充填灌漿在運(yùn)河堤防改造工程中的施工技術(shù)

充填灌漿在運(yùn)河堤防改造工程中的施工技術(shù)

臧群群

(廣東省水利水電第三工程局有限公司，廣東 東莞523710)

【摘要】本文以湛江市雷州青年運(yùn)河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程主運(yùn)河Ⅱ標(biāo)充填灌漿施工為例，闡述了充填灌漿在運(yùn)河灌區(qū)改造過(guò)程中的施工及質(zhì)量控制措施，供同類(lèi)工程參考。

【關(guān)鍵詞】充填灌漿；運(yùn)河改造；施工；質(zhì)量控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TV543+.7

Construction technology of filling grouting in canal embankment

reconstruction project

ZANG Qunqun

(TheGuangdongNo.3WaterConservancyandHydro-electricEngineeringBoardCo.,Ltd.,Dongguan

523710,China)

Abstract:Renovation and water-saving reconstruction project of main canal II bid filling grouting construction in Zhanjiang Leizhou Qingnian Canal irrigation district is adopted as an example. Construction and quality control measures of filling grouting in canal irrigation district reconstruction project are described as reference for similar projects.

Key words: filling grouting; canal reconstruction; construction; quality control

1工程概況

湛江市雷州青年運(yùn)河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程是一項(xiàng)以灌溉為主，結(jié)合沿線城鎮(zhèn)的生活、工業(yè)用水，兼顧發(fā)電的綜合型水利工程。該灌區(qū)是自鶴地水庫(kù)引水灌溉的Ⅱ等大(2)型灌區(qū)，其位于廣東省西部的雷州半島北部，骨干渠道由主運(yùn)河、四聯(lián)河、東海河、西海河、東運(yùn)河、西運(yùn)河等六大運(yùn)河組成，運(yùn)河總長(zhǎng)度277.659km。此次對(duì)灌區(qū)的續(xù)建配套與節(jié)水改造建設(shè)，使灌區(qū)恢復(fù)灌溉面積到9.77萬(wàn)hm2，以達(dá)到節(jié)水和確保安全運(yùn)行的目的。

該標(biāo)段為主運(yùn)河Ⅱ標(biāo)段，從茶山開(kāi)始，經(jīng)過(guò)那良、蔡埇、谷步、謝茂、塘背、那頂?shù)却迩f，樁號(hào)從K8+797.842開(kāi)始，到K16+061.615結(jié)束，全長(zhǎng)7.264km。由于運(yùn)河建設(shè)于20世紀(jì)50年代，現(xiàn)正處于“年久失修、隱患重重”的高危狀態(tài)，必須進(jìn)行改造建設(shè)，對(duì)運(yùn)河堤防進(jìn)行充填灌漿(見(jiàn)圖1)是補(bǔ)強(qiáng)加固的措施之一。按照設(shè)計(jì)要求，充填灌漿孔在堤頂布置兩排，孔距為4m，排距為1m，灌漿深度超過(guò)堤身高度2m以上。但是目前我國(guó)對(duì)充填灌漿尚未出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的規(guī)范，其工程質(zhì)量主要根據(jù)操作過(guò)程和記錄資料進(jìn)行評(píng)判,因此對(duì)施工及質(zhì)量控制措施提出了較高的要求。

圖1　堤身灌漿斷面(單位：mm)

2施工方法

2.1施工工藝流程

施工工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2　施工工藝流程

2.2施工準(zhǔn)備

a.該工程采用黏土灌漿，施工前準(zhǔn)備充足的灌漿材料，土料儲(chǔ)量為需要量的2~3倍。

b.灌漿所用土料和漿液都先進(jìn)行試驗(yàn)，土料試驗(yàn)包括顆粒分析、有機(jī)質(zhì)含量及可溶鹽等，漿液試驗(yàn)包括密度、黏度、穩(wěn)定性、膠體率及失水量等。經(jīng)試驗(yàn)，該工程所用土料的塑性指數(shù)為18，黏粒(粒徑小于0.005mm)含量為35%，含砂量為2%，有機(jī)物含量為1%。

c.制漿用水采用運(yùn)河水。從主運(yùn)河中抽取運(yùn)河水，經(jīng)送檢檢測(cè)符合要求。

d.根據(jù)灌漿工程的規(guī)模、工程量、地質(zhì)條件、進(jìn)度及操作人員的素質(zhì)等條件，選擇工作性能可靠、耐用的鉆孔和灌漿機(jī)具：MD—30型沖擊回轉(zhuǎn)鉆機(jī)及BW—160泥漿泵。

e.確定土壩變形觀測(cè)點(diǎn)位置，埋設(shè)好必需的觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，沿堤軸線方向每隔10m布置一個(gè)觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，每組分別在堤頂上下游各設(shè)一個(gè)觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，采用木樁做標(biāo)點(diǎn)。

f.灌漿施工前選擇有代表性的堤段進(jìn)行生產(chǎn)性灌漿試驗(yàn)，按灌漿設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔、制漿和灌注。試驗(yàn)孔不少于3個(gè)。

