河道堤防工程劈裂灌漿防滲技術(shù)

侯婷婷

（勃利縣水務(wù)局水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，黑龍江 勃利154500）

劈裂灌漿是按堤身的幾何尺寸和小主應(yīng)力作用面沿堤壩軸線豎直的分布規(guī)律，沿土堤的軸線布置灌漿孔，施加相應(yīng)的灌漿壓力，劈開(kāi)進(jìn)行防滲處理的堤身，隨即灌入黏土泥漿，形成沿堤壩軸線豎直連接的防滲泥漿墻帷幕。

1 劈裂灌漿的設(shè)計(jì)

1.1 灌漿鉆孔的設(shè)計(jì)

1.1.1 孔位布置

對(duì)堤身低于10m，地面比較平坦的堤壩，可沿堤軸線單排布孔；對(duì)地形高差大的堤段，或堤體疏松的堤段，為降低壩體內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的應(yīng)力水平，應(yīng)在主排孔的兩側(cè)布置1～2排副孔；堤身高于10m，也可按地基情況，參考低于10m的堤段進(jìn)行布孔。

1.1.2 鉆孔深度

我國(guó)的堤防大多數(shù)處在江、河的中下游沖積地帶，地基多為黏性土或砂性土，為提高劈裂灌漿的效果，孔深要打入地面以下堤高的1/2的深度。

1.1.3 孔距確定

低于10m的堤壩，孔距布置2～3m；高于10m的堤壩，孔距布置3～5m。對(duì)彎曲段或地基高差太大的堤段，孔距可適當(dāng)縮小，以泥墻防滲帷幕連續(xù)，這應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

1.2 灌漿壓力的確定

劈裂灌漿壓力可分為起始劈裂壓力、運(yùn)行壓力。起始劈裂壓力為劈裂灌漿的最大壓力，即從開(kāi)始灌漿、起壓、迅速達(dá)到頂峰值，把堤身劈開(kāi)后，壓力突然下降。這一過(guò)程只有幾分鐘的時(shí)間，由于該壓力維持時(shí)間短，只作用于一點(diǎn)，作為劈裂灌漿技術(shù)，一定要把堤壩劈開(kāi)，不然就達(dá)不到灌漿目的，因此，該峰值盡管最大，而不應(yīng)作為設(shè)計(jì)值，只作為衡量堤身質(zhì)量的參考值。

劈裂灌漿壓力的控制壓力是在灌漿運(yùn)行期間壓力，特別是在某些堤段全線劈開(kāi)后的壓力。對(duì)于10m以上的高堤，由于灌入的泥漿對(duì)兩側(cè)上體的總壓力大，因此，可能對(duì)堤坡造成過(guò)大的位移，這時(shí)灌漿壓力以堤肩的位移量不超過(guò)1.0cm來(lái)控制。

1.3 帷幕厚度的控制

高度在10m以下的堤身，泥墻總厚度不可大于5.0cm；高度在10m以上的堤身，泥墻總厚度要大于10.0cm。

1.4 泥漿土料的選擇

其一，泥漿比重采用1.3～1.5,初灌和第一次復(fù)灌時(shí)采用較小值，以后的復(fù)灌采用較大值。

其二，泥漿黏度控制在20～100s，要按劈開(kāi)裂縫的寬度、漏漿通道的大小、灌漿壓力等確定。初灌和第一次復(fù)灌時(shí)采用較小值，以后盡可能采用較大值。

其三，泥漿的穩(wěn)定性是以泥漿靜置24h后，泥漿上半部和下半部密度差值來(lái)表示。測(cè)量泥漿穩(wěn)定性可用專用儀器，也可用250mL的普通量筒來(lái)測(cè)量。灌漿用泥漿的穩(wěn)定性一般采用0.05～0.lkg/m3。

1.5 泥漿過(guò)程的控制

泥漿過(guò)程的控制是指泥漿歷時(shí)復(fù)灌次數(shù)、復(fù)灌間隔時(shí)間的確定。為確保灌漿質(zhì)量，使泥墻防滲帷幕厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每個(gè)注漿孔的復(fù)灌次數(shù)要大于5次，每次的間隔時(shí)間要多于3～5d，如果一臺(tái)灌漿設(shè)備負(fù)責(zé)的工段1～2km，分成兩序灌漿，總歷時(shí)要大于60d。

2 劈裂灌漿的施工技術(shù)

