淺議可控?cái)D入復(fù)合膏漿灌漿技術(shù)在砂礫石層防滲施工中的應(yīng)用

熊小林

（湖南宏禹工程集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410117）

1 工程概況

友誼河是汨羅江的一級(jí)支流，發(fā)源于汨羅市西南部丘陵地區(qū)，流經(jīng)楊樹(shù)壩、魯師壩、羅城橋穿過(guò)汨羅市區(qū)后至友誼河口匯入汨羅江，河流全長(zhǎng)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(kāi)挖河道，長(zhǎng)3.9 km，主河槽寬約20 m，南北貫穿汨羅市城區(qū)。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(hào)K0+000～K3+450 m，長(zhǎng)度3.45 km。要求對(duì)砂礫石層及堤身局部含建筑垃圾部位進(jìn)行防滲處理，要求帷幕形成后滲透系數(shù)不大于10-5cm/s。

2 地質(zhì)條件

工程區(qū)地層自上而下依次為人工填土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、砂、圓礫、殘積土、泥質(zhì)粉砂巖，本工程防滲加固需處理的對(duì)象為砂礫層。根據(jù)工程勘察報(bào)告，區(qū)內(nèi)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(shù)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(jí)配較好，中密狀，厚0.9～8.5m，滲透系數(shù)K=（6.57×10-2～4.73×10-3）cm/s，為中等透水～強(qiáng)透水性。

3 防滲加固處理方案

3.1 防滲帷幕設(shè)計(jì)

根據(jù)工程區(qū)地質(zhì)勘察復(fù)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(zhǔn)。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(jù)地層情況加密灌漿孔。帷幕幕底以進(jìn)入基巖0.5 m進(jìn)行控制，幕頂以中粗砂層（圓礫）頂部進(jìn)入粉質(zhì)粘土1.0 m進(jìn)行控制，局部堤身建筑垃圾填筑段防滲頂部應(yīng)以相應(yīng)部位正常蓄水位以上0.5 m進(jìn)行控制。

3.2 施工工藝及參數(shù)

施工工藝總體為：采用可控?cái)D入復(fù)合膏漿灌漿技術(shù)，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(jìn)行施工：雙排孔施工段，先施工堤外側(cè)排再施工堤內(nèi)側(cè)排；單排分兩序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔。見(jiàn)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(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到以下條件之一，可結(jié)束本段進(jìn)行下一段灌漿：

1）同時(shí)滿足表中對(duì)應(yīng)深度的最大設(shè)計(jì)壓力以及最小注入量要求，可結(jié)束本段灌漿；

2）同時(shí)達(dá)到表中對(duì)應(yīng)深度的最大注入量以及最小設(shè)計(jì)壓力要求，可結(jié)束本段灌漿；

3）對(duì)于吸漿量較大的灌漿段，達(dá)到擬定最大注入量但壓力仍無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)壓力下限值時(shí)，繼續(xù)灌注至設(shè)計(jì)最大注入量的1.5倍后，可結(jié)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(guò)程中，如果灌漿孔周邊或周邊孔及地面出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，則待凝一定時(shí)間后再繼續(xù)灌漿，本項(xiàng)目最佳待凝時(shí)間為10～20 min。復(fù)灌時(shí)的灌漿壓力一般以最小壓力標(biāo)準(zhǔn)控制，待冒漿現(xiàn)象不再發(fā)生后，即恢復(fù)正常灌漿工藝流程[3]。

2）地面抬動(dòng)處理。因防護(hù)堤堤頂較窄，在灌漿過(guò)程中較高的灌漿壓力作用下，可能使堤內(nèi)側(cè)混凝土面板開(kāi)裂，影響防滲功能。在保證施工質(zhì)量的前提下，堤頂5m灌漿段應(yīng)適當(dāng)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(dòng)處理：如在灌漿過(guò)程中監(jiān)測(cè)到周邊覆蓋層發(fā)生輕微抬動(dòng)，但尚未出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即采取減少灌注流量，降低灌漿壓力等措施進(jìn)行控制灌漿[3]。

●地面抬動(dòng)開(kāi)裂處理：如在灌漿過(guò)程中監(jiān)測(cè)到堤坡或灌漿平臺(tái)出現(xiàn)開(kāi)裂，但裂縫尚未冒漿時(shí)，應(yīng)立即待凝20～30 min后再繼續(xù)灌漿20 min，如裂縫程度不再發(fā)生變化，則恢復(fù)正常工藝參數(shù)灌漿。灌漿結(jié)束后，采用灌漿的膏漿漿液將裂縫回填密實(shí)[4]。

4 施工效果分析（表3 ）

表3 灌漿成果統(tǒng)計(jì)表

1）友誼河堤防防滲加固處理工程共施工鉆孔3 443個(gè)，總進(jìn)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(jì)注入水泥7588.41t。通過(guò)對(duì)灌漿成果統(tǒng)計(jì)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(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)明施工區(qū)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(xiàn)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(guī)律，說(shuō)明帷幕灌漿對(duì)砂礫石地層中的滲透空隙達(dá)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(gè)，注水試驗(yàn)檢查共計(jì)172段，均滿足K≤10-5cm/s的設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明工程施工方法選擇適宜，工藝參數(shù)設(shè)計(jì)合理，取得了良好的防滲加固施工效果。

5 結(jié)語(yǔ)

在較深厚的砂礫石地層中，選用可控?cái)D入復(fù)合膏漿防滲灌漿工藝，結(jié)合工程區(qū)砂礫石地層的滲透特點(diǎn)，調(diào)整優(yōu)化得到適宜的施工參數(shù)，施工時(shí)嚴(yán)控每道工序，嚴(yán)格規(guī)范施工，能夠形成效果良好的防滲帷幕。