錐探灌漿技術(shù)在水庫大壩除險加固中的運用

摘要：隨著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的不斷提升，農(nóng)業(yè)種植規(guī)模的持續(xù)擴大，我國現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與農(nóng)作物種植建設(shè)，對水資源的需求不斷提升，多種農(nóng)田水利水電設(shè)施與水庫大壩等水工建筑廣泛投入使用。在設(shè)施與建筑長期負荷運行下，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、局部塌陷、滲漏等問題，需要合理運用錐探灌漿技術(shù)，注射密封漿液加以治理。基于此，本文分析了錐探灌漿技術(shù)的運用價值，探討了相關(guān)的運用策略與優(yōu)化管理策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：錐探灌漿；水庫大壩；除險加固

近年來，不同規(guī)模的農(nóng)田堤壩在我國各地陸續(xù)興建，以滿足各類農(nóng)作物水分方面的基礎(chǔ)生長需求，降低病害、蟲害的產(chǎn)生概率，保障作業(yè)健壯生長。但結(jié)合實際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，部分農(nóng)田水庫堤壩在修建時，鉆孔灌漿施工技術(shù)的運用與管理仍存在欠缺，堤壩最終的結(jié)構(gòu)強度與防滲效果無法獲得可靠保障，影響農(nóng)作物灌溉水源的穩(wěn)定供給與農(nóng)田產(chǎn)量、農(nóng)作物品質(zhì)。為改變這一現(xiàn)狀，本文將圍繞錐探灌漿技術(shù)在水庫大壩除險加固中的運用進行分析。

1 錐探灌漿技術(shù)在水庫大壩除險加固中運用價值

1.1 優(yōu)化水庫大壩除險加固效果

與其他類型的施工技術(shù)相比，錐探灌漿施工技術(shù)具有應(yīng)用范圍更加廣泛的優(yōu)點，可以在多種土質(zhì)類型的農(nóng)田水庫大壩中應(yīng)用，主要包括適宜種植大豆、玉米等作物的旱田、適宜種植水稻的水田，與適宜種植茶、果、花卉等作物的土質(zhì)。并且能夠?qū)Υ髩螇误w多種常見的質(zhì)量缺陷優(yōu)化治理，主要包括壩體不均勻沉降、壩體分層分段之間結(jié)合性差、壩體出現(xiàn)滲漏通道等，最終能夠有效優(yōu)化提升水庫大壩的除險加固施工效果。

1.2 降低水庫大壩滲漏風(fēng)險

錐探灌漿技術(shù)投入水庫大壩除險加固作業(yè)后，所使用的漿液能夠與大壩壩體中的巖石、土壤顆粒、結(jié)構(gòu)縫隙等充分融合，促使大壩內(nèi)的土體、土方充分固結(jié)，起到良好的密封效果，避免外界向壩體內(nèi)部滲透，提高大壩的防水抗?jié)B性能[1]。同時在水庫大壩滲流量較大時，大壩滲漏問題的發(fā)生概率能夠有效降低，防止大規(guī)模滲水對水庫大壩周邊農(nóng)田等區(qū)域的農(nóng)作物生長造成不良影響，引發(fā)農(nóng)作物的澇災(zāi)。

1.3 保障水庫大壩安全運行

在農(nóng)田水庫大壩中，錐探灌漿除險加固技術(shù)的科學(xué)合理運用，能夠有效消除大壩壩體存在的各類安全隱患，包括自然孔洞、暗溝虛縫、動物洞穴等，提高大壩結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。如防范螞洞、蟲洞等安全隱患，能夠避免蟲蟻鉆出洞穴，經(jīng)過大壩啃食種植于周邊的農(nóng)作物、引發(fā)病蟲害。同時灌漿作業(yè)過程中，漿液能夠在壩體的土體顆粒之間固化與膠凝，提高土體強度，防范壩體的崩塌或開裂等不良現(xiàn)象，確保大壩安全使用。