2.3鉆孔

a.按設(shè)計(jì)要求將每個(gè)孔的位置放樣好后采用干法成孔，灌漿孔分為4序施工，見(jiàn)圖3。

圖3　分序灌漿孔平面布置(單位：mm)

b.灌漿孔孔位偏差不應(yīng)大于10cm，鉆孔偏斜率不大于2%。

c.做好鉆孔記錄。鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)特殊情況時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄和描述，并及時(shí)分析和處理。

2.4制漿

a.制漿采用高速制漿機(jī)ZJ—200，攪拌45s成漿后先篩除大顆粒和雜物，灌漿前再通過(guò)36孔/cm2篩網(wǎng)過(guò)濾。

b.各項(xiàng)漿液指標(biāo)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。灌漿過(guò)程中漿液密度1h檢測(cè)1次，漿液的穩(wěn)定性和膠體率每10d檢測(cè)1次，如漿液材料發(fā)生變化，應(yīng)增加檢測(cè)頻率。施工過(guò)程中漿液指標(biāo)控制為：密度1.5t/m3，黏度56s，穩(wěn)定性0.06g/m3，膠體率92%，失水量23mL/30min。

2.5灌漿

a.灌漿時(shí)遵循“先疏后密、先稀后稠、少灌多復(fù)”的原則，先灌注迎水側(cè)(主排)，再灌注背水側(cè)。同一排孔中先對(duì)1序孔輪流灌注，直至全部結(jié)束，再進(jìn)行2～4序孔的施工。

b.采用自下而上分段灌漿法。實(shí)施方法如下:?鉆孔至設(shè)計(jì)深度，提出鉆具；?在鉆孔中下入直徑比鉆孔略小的灌漿管，至距離孔底0.5～1.0m處，灌漿管與鉆孔孔壁結(jié)合緊密，防止灌漿時(shí)漿液沿孔壁上行至壩頂冒漿；?按純壓式灌漿方法連接灌漿管路，進(jìn)行灌漿，灌漿壓力控制在15N/cm2。

c.灌漿分段方法為：灌漿分段長(zhǎng)度為0.5～1.0m，每段灌注1次，總灌注次數(shù)在5次以上。每段灌漿完成后提升灌漿管，繼續(xù)灌注上面一段，依此類(lèi)推。

d.對(duì)于轉(zhuǎn)彎渠段及整體質(zhì)量較差的寬頂段，采用相鄰數(shù)孔同時(shí)灌漿的方法。一臺(tái)泵灌注一個(gè)灌漿孔。必要時(shí)加密孔距，減小灌漿壓力和每次灌漿量，增加復(fù)灌次數(shù)。

2.6終灌及封孔

終灌標(biāo)準(zhǔn)：在規(guī)定灌漿壓力下單位吸漿量小于0.1L/min，或者經(jīng)過(guò)分段多次灌漿，漿液已灌注至孔口，且連續(xù)復(fù)灌3次不再吸漿。

終灌后拔出套管即可封孔，方法為將灌漿管拔出后向孔內(nèi)反復(fù)灌入大于1.5t/m3的稠漿至滿(mǎn)孔。

3質(zhì)量控制

a.灌漿過(guò)程要按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制，包括對(duì)灌漿壓力、灌漿量、堤身橫向水平位移、裂縫張開(kāi)寬度等的控制。

b.灌漿壓力表應(yīng)安裝在灌漿孔口進(jìn)漿管臂路上，壓力表盤(pán)示值分度應(yīng)不低于10kPa。以壓力表指示范圍的中間值為灌漿壓力值。應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)和記錄灌漿壓力變化情況，注意記錄瞬時(shí)最大壓力，對(duì)照壩體位移和裂縫張開(kāi)寬度，合理控制灌漿壓力。

