錐探灌漿在堤防加固中的應(yīng)用與效果分析

范方喜

（安徽省安慶市長江河道管理局二分局，安徽 安慶 246003）

安徽省安廣江堤位于長江下游北岸，全長49.761km，為1、2級(jí)堤防，其中土堤44.298km約占90%。由于土堤始建年代久遠(yuǎn)，是逐年加高培厚形成的，受當(dāng)時(shí)條件限制筑堤土料大多碾壓不實(shí)，加上害堤動(dòng)物的危害，堤身內(nèi)部常存在洞穴、裂縫等隱患。為確保江堤防洪安全，安慶市河道管理單位自1981年就成立了專業(yè)隊(duì)伍，對(duì)安廣江堤堤身實(shí)施機(jī)械錐探灌漿加固，取得了較好的效果。

1 錐探灌漿原理

堤壩灌漿是運(yùn)用水力劈裂原理，利用壩體內(nèi)部應(yīng)力分布特點(diǎn)，采用一定量的灌漿壓力，將土質(zhì)壩體沿壩軸線方向劈裂，同時(shí)灌注適宜的防滲泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，填充均質(zhì)土壩內(nèi)部漏洞、裂縫或切斷軟弱層，從而提高土堤壩體汛期防滲能力。同時(shí)，通過漿、壩互壓和濕陷，調(diào)整壩體內(nèi)部應(yīng)力分布，以提高壩體變形穩(wěn)定性。

2 施工工藝流程

3 施工控制要點(diǎn)

3.1 放樣布孔與造孔

根據(jù)《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》SD266-88、《安徽省長江堤防機(jī)械錐探灌漿施工技術(shù)管理規(guī)定》，結(jié)合實(shí)際并考慮堤頂?shù)缆窢顩r，安廣江堤灌漿布孔一般是：臨水坡從外堤肩向外布置3排，背水坡布置5排（堤頂因有防汛道路，錐孔困難不宜布孔），孔眼布置呈梅花型，排距2m，孔距1.5~2m。

圖1 安廣江堤錐探灌漿施工工藝流程

造孔采用干造法。孔位要求鉛直，偏斜率不大于2%。造孔機(jī)械選用湖北省洪湖市輕工模具廠制造的HD12-1全液壓錐探機(jī)。開孔直徑為26~28mm，孔深錐入堤基下0.5~1.0m，孔深一般為6~8m。

3.2 土料及漿液選用

灌漿的目的是增強(qiáng)土堤的抗?jié)B能力，因而土料粘性不能過低，粘性過低成漿率低，易出現(xiàn)沉淀離析，堤身內(nèi)部細(xì)縫難以灌進(jìn)，取不到防滲效果。但粘性過高，制成的漿液稠度小，體積收縮大，凝固時(shí)間長，灌入后泥漿析水性能差。因此，安廣江堤灌漿土料采用與堤身相近的粘性土，并摻入20%左右的砂料作為漿液的土料。

漿液采用泥漿攪拌機(jī)制漿，土料需先在泥漿桶內(nèi)浸泡數(shù)2~3小時(shí)后才攪拌成漿，并通過濾篩清除大顆粒，施灌前再通過35孔/cm2過濾篩，漿液各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求控制。泥漿濃度，初灌時(shí)稀漿，比重一般控制在1.2~1.3g/cm3，然后泥漿逐步加濃，最后達(dá)到1.5~1.6 g/cm3。

此外，結(jié)合白蟻防治，安廣江堤在灌漿漿液中還摻入了一定量的滅蟻藥物。

3.3 壓力控制

泥漿壓力是灌漿施工質(zhì)量控制的重要因素之一。如果灌漿壓力大會(huì)使堤身開裂，特別是在堤坡施灌時(shí)，壓力過大會(huì)產(chǎn)生裂縫而引起滑坡；但壓力太小，漿液又不能有效地灌入堤身，達(dá)不到充填密實(shí)堤身土體的效果。根據(jù)多年灌漿試驗(yàn)，安廣江堤灌漿壓力控制在50~80kPa可達(dá)到理想效果。