2 水庫大壩錐探灌漿除險加固施工優(yōu)化管理方法

2.1 落實施工準備階段管理

為進一步提高水庫大壩的除險加固施工質(zhì)量與施工效果，除了具體的實施環(huán)節(jié)，還需要注重加強錐探灌漿施工技術(shù)運用準備階段的管理。首先，應(yīng)強化灌漿原材料的檢驗，采用抽樣方法，隨機選取不同批次、不同類型的材料，仔細檢驗各項性能指標是否符合施工設(shè)計要求，對于性能與質(zhì)量不達標的材料，應(yīng)及時更換處理。同時應(yīng)對各材料的含量、占據(jù)比例等情況仔細檢驗，包括砂礫含量、黏土料含量、水泥料含量、粉砂含量等。其次，在錐探灌漿施工準備階段，應(yīng)加大施工現(xiàn)場的管理力度，根據(jù)農(nóng)田土地的具體類型，將現(xiàn)場殘留的灰塵、雜物等徹底清除[2]。如，對于淹水耕作管理下的水田土壤，應(yīng)根據(jù)其水熱狀況較為穩(wěn)定、土壤剖面結(jié)構(gòu)特殊、有機質(zhì)、微生物含量高、化學(xué)反應(yīng)大等特點，將雜物清除。并將水庫大壩表面的淤泥、樹葉、腐殖土等清除。并且在錐探鉆孔機進場后，還需要對場地進行適當(dāng)?shù)卣移教幚恚不秸幚淼孛嬷螅瑢@機順沿水庫大壩的具體軸線方向擺放就位，確保鉆機設(shè)備的垂直度與水平位置合適，防止后續(xù)施工過程中出現(xiàn)鉆機傾斜失穩(wěn)、鉆進位置偏離實際等狀況，對水庫大壩的錐探灌漿施工效果造成不良影響。此外，在施工準備階段需要進行必要的測量放樣處理，包括錐探孔位的標記與誤差調(diào)整等。

2.2 防范錐探灌漿問題

在外界環(huán)境與人為操作等多種因素的影響下，水庫大壩的錐探灌漿施工容易出現(xiàn)不同的問題，需要加大管控力度，保障施工效果。首先，在相鄰錐探孔的灌漿環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)串孔問題，導(dǎo)致錐探孔的孔壁結(jié)構(gòu)破壞，并且容易引發(fā)泥漿翻涌等不良現(xiàn)象。此時可以暫停灌漿操作，將錐探孔之間的孔距重新調(diào)整，并適當(dāng)降低灌漿壓力，在確定串孔問題不會對水庫大壩的壩體結(jié)構(gòu)安全造成嚴重影響時，施工人員還可以采用串漿孔與灌漿孔同步灌注的方法處置解決問題[3]。其次，如果未能對部分地質(zhì)條件、地形地貌環(huán)境較為復(fù)雜區(qū)域的農(nóng)田水庫大壩仔細調(diào)研了解，錐探灌漿施工容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。例如，在施工前如果未能對農(nóng)田水庫大壩的復(fù)雜地基巖層分析研究，施工時大壩的基底容易泄露或塌方。并且錐探灌漿除險加固時，堤坡與壩頂?shù)炔课蝗菀壮霈F(xiàn)冒漿問題。此時施工人員可以對具體的冒漿量進行分析判斷，如果冒漿量較大，超出灌漿量的20%，應(yīng)及時停止灌漿作業(yè)，開挖冒漿出口。之后采用分層回填等方法，利用黏土料封堵出口，并加以夯實處理。

2.3 強化灌漿施工質(zhì)量監(jiān)管

灌漿屬于錐探灌漿作業(yè)的關(guān)鍵工序，會直接影響整體的錐探灌漿施工質(zhì)量，應(yīng)加強管理。在實際的灌漿操作過程中，應(yīng)仔細檢查各項參數(shù)，包括漿液濃度、灌漿壓力、灌漿頻率等，并對灌漿孔的系列參數(shù)實時監(jiān)控，包括孔深、孔位偏差等。之后將檢查情況客觀與準確記錄，檢查結(jié)束后及時整理，生成詳盡的灌漿狀態(tài)質(zhì)量評價表，向工程項目的有關(guān)部門上報提交，保障質(zhì)量監(jiān)管控制工作，在錐探灌漿的全過程中貫徹落實。其次，水庫大壩除險加固中，錐探灌漿施工結(jié)束后，同樣需要加強驗收管理，保障整體的施工質(zhì)量達標。優(yōu)選代表性較強的水庫大壩堤段挖掘，之后對其灌漿質(zhì)量與封孔情況實行深層次分析。如果灌泥漿柱存在裂縫嚴密充實、整體形態(tài)飽滿、局部部位無明顯裂縫等特點，則表明其灌漿施工達到合格的標準。

3 錐探灌漿技術(shù)在水庫大壩除險加固中運用策略

3.1 合理設(shè)置注水孔與錐探灌漿孔

水庫大壩錐探灌漿除險加固施工中，應(yīng)將施工所需的注水孔與灌漿孔等科學(xué)合理設(shè)置，為后續(xù)鉆孔灌漿作業(yè)的順利實施提供可靠保障。

