淺談灌漿技術(shù)在堤防加固工程中的應用

閻美巖

（山東省棗莊市安瀾水利工程有限公司 棗莊 277000）

1 基本情況

1.1 南四湖湖東堤概況

南四湖湖東堤北起老運河口（原山東省濟寧市任城區(qū)石佛村），南至微山縣兩城鎮(zhèn)青山村，老堤全長29.457km，為二級二類堤防。湖東堤防修筑于1960年，堤頂設(shè)計高程38.0m。2005年開始對其進行加固，堤頂高程為39.99～39.29m，起點至泗河段（相應樁號0+000-12+247）防洪標準為防御1957年洪水，泗河至終點（相應樁號13+100～29+457）防洪標準為50年一遇。

由于兗礦集團濟寧三號煤礦穿堤采煤，造成湖東堤1.5km 堤身及兩側(cè)灘地沉陷，導致湖東堤防洪標準降低、堤身內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞、堤身出現(xiàn)裂縫等防洪安全隱患，嚴重違反南四湖防洪標準。為消除隱患，填充密實堤身內(nèi)部土質(zhì)，發(fā)揮工程正常效益，亟需對該段堤身進行應急修復。

1.2 水文氣象

施工區(qū)屬溫帶季風大陸性氣候，春季多風，夏季多雨，秋季少雨，冬季干冷，冷熱季和干濕季區(qū)別較為明顯。多年平均氣溫13.6℃，7月份最熱，最高日平均氣溫29.8℃，極端最高氣溫40.5℃，1月份最冷，最低日平均氣溫-7.5℃，極端最低氣溫-22.3℃，冰凍期一般在1、2月份。多年平均降水量為812mm，年最大降水量為1221mm，年最小降水量為554.5mm，降水年際變化大，年內(nèi)分布也不均勻，70%的降水集中在6～9月。

1.3 對外交通條件

該工程位于太白湖新區(qū)境內(nèi)，勞動力充足，水陸交通便利，施工材料、設(shè)備可通過濱湖大道到達施工現(xiàn)場。

2 主要技術(shù)指標

南四湖湖東堤樁號2+500～4+600 段，總長1500m，由于堤身及兩側(cè)灘地沉陷、堤身內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞、堤身出現(xiàn)裂縫，防洪安全存在隱患，根據(jù)堤防現(xiàn)存的問題，本次堤防加固措施采取在堤頂中心線至堤防背水側(cè)堤頂布設(shè)梅花型灌漿孔3 排，孔距3m，排距1.5m，孔深6m，終孔孔距2m。采用二序灌漿，灌漿3 遍，兩次灌漿時間間隔不少于5d，灌漿孔口壓力控制在0～0.05MPa，漿液容重控制在1.3～1.6g/cm3之間。主要施工內(nèi)容為：取芯機造孔135m，風鉆鉆孔571m，鉆機鉆灌漿孔9815m，粘土灌漿9815m，細石混凝土封孔4m3，細粒式瀝青混凝土封孔（AC-13F）1m3。

3 施工前期準備

3.1 檢修灌漿設(shè)備

及時修理庫存灌漿機械設(shè)備，鉆孔機上油保養(yǎng)，更換損壞部件，保證各種機械設(shè)備運行良好。

3.2 組織灌漿隊伍

選擇技術(shù)能力全面的機械操作人員、培訓技術(shù)人員及泥漿拌和工、鉆孔工、填料工等，確保各類工種嚴格按照規(guī)范操作。熟悉場地，進行技術(shù)交底工作。

3.3 施工放線

堤頂中心線至堤防背水側(cè)堤頂布設(shè)梅花型灌漿孔3 排，孔距3m，排距1.5m。具體灌漿放線參數(shù)是：

（1）孔距：取A=3m（終孔孔距2m）。

（2）排距：取B=1.5m。

（3）孔徑：100mm。

（4）孔深：7m（其中灌漿孔深6.53m）。

（5）布孔：堤頂中心線至堤防背水側(cè)梅花型布孔3 排。

4 具體灌漿方法

此次灌漿采用充填灌漿，具體為二序灌漿，灌漿3 遍，兩次灌漿時間間隔在5d 以上。

4.1 布孔造孔

采用混凝土路面取樣機對堤頂混凝土瀝青路面進行鉆孔，鉆深9cm 的上部瀝青混凝土路面，機械鑿除下承層（18cm 厚的水穩(wěn)層、20cm 石灰土），以便于鉆灌漿孔。

