淺議可控擠入復合膏漿灌漿技術在砂礫石層防滲施工中的應用

熊小林

（湖南宏禹工程集團有限公司，湖南 長沙 410117）

1 工程概況

友誼河是汨羅江的一級支流，發源于汨羅市西南部丘陵地區，流經楊樹壩、魯師壩、羅城橋穿過汨羅市區后至友誼河口匯入汨羅江，河流全長19.2 km，平均坡降2.21‰，控制流域面積59 km2。其中魯師壩至汨羅江出口段為人工改道開挖河道，長3.9 km，主河槽寬約20 m，南北貫穿汨羅市城區。友誼河堤防防滲加固處理施工段即位于該段右岸，均為已建堤防，堤段樁號K0+000～K3+450 m，長度3.45 km。要求對砂礫石層及堤身局部含建筑垃圾部位進行防滲處理，要求帷幕形成后滲透系數不大于10-5cm/s。

2 地質條件

工程區地層自上而下依次為人工填土、淤泥質粘土、粉質粘土、砂、圓礫、殘積土、泥質粉砂巖，本工程防滲加固需處理的對象為砂礫層。根據工程勘察報告，區內砂層厚1.5～8.9 m，充填礫和粘性土，濕，飽和，稍密～中密狀，滲透系數K=（8.73×103～9.26×10-3）cm/s，為中等透水性；圓礫層粒徑一般2～40 mm，多呈亞圓形，級配較好，中密狀，厚0.9～8.5m，滲透系數K=（6.57×10-2～4.73×10-3）cm/s，為中等透水～強透水性。

3 防滲加固處理方案

3.1 防滲帷幕設計

根據工程區地質勘察復核勘探孔揭露的地層情況，以砂層為主的堤段擬布置單排孔，以砂礫石層為主的堤段擬布置雙排孔，灌漿軸線以堤頂中心線為準。其中，單排孔孔距1.0 m；雙排孔排距1.0 m、孔距2.0 m和2.5 m，梅花形布置；局部堤身建筑垃圾填筑段，根據地層情況加密灌漿孔。帷幕幕底以進入基巖0.5 m進行控制，幕頂以中粗砂層（圓礫）頂部進入粉質粘土1.0 m進行控制，局部堤身建筑垃圾填筑段防滲頂部應以相應部位正常蓄水位以上0.5 m進行控制。

3.2 施工工藝及參數

施工工藝總體為：采用可控擠入復合膏漿灌漿技術，漿體封閉、自下而上分段灌注粘土水泥膏漿[2]。帷幕灌漿總體按照分排、分序加密的原則進行施工：雙排孔施工段，先施工堤外側排再施工堤內側排；單排分兩序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔。見表1和表2。

表1 漿材配比表

表2 灌漿壓力與注入量控制推薦值

結束標準：達到以下條件之一，可結束本段進行下一段灌漿：

1）同時滿足表中對應深度的最大設計壓力以及最小注入量要求，可結束本段灌漿；

2）同時達到表中對應深度的最大注入量以及最小設計壓力要求，可結束本段灌漿；

3）對于吸漿量較大的灌漿段，達到擬定最大注入量但壓力仍無法達到設計壓力下限值時，繼續灌注至設計最大注入量的1.5倍后，可結束本段灌漿[3]。

3.3 特殊情況處理

1）地面冒漿處理。在灌漿過程中，如果灌漿孔周邊或周邊孔及地面出現冒漿現象，則待凝一定時間后再繼續灌漿，本項目最佳待凝時間為10～20 min。復灌時的灌漿壓力一般以最小壓力標準控制，待冒漿現象不再發生后，即恢復正常灌漿工藝流程[3]。

2）地面抬動處理。因防護堤堤頂較窄，在灌漿過程中較高的灌漿壓力作用下，可能使堤內側混凝土面板開裂，影響防滲功能。在保證施工質量的前提下，堤頂5m灌漿段應適當減小壓力，Ⅰ序孔控制在（0.5～1.2）MPa，Ⅱ序孔控制在（0.7～1.5）MPa[4]。

●覆蓋層抬動處理：如在灌漿過程中監測到周邊覆蓋層發生輕微抬動，但尚未出現冒漿現象時，應立即采取減少灌注流量，降低灌漿壓力等措施進行控制灌漿[3]。

●地面抬動開裂處理：如在灌漿過程中監測到堤坡或灌漿平臺出現開裂，但裂縫尚未冒漿時，應立即待凝20～30 min后再繼續灌漿20 min，如裂縫程度不再發生變化，則恢復正常工藝參數灌漿。灌漿結束后，采用灌漿的膏漿漿液將裂縫回填密實[4]。

4 施工效果分析（表3 ）

表3 灌漿成果統計表

1）友誼河堤防防滲加固處理工程共施工鉆孔3 443個，總進尺51 944.5 m，其中土層鉆孔30 533.5 m，砂礫石層鉆孔21 410.95 m，帷幕灌漿總深度24 853.4 m，累計注入水泥7588.41t。通過對灌漿成果統計分析，帷幕灌漿單位注灰量Ⅰ序孔為293.64～369.84 kg/m，Ⅱ序孔為230.58～293.27 kg/m，工程總單位注漿量305.3kg/m。根據工程經驗，說明施工區砂礫石地層可灌性良好。

2）各單元帷幕灌漿量隨著孔序及排序的加密，呈現出明顯的第一排Ⅰ序孔單耗＞第一排Ⅱ序孔單耗＞第二排Ⅰ序孔單耗＞第二排Ⅱ序孔單耗，平均單耗隨序減少的一般灌漿規律，說明帷幕灌漿對砂礫石地層中的滲透空隙達到了良好的充填效果。

3）防滲帷幕施工完成后，由第三方單位施工檢查孔99個，注水試驗檢查共計172段，均滿足K≤10-5cm/s的設計防滲標準，說明工程施工方法選擇適宜，工藝參數設計合理，取得了良好的防滲加固施工效果。

5 結語

在較深厚的砂礫石地層中，選用可控擠入復合膏漿防滲灌漿工藝，結合工程區砂礫石地層的滲透特點，調整優化得到適宜的施工參數，施工時嚴控每道工序，嚴格規范施工，能夠形成效果良好的防滲帷幕。