第一，注水孔設(shè)置時可以通過注水試驗，將注水孔的間距等各項參數(shù)確定，并且試驗過程中，需要將注水測試段與止水段的長度控制在合理范圍內(nèi)。之后為保障水庫大壩壩基與試驗孔孔底的間距合適，需要將試驗孔段堤壩填筑高度適當(dāng)提升。同時為保障等距布置，可以將注水孔在大壩的中央位置布置。其次，注水孔布置時，施工作業(yè)人員應(yīng)綜合考慮孔位、孔深等情況，通常如果出現(xiàn)注水試驗孔穿透大壩壩體的情況，需要及時在相對應(yīng)的壩段內(nèi)，將注水孔的孔位重新優(yōu)化調(diào)整，保障充分滿足實際的孔深要求[4]。

第二，在錐探孔的設(shè)置方面，首先，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的設(shè)置方法，例如，可以考慮農(nóng)田水庫大壩的地基里面砂礫石特點，與分布情況、平面結(jié)構(gòu)等因素，采用水平防滲施工方法，據(jù)此設(shè)置錐探孔，能夠有效提升大壩滲流量的穩(wěn)定性，為農(nóng)作物的灌溉提供可靠保障。同時為獲取更加理想的水庫大壩灌漿加固效果，可以采用密錐灌漿方式設(shè)置錐探孔。以大壩的壩肩作為主要的軸線，在周邊密集布置多排的錐探孔，對于相鄰的錐探孔，應(yīng)合理調(diào)整排距與孔距。此外，施工人員在布置多排錐探孔后，還可以根據(jù)水庫大壩災(zāi)害風(fēng)險易發(fā)部位的性質(zhì)特點、不同堤段的重要程度等情況，將孔距、排距參數(shù)合理調(diào)整。其次，錐探孔的布置應(yīng)考慮實際的吸漿量情況和施工場地的建筑物情況，對于吸漿量較高的大壩段，可以增設(shè)一排錐探孔，布設(shè)在堤段的臨河側(cè)位置，促使?jié){液的密實程度有效提升。

3.2 泥漿制備與造孔處理

在錐探灌漿施工中，布設(shè)各類孔后，施工人員還需要開展灌漿液的調(diào)配處理，與適當(dāng)?shù)脑炜撞僮鳌?/p>

第一，制備泥漿液時，應(yīng)首先保障漿液達到施工標準，調(diào)整泥漿的水土比、容重、黏度，與泥漿液具體的顆粒粒徑，保障漿液后續(xù)實際使用過程中，相關(guān)的懸浮度、流動性等性能符合標準規(guī)范。并且泥漿調(diào)配后，還需要對濃度與黏度情況定期檢測分析，如果持續(xù)不達標，應(yīng)靈活調(diào)整配比重新調(diào)配泥漿。其次，應(yīng)注重選擇合適的泥漿拌制方法。例如，為了進一步提高泥漿拌制效率與質(zhì)量，可以采用機械化拌制方法，利用專門的高速攪拌機設(shè)備，以稱量等形式確定各類材料的攪拌用量，之后均勻攪拌泥漿，保障水土均勻融合。

第二，在造孔施工中，施工人員可以采用機械造孔與人工造孔等施工方法。首先，機械造孔時需要擺放鉆機，調(diào)整位置與校準參數(shù)后，可以使用擠壓輪等工具將鉆機夾緊，之后將擠壓輪不斷轉(zhuǎn)動，將錐桿向土層中持續(xù)推壓。并且在此過程中，需要合理控制推壓速度與方法，嚴格按照施工場地具體的地質(zhì)條件，確保錐桿的打入速度合適。如對于土質(zhì)較為松軟的地質(zhì)環(huán)境條件，可采用快速進錐方法，土壤地表堅硬時適宜選用慢速推壓錐桿。其次，在人工造孔方面，施工人員可以在錐探孔位中挖掘出基坑，之后灌滿水分，使用長度合適的鋼釬工具，在水坑中持續(xù)進行插拔操作，直至插入深度符合錐探灌漿施工設(shè)計孔深要求。

3.3 開展壓水試驗

在造孔施工結(jié)束后，由于部分水庫大壩存在施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，與大壩結(jié)構(gòu)缺陷較多等情況，正式錐探灌漿除險加固施工前，可以積極開展壓水試驗改善該現(xiàn)象。