c.灌漿量即漿液注入量采用體積法進(jìn)行量測(cè)和控制。每次灌漿量及每段總灌漿量應(yīng)準(zhǔn)確記錄。

d.兩次灌漿間隔時(shí)間為5d。

4特殊情況處理

4.1裂縫處理

a.當(dāng)?shù)躺沓霈F(xiàn)縱向裂縫時(shí)，應(yīng)分析成因，對(duì)于濕陷縫，可繼續(xù)進(jìn)行灌漿；對(duì)于劈裂縫，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，當(dāng)裂縫發(fā)展到控制寬度時(shí)，立即停止灌漿，待裂縫基本閉合后再恢復(fù)灌漿。

b.堤身出現(xiàn)橫向裂縫時(shí)，應(yīng)立即停灌檢查。如裂縫深度較淺，可沿裂縫開(kāi)挖適當(dāng)寬度，回填黏土夯實(shí)，然后繼續(xù)灌漿。如裂縫較深，可用稠漿灌注裂縫，先灌上游，再灌下游。

c.當(dāng)彎曲渠段出現(xiàn)斜向裂縫時(shí)，應(yīng)立即停灌，改在堤頂上游側(cè)沿裂縫布孔，采用多孔輪灌的方法灌注稠漿堵住裂縫，灌漿時(shí)壓力宜小，略大于漿液自重壓力即可。待處理好后再按原方法進(jìn)行灌漿。

4.2冒漿處理

a.堤頂和堤坡冒漿，應(yīng)立即停止灌漿，挖開(kāi)冒漿出口，用黏性土料回填夯實(shí)。鉆孔周?chē)皾{，可采用壓砂做反濾處理，再繼續(xù)灌漿，或采用間歇灌漿的辦法處理。

b.小生物洞穴冒漿，可先在冒漿洞口壓砂封堵，再繼續(xù)灌漿。

c.堤腳冒漿，可采用稠漿間歇灌注；堤身與已有建筑物接觸帶冒漿，可用較稠的黏土水泥漿灌注。

4.3串漿處理

a.灌漿初期發(fā)生相鄰孔串漿，如可確認(rèn)對(duì)堤身安全無(wú)影響，灌漿孔和串漿孔可同時(shí)灌注；如不宜同時(shí)灌注，可堵塞串漿孔，然后繼續(xù)灌漿。灌漿后期相鄰孔串漿，可減少1次灌漿量。

b.如漿液串入觀測(cè)管，灌漿結(jié)束后應(yīng)對(duì)觀測(cè)設(shè)施進(jìn)行修復(fù)或補(bǔ)設(shè)。

4.4塌坑處理

挖除塌坑部位的泥漿和稀泥，然后回填黏性土料，分層夯實(shí)。

4.5隆起處理

發(fā)現(xiàn)堤坡隆起時(shí)，應(yīng)立即停灌，分析原因。如確認(rèn)不是與滑坡有關(guān)的隆起，待停灌5～10d后可繼續(xù)灌漿，并注意監(jiān)測(cè)。

5結(jié)語(yǔ)

由于灌漿是隱蔽性工程，效果不能直接觀察，目前我國(guó)對(duì)充填灌漿尚未出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的規(guī)范，其工程質(zhì)量主要根據(jù)操作過(guò)程和記錄資料進(jìn)行評(píng)判,因此施工過(guò)程中加強(qiáng)作業(yè)和質(zhì)量控制措施尤為重要。該工程灌漿施工段左右岸共計(jì)總長(zhǎng)6504m，3264孔，施工過(guò)程中未出現(xiàn)任何質(zhì)量安全事故。湛江市雷州青年運(yùn)河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程采用充填灌漿技術(shù)進(jìn)行堤身防滲處理，在灌漿中采用了適宜的施工程序、工藝和方法,嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。加固后堤身防滲效果明顯,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

通過(guò)對(duì)該工程的實(shí)施，總結(jié)出以下幾點(diǎn)體會(huì)：

a.施工過(guò)程中要對(duì)各項(xiàng)資料進(jìn)行整理和分析論證，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)糾正或補(bǔ)救。

b.要注意觀察灌漿前后上下游坡面潮濕、漏水情況。

c.采用黏土灌漿的優(yōu)點(diǎn)有：機(jī)具不復(fù)雜，操作技術(shù)易于掌握，漿液材料能就地取材，成本低，很適合推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

DL/T 5238—2010 土壩灌漿技術(shù)規(guī)范[S]. 北京: 中國(guó)電力出版社,2010.