3.4 注漿要求

安廣江堤堤身灌漿采用多孔同時(shí)灌注的方式，一般同時(shí)灌注3~4孔。施灌時(shí)一般按2~3序孔進(jìn)行灌漿，分序加密，自下而上逐段加壓擠密。為使?jié){液在堤身內(nèi)有充分的析水和固結(jié)時(shí)間，可采用間隔復(fù)灌的方式，一般要求每孔復(fù)灌2~3次，但需要根據(jù)堤身吸漿量情況而定，每次復(fù)灌間隔時(shí)間應(yīng)在2~3小時(shí)為宜。

3.5 結(jié)束與封孔

一般每孔灌注2~3次后，經(jīng)過24小時(shí)觀察若漿液距孔口10~15cm而不再下沉，說明漿孔已灌滿，可結(jié)束灌注。然后將粘土捏成的泥球填入孔內(nèi)回填壓實(shí)。

四 灌漿效果分析

4.1 電測(cè)儀探測(cè)分析效果

選取安廣江堤（樁號(hào)33+608~33+720）1990年施灌的堤段，采用堤壩隱患探測(cè)儀，對(duì)堤身灌漿前后的情況進(jìn)行探測(cè)。

4.1.1 探測(cè)原理與方法

采用直流電阻法，在堤頂表面布設(shè)電極，測(cè)點(diǎn)間距設(shè)為8m，對(duì)堤身按需要通以直流電，利用測(cè)算出的視電阻率與堤身結(jié)構(gòu)、土體密實(shí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析研究堤身內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與隱患分布情況。一般規(guī)律是：當(dāng)?shù)躺硗馏w含水量一定時(shí)，密實(shí)的堤壩，土體易導(dǎo)電，電阻率低；反之土體結(jié)構(gòu)疏松，有空洞或裂縫的則不易導(dǎo)電，其電阻率較高，所以通過測(cè)得的電阻率大小能反映堤身內(nèi)部的空洞、裂縫等隱患變化情況。

表1 堤身灌漿前后各層深度土壤實(shí)測(cè)電阻率表

4.1.2 探測(cè)結(jié)果與效果分析

分別測(cè)定堤身1.5m、4.0m、9.0m三層不同深度處灌漿前后的電位差數(shù)據(jù)，以此測(cè)算出各層深度的視電阻率ρ值，數(shù)據(jù)見表1：

由表1得出結(jié)論，灌漿后堤身各層深度視電阻率ρ值均比灌漿前明顯減小了。這說明經(jīng)過機(jī)械錐探灌漿將漿液充填到堤身土體內(nèi)部，堤身土體較灌漿前密實(shí)了，消除了堤身裂縫、空洞等隱患，堤防抗?jié)B能力得到了提高。

4.2 汛期出現(xiàn)險(xiǎn)情比較

根據(jù)安廣江堤汪家墩、謝圩拐、私姑溝以及梅林段堤防灌漿處理前后，在1988年、1989年、1991年、1993年、1995年幾個(gè)長江水位偏高且持續(xù)時(shí)間較長的年份江堤出險(xiǎn)情況統(tǒng)計(jì)比較，在相同江水位情況下灌漿后的江堤內(nèi)堤腳滲水、散浸現(xiàn)象有明顯好轉(zhuǎn)，且險(xiǎn)情發(fā)生的時(shí)間較灌漿前推遲，堤身浸潤線出逸點(diǎn)降低。這也證明了灌漿對(duì)提高堤防抗?jié)B性能起到了明顯的效果。

結(jié)語

安廣江堤通過多年實(shí)施錐探灌漿，堤身隱患得到有效消除，抗洪能力顯著增強(qiáng)。實(shí)踐證明錐探灌漿技術(shù)是消除土堤隱患的投資少、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便且效果也較好的一種土堤防滲加固方法。

[1]倪月嶺.錐探灌漿技術(shù)在淮北大堤堤身防滲中的應(yīng)用[J].中國水利，2009（20）.

[2]何平安.錐探灌漿加固堤防效果分析[J].人民黃河，1989（04）.

[3]SD266-88，土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范[S].水利電力出版社.

[4]安徽省長江堤防機(jī)械錐探灌漿施工技術(shù)管理規(guī)定.1987.