孔

灌漿孔的布置根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工要求進(jìn)行，孔道可采用單排也可多排，視堤防的頂寬決定，放樣同時(shí)測(cè)量孔口高程。灌漿孔可分2序、3序，如果在施工中灌完第三序孔以后，裂縫仍未連起來，還可布置第四序，孔距仍為上序孔之半；孔深一般控制在堤基下2m左右。較松散的堤體一般第二序孔即可連通，不需再布置第三序孔。

（二）造孔

采用造孔機(jī)按設(shè)計(jì)深度和實(shí)測(cè)壩頂高程造孔，造孔前調(diào)整機(jī)架底盤水平，以保證所造孔的垂直度，垂直度誤差要求≤2%，注漿孔直徑為50mm，孔口阻漿蓋深度不小于50cm。現(xiàn)場(chǎng)操作工根據(jù)布孔標(biāo)志，組織人員實(shí)施，并認(rèn)真做好記錄。

（三）制漿、注漿

1．土料、水的選擇。施工前備用的灌漿土料取樣送至具有相應(yīng)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)檢驗(yàn)。選擇符合技術(shù)要求的取土區(qū)的土質(zhì)。制漿水取自無污染的不含過量雜質(zhì)的淡水。

2．制漿、灌漿同步進(jìn)行。同時(shí)進(jìn)行攪漿、篩漿、拌漿，確保漿液無沉淀、無雜物、不堵塞。供水、供料及操作工與孔口記錄人員隨時(shí)保持聯(lián)絡(luò)，并服從孔口記錄人員的指揮，保證所制漿液優(yōu)質(zhì)、連續(xù)供應(yīng)，灌漿各項(xiàng)指標(biāo)按設(shè)計(jì)要求控制。

3．灌漿時(shí)先灌第一序孔，再灌第二序孔第三孔序，孔序的間距視具體情況決定。灌漿開始先用稀漿（比重1.2g/cm3左右），待堤身劈開后用濃漿（比重1.5～1.6g/cm3）進(jìn)行灌注，并認(rèn)真記錄灌注不同比重漿液的時(shí)間。

（四）灌漿壓力控制

灌漿壓力不僅與堤身質(zhì)量有關(guān)，而且還與堤身的斷面尺寸、灌漿部位、泥漿濃度及漿量有關(guān)，灌漿過程中壓力不是恒定不變的，初始階段表現(xiàn)壓力上升，形成劈縫以后，泥漿迅速進(jìn)入縫隙中，孔口壓力迅速下降，當(dāng)縫內(nèi)泥漿充滿時(shí)，孔口壓力又開始回升。所以，灌漿壓力要通過灌漿試驗(yàn)來確定。

（五）灌漿歷時(shí)、復(fù)灌次數(shù)、復(fù)灌時(shí)間間隔

劈裂灌漿時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)劈縫寬度由小到大逐步劈開。實(shí)踐證明，若時(shí)間太短，一是不能充分發(fā)揮堤體的壓縮回彈作用，造成漿體析水固結(jié)慢、強(qiáng)度低；二是由于漿液的析水作用，一般固結(jié)體均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)一個(gè)凹穴，容易造成加固地基與建筑物基礎(chǔ)結(jié)合不緊密或脫空現(xiàn)象。一般每序孔的灌注相隔時(shí)間不小于三天，復(fù)灌次數(shù)不少于5次，每次相隔時(shí)間不小于1d。在灌漿方法上要“少灌多復(fù)”。灌漿壓力應(yīng)逐步增大，當(dāng)接近允許最大值時(shí)，應(yīng)立即停灌，更換灌漿孔。

（六）灌漿觀測(cè)

灌漿觀測(cè)項(xiàng)目包括常規(guī)項(xiàng)目和特殊項(xiàng)目。常規(guī)項(xiàng)目有表面變形、內(nèi)部應(yīng)力及滲流觀測(cè)等，特殊項(xiàng)目有土壩壩體位移、灌漿壓力、裂縫、冒漿及泥漿固結(jié)觀測(cè)等。

（七）終灌標(biāo)準(zhǔn)及封孔

1．最后一次復(fù)灌時(shí)，當(dāng)漿液升至孔口附近，在一定的壓力下，經(jīng)連續(xù)復(fù)灌3次不再吃漿時(shí)，即可終止灌漿。

2．每孔灌完后進(jìn)行封孔，拔出注漿管，抽出清水，注滿比重大于1.7g/cm3的稠漿，直到漿面升至堤頂不再下降為止。最后表層用粘土夯實(shí)。

二、灌漿中易出現(xiàn)的問題和措施

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)可知，注漿期間經(jīng)常出現(xiàn)裂縫、冒漿、串漿情況，對(duì)此將及時(shí)加以處理，以確保注漿

質(zhì)量。

（一）裂縫處理

縱裂縫：如果是濕裂縫（特征為一般不太寬，產(chǎn)生裂縫后發(fā)展很慢）可繼續(xù)灌漿。如果是劈裂縫，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，當(dāng)裂縫發(fā)展到控制寬度應(yīng)立即停止灌入，待裂縫基本閉和后再灌。

橫向裂縫：當(dāng)壩面出現(xiàn)橫向裂縫時(shí)，應(yīng)立即停灌檢查。如果裂縫深度較淺，可以在裂縫上方開挖后用粘土回填夯實(shí)后形成封閉漿蓋，再繼續(xù)灌漿。如果裂縫較深，可用稠漿灌入裂縫，先灌上游，再罐下游。

（二）冒漿處理

壩身注漿時(shí)冒漿原因不同處理方法也不同，孔口附近和壩坡冒漿可能有洞穴、塊石縫，這時(shí)將視冒漿量的大小而采取不同方法，冒漿量小可開挖冒漿口用粘土回填夯實(shí)，同時(shí)加大漿液的稠度和容重，冒漿量大就立即停灌?？卓诿皾{是孔口阻漿蓋未做好，必須重新做好阻漿蓋。當(dāng)出現(xiàn)白蟻洞冒漿，將先在冒漿口壓砂堵塞洞口，用粘性土料回填夯實(shí)。

（三）串漿處理

當(dāng)?shù)谝恍蚩坠酀{時(shí)，發(fā)現(xiàn)相鄰孔串漿，必須加強(qiáng)觀測(cè)、分析，如確認(rèn)對(duì)壩體安全無影響，灌漿孔和串漿孔同時(shí)灌注，如不宜同時(shí)注漿，可用木塞堵住串漿孔然后繼續(xù)灌漿。當(dāng)灌漿后期，相鄰孔串漿，說明已形成連續(xù)的泥墻，可減少1次灌漿量。

三、試驗(yàn)坑的開挖

灌漿結(jié)束后，以灌漿布孔方向?yàn)橹行拈_挖探坑，檢查帷幕形成情況，每400米開挖一個(gè)探坑，探坑尺寸為L(zhǎng)*b*h=3*2*2m。開挖時(shí)筑坡踏步以利于人員進(jìn)出，垂直布孔方向的探坑面削平，便于清晰觀測(cè)灌漿效果。

以上只是筆者對(duì)劈裂灌漿施工的一些個(gè)人認(rèn)識(shí)，不足之處請(qǐng)同行指正。

（責(zé)任編輯：劉晶）