第一，施工人員可以在水庫大壩表面、結(jié)構(gòu)等不同部位中，可以根據(jù)裂縫等具體缺陷位置的發(fā)育程度，結(jié)合復(fù)雜的工程現(xiàn)場情況，將壓水試驗作為一項原位試驗進行。例如，部分由多種材料組成的農(nóng)田水庫大壩，出現(xiàn)裂縫等缺陷時通常情況較為復(fù)雜，需要利用混凝土防滲墻開展垂直防滲施工，滿足復(fù)雜的施工條件與水文條件。施工人員可以根據(jù)混凝土防滲墻的連接情況、墻體相鄰樁孔等情況，開展壓水試驗，防范其中的錐探灌漿除險加固施工風(fēng)險。

第二，壓水試驗中應(yīng)詳細記錄涉及的數(shù)據(jù)信息，首先，壓水試驗期間需要將壓水的壓力，與壓水的時間控制在合理范圍內(nèi)。通常情況下具體的壓水壓力需要控制在80%左右的灌漿壓力范圍內(nèi)，壓水時間需要控制在20 min之內(nèi)。其次，在壓水試驗結(jié)束后，可以選擇合適的算法、公式，將所記錄的各項數(shù)據(jù)導(dǎo)入，之后將各數(shù)據(jù)計算求解，獲取穩(wěn)定滲出水量、滲入水量等具體的參數(shù)值。最后，將計算獲取的數(shù)據(jù)，作為水庫大壩錐探灌漿除險加固施工工藝參數(shù)的計算依據(jù)，主要包括灌漿壓力、灌漿量、灌漿速度、灌漿液濃度等參數(shù)信息。

3.4 灌漿與封孔作業(yè)

水庫大壩實際的錐探灌漿除險加固施工中，施工人員需要遵循合適的施工順序，開展灌漿作業(yè)，并在灌漿結(jié)束后，及時將錐探孔加以封堵處理，保障密封性與防滲性達標。

第一，灌漿作業(yè)時可以采用分段與分序的施工方法。首先，應(yīng)初灌漿液，灌注一序孔之后再灌注二序孔。在多排錐探灌漿孔的情況下，初灌時施工人員需要灌注迎水側(cè)，之后再灌注背水側(cè)，兩側(cè)灌注結(jié)束后，灌注中間位置的排孔。同時初灌過程中，施工人員應(yīng)嚴格遵循時效性原則，采用由稀至稠的順序，在當(dāng)天鑿孔與逐步灌漿。否則灌漿時間過長的情況下，孔眼由于閑置時間過長，容易出現(xiàn)孔隙堵塞的不良現(xiàn)象，影響整體的水庫大壩錐探灌漿施工效果與加固效果。

第二，初灌結(jié)束后，施工人員可以開展復(fù)灌作業(yè)。在此過程中適宜選用濃度較高的漿液，之后連續(xù)復(fù)灌直至不再進漿，同時應(yīng)注意選擇合適的復(fù)灌時間，通常需要結(jié)合農(nóng)田水庫大壩蓄水、防洪、農(nóng)作物灌溉等具體需求考慮復(fù)灌時間，不同種類的小麥、水稻等農(nóng)作物灌溉時間存在差異，并且需要在初灌作業(yè)的2～3 d后進行復(fù)灌作業(yè)。其次，在復(fù)灌后，灌漿孔出現(xiàn)回漿或表面泛漿等特征時，或者連續(xù)多次復(fù)灌情況下，注漿壓力能夠長時間保持穩(wěn)定狀態(tài)時，施工人員可以結(jié)束灌漿作業(yè)，將灌漿管拔除[5]。最后，在終孔處理后，應(yīng)及時封孔處理，此時可以選擇人工封孔方法，均勻攪拌濃泥漿向灌漿孔灌注，并且可以采用一次性封孔施工方法，使用厚度合適的黏土材料封堵灌漿孔。

4 結(jié)論

綜上所述，農(nóng)田水庫大壩是我國關(guān)鍵的基層農(nóng)田水利設(shè)施，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水提供重要保障，錐探灌漿技術(shù)的運用，直接影響水庫大壩的整體除險減災(zāi)與防滲加固效果。必須聚焦水庫大壩的滲漏風(fēng)險、使用安全性等方面，錐探灌漿技術(shù)在水庫大壩除險加固中的運用價值，采取設(shè)置錐探灌漿孔、制備泥漿、開展注漿試驗、灌漿操作等運用措施，使得農(nóng)田水庫大壩能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大效用，推動農(nóng)業(yè)長效、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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