錐探灌漿技術(shù)在堤防隱患處理中的應(yīng)用

徐傳明 王安領(lǐng)

（鳳臺(tái)淮河河道管理局 鳳臺(tái) 232100）

錐探灌漿是堤防工程隱患處理的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。鳳臺(tái)河道局于1998年、1999年先后兩次采取錐探灌漿技術(shù)對(duì)淮右堤黑張段堤防隱患進(jìn)行了處理，效果良好。

1 工程概況

淮右堤鳳臺(tái)黑張段長(zhǎng)6.08km，是淮南城市堤防的重要組成部分，保護(hù)著淮南城市工礦、鐵路及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。由于該段堤防為沙土沙基、堤身斷面薄弱，尤其近年來堤身頻遭白蟻、獾狗侵害，形成較大堤防隱患，每當(dāng)淮河汛期水位達(dá)23.50m以上時(shí),堤身滲水嚴(yán)重，極大危及堤防渡汛安全。為消除隱患，鳳臺(tái)淮河河道管理局分別于1998年、1999年先后兩次采取錐探灌漿技術(shù)對(duì)淮右堤黑張段堤防隱患進(jìn)行了處理。兩次累計(jì)錐探灌漿長(zhǎng)度4.5km，造孔10000眼，總進(jìn)尺80000m。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 布孔設(shè)計(jì)

沿堤頂縱向布置4排灌漿孔，梅花型布置，排距2.0m，孔距2.0m，其中臨水側(cè)一排（第一排）距迎水側(cè)堤頂外邊線0.5m?？咨?.5～8.0m，灌漿孔深入堤基1.0m以下。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)采用HGH-Ⅲ堤防隱患探測(cè)系統(tǒng)，通過原始視電阻率剖面圖，對(duì)工程全段進(jìn)行隱患探測(cè)結(jié)果，確定最優(yōu)孔壓力、泥漿密度、粘度、膠體率及添加相應(yīng)化學(xué)制劑。設(shè)計(jì)選取的灌漿技術(shù)參數(shù)為：孔壓力0.1～0.15MPa，漿密度1.21，泥漿配制采用二合土漿液，即50%粘土與50%壤土混合進(jìn)行先拌漿測(cè)試，待測(cè)試合格后再進(jìn)行灌漿。設(shè)計(jì)滲透系數(shù)為5×10-4。

3 灌漿工程

3.1 準(zhǔn)備工作

3.1.1 土料選側(cè)

通過土源調(diào)查，選擇距黑張段約兩公里處的料場(chǎng)，經(jīng)測(cè)試，該處粘土預(yù)料符合以下各種技術(shù)指標(biāo)：塑性指數(shù)10～25，粘粒含量20%～45%，粉粒含量40%～70%，砂性含量<10%，有機(jī)質(zhì)含量<2%，可溶鹽含量<8%。滿足該工程設(shè)計(jì)要求。

3.1.2 灌漿設(shè)備的安裝調(diào)試

灌漿設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，在鳳臺(tái)河道局工程人員和監(jiān)理人員的監(jiān)督下，由專業(yè)人員按要求進(jìn)行了安裝調(diào)試，并進(jìn)行試灌漿，經(jīng)檢查能夠滿足工程需要，符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

3.2 施工

3.2.1 灌漿試驗(yàn)

在灌漿施工前，首先做了灌漿試驗(yàn)。選擇有代表性工段，按灌漿設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔、造孔、制漿、灌漿。觀測(cè)灌漿壓力、吃漿量及泥漿容重、大堤位移和裂縫等。試驗(yàn)孔進(jìn)行了3孔，試驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行了資料分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，修正參數(shù)，進(jìn)一步完善灌漿工藝。

3.2.2 鉆孔

按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布孔、造孔。造孔按Ⅲ序進(jìn)行。造孔深度嚴(yán)格控制在7.5～8.0m，造孔的傾斜度控制在2%。用干法造孔，在造孔過程中堅(jiān)持杜絕用清水循環(huán)鉆進(jìn)。

3.2.3 制漿

采用J200型制漿機(jī)制漿，漿液各項(xiàng)指標(biāo)按設(shè)計(jì)要求控制。漿液配制控制指標(biāo)為：容重13～16kN／m3，粘度30～100s，穩(wěn)定性 <0.1g/cm3，膠體率 >80%,失水量 10～30cm3／30min。

3.2.4 灌漿

每孔灌漿遵循少灌多復(fù)的原則，直至不再吃漿。當(dāng)每孔灌完后，待孔周圍泥漿不再流動(dòng)時(shí)，將孔內(nèi)漿液取出，掃孔到底，用直徑2～3cm含水量適中的粘土球分層回填搗實(shí)。灌漿時(shí)先灌迎水側(cè)第一排，然后再灌背水側(cè)，最后灌中間排孔。并記錄好每孔的吃漿量。

灌漿開始先用稀漿，經(jīng)過3～5min后再加大泥漿稠度。若孔口壓力下降和注漿管出現(xiàn)負(fù)壓，再加大漿液稠度，漿液的容重按技術(shù)要求控制。每孔灌漿采用少灌多復(fù)的原則，兩次灌漿間隔時(shí)間不少于5d?？卓趬毫刂圃谠O(shè)計(jì)值0.1～0.15MPa以內(nèi)。