2.1 鉆孔

目前，我國(guó)堤防灌漿多采用沖擊式、擠壓式和旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)等。堤高10m以內(nèi)的可采用沖擊式和擠壓式鉆機(jī)，用干法鉆進(jìn)；堤高10m以上的可采用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)，可用濕法鉆進(jìn)。鉆孔孔徑一般在50～100mm。10m以內(nèi)的矮堤用大口徑鉆桿，10m以上的高堤用小口徑鉆桿。

2.2 制漿

目前國(guó)內(nèi)制造泥漿的機(jī)械很多，在工程上多采用WJG80型或WJ100型攪漿機(jī)?？筛咚龠B續(xù)攪漿，自動(dòng)進(jìn)行篩漿，漿液存入儲(chǔ)漿筒內(nèi)，灌漿泵和儲(chǔ)漿筒直接相連，制出的泥漿質(zhì)量高。

2.3 灌漿

采用孔底注漿全孔灌漿法分兩序進(jìn)行灌漿。這是劈裂灌漿提高質(zhì)量和保證堤體安全的重要技術(shù)措施。如果復(fù)灌間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，下部發(fā)現(xiàn)堵管時(shí)，可以將灌漿管上提0.5m再灌漿。

其一，設(shè)置阻漿塞或下護(hù)壁套管，進(jìn)行灌漿壓力的控制。

其二，進(jìn)行灌漿量的控制。單孔灌漿量大的原因多數(shù)是由于壩身疏松、質(zhì)量差造成的，有時(shí)可能是由于堤身內(nèi)存在漏水通道出現(xiàn)冒漿引起的，要先處理好冒漿，再進(jìn)行復(fù)灌。對(duì)于堤高10m以下的復(fù)灌間隔時(shí)間要大于3d，10m以上的復(fù)灌間隔時(shí)間不少于5d，并應(yīng)增加復(fù)灌的次數(shù)，達(dá)到終孔標(biāo)準(zhǔn)為止。復(fù)灌間隔時(shí)間主要由漿體的固結(jié)情況確定。

其三，裂縫的控制。劈裂灌漿施工中，應(yīng)盡量做到“先內(nèi)劈后外劈”。一次灌漿劈開(kāi)的裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)1.0cm?；貜棻瘸^(guò)0.5之后，才能進(jìn)行下一次復(fù)灌。

其四，彎曲堤段的灌漿工藝。為在彎曲堤段獲得沿堤軸線連續(xù)的漿體防滲帷幕，應(yīng)采取特別的灌漿工藝，一般選用以下兩種：一是隨即鉆灌法。即鉆一孔灌一孔的方法，孔距要小，當(dāng)灌漿孔口出現(xiàn)細(xì)小裂縫，并開(kāi)始偏離堤軸線時(shí)停止灌漿。二是一次成孔灌漿法。在彎曲堤段的軸線上，將設(shè)計(jì)灌漿孔連續(xù)鉆完，再逐孔輪流進(jìn)行灌漿。在發(fā)現(xiàn)孔口有小的裂縫時(shí)就停止灌漿，改灌另一孔。

3 劈裂灌漿質(zhì)量檢查

現(xiàn)場(chǎng)檢查一般沿堤軸線100～200m挖一探坑或探槽，以檢查漿體分布、漿脈厚度、深度是否能形成連續(xù)豎直的防滲泥墻帷幕等設(shè)計(jì)指標(biāo)。同時(shí)，按探坑深度每2.0m取一組試樣，試驗(yàn)樣品的常規(guī)物理力學(xué)指標(biāo)，重點(diǎn)是干密度、滲透系數(shù)、抗?jié)B坡降等。在工程運(yùn)行并經(jīng)水害考驗(yàn)后，進(jìn)行防滲效果觀測(cè)鑒定，灌漿后各測(cè)點(diǎn)之間的差異沉降較小，不足以出現(xiàn)新的變形破壞，表明灌漿的質(zhì)量良好。

綜上所述，提高河道堤防工程劈裂灌漿防滲技術(shù)水平和工程質(zhì)量，必須要進(jìn)行科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)，采取行之有效的施工技術(shù)和措施，同時(shí)對(duì)于工程施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，并進(jìn)行水害檢驗(yàn)。

［1］ 侍克斌.水利工程施工［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005.

［2］ 李思慎.堤防防滲工程技術(shù)［M］.武漢：長(zhǎng)江出版社，2006.

［3］ 李廣誠(chéng).中國(guó)堤防工程地質(zhì)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2005.