4.2 灌漿控制

灌漿孔口壓力控制在0～0.05MPa，漿液容重控制在1.3～1.6g/cm3之間。

施工時嚴格控制灌漿壓力，少灌多復，盡量避免出現(xiàn)裂縫。鉆桿要垂直堤頂路面，垂直度不超過規(guī)范要求。施工技術(shù)嚴格按照《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》（SL 564-2014）執(zhí)行。

4.3 灌漿序次

灌漿施工按序次進行，分為二序施工，灌完一序孔再進行二序孔。灌漿3 遍，兩次灌漿時間間隔不少于5d。

4.4 孔口壓力

孔口壓力取0～0.05MPa。灌漿過程中，隨時監(jiān)測壓力變化，記錄灌漿壓力。

4.5 制漿土料物理性質(zhì)指標

灌漿土料選用粉質(zhì)粘土。 黏粒含量為20%～45%，粉粒含量為30%～70%，砂粒含量不超過30%，有機質(zhì)含量不超過2%，塑性指數(shù)為10%～25%。

4.6 泥漿物理力學性質(zhì)指標

灌漿所用泥漿物理力學性質(zhì)指標：容重為1.3～1.6g/cm3、 黏度為20～100s、 穩(wěn)定性為0g/cm3～0.15 g/cm3、膠體率大于70%、失水量為10～30 cm3/30min。

4.7 封孔

灌漿結(jié)束后進行封孔，下部土體采用含水量適中的土料充填封孔；待孔口完全析水后對上層孔口（孔徑10cm）進行封堵，厚38cm 的道路基層用細石混凝土進行封孔，厚9cm 的瀝青混凝土面層用AC-13F 細粒式瀝青混凝土進行封孔并找平。

5 特殊情況的處理方法

5.1 灌漿中斷的處理方法

因機械、管路、儀表等出現(xiàn)故障而造成灌漿中斷時，盡快排除故障，立即恢復灌漿。恢復灌漿時，如注入量較中斷前減少較多，使用開灌比級的漿液進行灌注。按依次換比的規(guī)定重新灌注?；謴凸酀{后，若停止吸漿，可用高于灌漿壓力0.14MPa 的高壓水進行沖洗而后恢復灌漿。

5.2 串漿處理方法

相鄰兩孔段均具備灌漿條件時，同時灌漿。相鄰兩孔段有一孔段不具備灌漿條件，首先給被串孔段充滿清水，以防水泥漿堵塞凝固，影響未灌漿孔段的灌漿質(zhì)量。并用大于孔口管的實心膠塞放在孔口管上，用鉆機立軸鉆桿壓緊。

5.3 冒漿處理方法

地面裂縫處冒漿，暫停灌漿，用清水沖洗干凈冒漿處，再用棉紗堵塞。沖洗后用快干地勘水泥加氯化鈣搗壓封堵，再進行低壓、限流、限量灌注。

5.4 漏漿處理方法

漿液滲漏堤坡上，采取長時間間歇（一般在24h 以上）待凝灌漿方法灌注。如一次不行，再進行二次間歇灌注。漿液在大裂隙通道滲漏，采用限壓、限流與短時間間歇（數(shù)十分鐘）。如達不到要求，采取長時間間歇待凝，然后限流逐漸升壓灌注。

6 應急措施

由于灌漿前需要先進行鉆孔，會在背水堤頂及堤肩上形成許多個孔洞。一旦發(fā)生大規(guī)模降水，就會水流灌孔侵堤，輕則引起塌坑現(xiàn)象，重則會致使滑坡事故。采取如下應急措施可有效避免：

（1）備置土工膜、塑編袋。

（2）控制鉆孔數(shù)量，鉆制當期能夠完成灌漿所需要數(shù)量的孔洞。

（3）及時封堵已灌注完成的孔口，確保封堵嚴密，且無漏封現(xiàn)象。

（4）一旦發(fā)生大雨，及時用土工膜覆蓋未封堵及已鉆制的孔口，用塑編袋裝土壓實，確?？卓诓划a(chǎn)生注水。

（5）組織工人看護，隨時檢查封堵情況，及時匯報不正?，F(xiàn)象。

7 結(jié)語

南四湖東堤因堤身內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞、堤身出現(xiàn)裂縫造成防洪標準降低，出現(xiàn)安全隱患。采用灌漿技術(shù)，可有效填塞堤身土層中的孔隙、裂縫，防止堤基滲漏，增強堤身巖土整體性、強度和剛度■