3.2.5 封孔

當(dāng)每孔灌完后，待孔內(nèi)泥漿不再流動(dòng)時(shí)，將孔內(nèi)漿液取出，掃孔到底，用含水量適中、直徑為2～3cm的粘土球分層回填搗實(shí)。

4 施工中關(guān)鍵點(diǎn)的控制

4.1 結(jié)合工程隱患的具體情況采取的處理方案

由于鳳臺(tái)黑張段堤防有白蟻，因此在配制泥漿時(shí)，摻入了少量氯丹等滅蟻藥物，并請(qǐng)專家指導(dǎo)控制用藥量以防止污染。根據(jù)過去掌握情況，該處白蟻洞穴較大，據(jù)此適當(dāng)增加灌漿量和提高漿液稠度，以獲得更好的隱患處理效果。

4.2 根據(jù)吃漿情況及時(shí)調(diào)整施工方案

觀察發(fā)現(xiàn)，某工段在灌漿過程中發(fā)現(xiàn)堤身有串漿現(xiàn)象，施工隊(duì)伍立即停止了灌漿。經(jīng)分析，認(rèn)為該段堤防可能存在貫穿孔現(xiàn)象，且該貫穿孔所處堤身位置較高，據(jù)此及時(shí)調(diào)整了該處的灌漿壓力和灌漿孔位置，從而順利消除了這一影響。

4.3 堤身變形觀測(cè)

堤身變形觀測(cè)分水平位移觀測(cè)（橫向、縱向）、豎向位移（沉陷）觀測(cè)和堤身表面變形觀測(cè)等。

橫向水平位移觀測(cè)：沿堤線方向每隔10～20m設(shè)一組觀測(cè)點(diǎn)，每組至少分別在堤頂上、下游路肩處各設(shè)一個(gè)觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)。灌漿期間，安排專人每天觀測(cè)1～2次，非灌漿期間，每5天觀測(cè)1次。

豎向位移觀測(cè)：豎向位移樁與水平位移樁結(jié)合，并同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，以便進(jìn)行資料分析。灌漿前，至少觀測(cè)2次；灌漿期間，安排專人每天觀測(cè)1～2次；非灌漿期間每5天觀測(cè)1次。

4.4 灌漿壓力和灌漿量觀測(cè)

灌漿壓力觀測(cè)：觀察在注漿管上端安裝的壓力表精度是否在0.1kgf/cm2范圍。在灌漿過程中，及時(shí)觀測(cè)壓力變化，并及時(shí)注意記錄瞬時(shí)最大壓力，結(jié)合對(duì)堤防位移情況的觀察，合理控制灌漿壓力。

灌漿量的控制有很多方法，我們采用的是對(duì)泥漿泵流量進(jìn)行控制。每孔每次灌漿量及總灌量均準(zhǔn)確記錄，每次灌漿量不超過設(shè)計(jì)允許值，以便控制灌漿質(zhì)量。

4.5 質(zhì)量檢查和事故處理

4.5.1 質(zhì)量檢查

為保證灌漿質(zhì)量達(dá)到工程設(shè)計(jì)規(guī)定的要求，監(jiān)理人員實(shí)行跟班制監(jiān)督，督促施工人員嚴(yán)格按規(guī)定的各項(xiàng)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，并隨時(shí)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢查，每一道工序結(jié)束經(jīng)自檢合格報(bào)請(qǐng)監(jiān)理單位驗(yàn)收后，再進(jìn)行下一道工序施工。

4.5.2 事故處理

4.5.2.1 裂縫處理

在泥漿壓力作用下，隨時(shí)可能發(fā)生裂縫擴(kuò)展延伸，一經(jīng)出現(xiàn)此種現(xiàn)象，要求盡可能加大漿液濃度，采取慢灌、停停灌灌的辦法；如果裂縫中積水排不出來，可挖溝引水，灌漿結(jié)束后，立即進(jìn)行裂縫表面回填夯實(shí)。

4.5.2.2 冒漿處理

在灌漿過程中出現(xiàn)冒漿時(shí)，應(yīng)立即停灌，挖開冒漿出口，用粘性土回填夯實(shí)。如遇到白蟻洞冒漿，應(yīng)在冒漿口壓砂堵塞洞口，再繼續(xù)灌漿。

5 單元工程質(zhì)量情況和檢測(cè)成果

錐探灌漿結(jié)束后，每單元取任意兩個(gè)灌漿孔之間鉆一個(gè)檢查孔進(jìn)行灌漿效果檢驗(yàn)，對(duì)檢查孔的取芯進(jìn)行物理觀察，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室滲透試驗(yàn)，當(dāng)測(cè)得滲透系數(shù)小于設(shè)計(jì)滲透系數(shù)時(shí)為合格。經(jīng)檢測(cè)，該工程共80個(gè)單元，合格率達(dá)到100%。

鳳臺(tái)黑張段堤防隱患處理工程檢測(cè)結(jié)果：造孔10000眼，孔深范圍 7.5～8.0m，滲透系數(shù) 3.2×10-5～2.15×10-4,設(shè)計(jì)滲透系數(shù)為5×10-4，符合設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語

淮右堤鳳臺(tái)黑張段通過采取錐探灌漿技術(shù)進(jìn)行隱患處理后，基本消除了工程隱患，經(jīng)過近幾年淮河大水觀察，堤身滲流現(xiàn)象得到明顯控制。該工程實(shí)施的施工方法、質(zhì)量控制及成果檢測(cè)情況均表明，錐探灌漿在類似堤防工程隱患處理工程中具有一定的適用性