浅析充填灌浆在鱼苗场渠堤段防渗工程中的应用

浅析充填灌浆在鱼苗场渠堤段防渗工程中的应用

汪刚

（宣城市青弋江灌区 242000）

摘要：青弋江灌区渠堤险工险段较多，汛期高水位运行期间，鱼苗场渠堤段堤脚处，突发管涌险情。根据现场钻探取样和水文地质试验成果表明，渠身总体填土为含砾重粉质粘土，但部分土体粘土含水量较大，呈可塑状，存在较多孔隙、洞穴等隐患，需要进行充填防渗处理。本文主要介绍充填灌浆施工技术的工艺特点、施工流程、质量控制等。

关键字： 渠堤防渗； 充填灌浆； 水泥粘土灌浆；

一、鱼苗场段渠堤工程概况及加固情况

青弋江灌区总干渠于1976年建成通水后，已运行近四十几年，随着时间的不断推移，部分渠段已开始带病通水运行，散渗、渗漏情况时有发生。总干渠鱼苗场段为高填方渠段，2000年时该渠段曾进行过水泥粘土灌浆，效果较好，此后该渠段背水坡并无渗漏、滑坡险情发生。但近两年来，汛期渠道高水位运行时背水坡时有滑坡险情发生。2019年该段背水坡堤脚突发管涌险情，虽立即采取砂石反滤围井处理，但为保证渠堤通水运行安全，在2020年度冬修渠道低水位时对该段进行充填灌浆防渗加固。

二、施工方案的设计与工艺流程

1.鱼苗场段的地质条件

该段地质条件情况复杂，地质勘测第一孔位于背水坡管涌上游25米处的渠堤顶，堤顶高程为58.40米，+0.2m为砼路面，0～6m为含砾重粉质粘土，6～9m为粉质黏土夹带砂卵石层（粉质黏土含水量较大），9～10.5m为粘土层略含小砾石，10.5～11.8m粉质黏土，呈板状（老底板土层）；第二孔位于与左岸背水坡管涌水平处的渠顶，0～5.8m为含砾重粉质壤土，5.8～7.3.m为粉质黏土层（可塑状），7.3～7.5m为砂砾石层（可能存在渗水通道），7.5～10.3m含砾粉质黏土（可塑状），10.3～11.8m板状粘土；余下25米与第一孔地质条件相似。根据地质勘测条件，采取充填灌浆施工工艺,局部孔隙较多，存在渗水通道的堤段可适当加孔布设。

2.工艺特点

充填灌浆通过利用浆液压力，充填坝体内已有的裂缝、洞穴等坝体隐患，以达到加固堤坝目的的一种灌浆方法。

3.适用范围

1.坝体碾压不实，密实度较差，坝体分段分层填筑施工质量差的部位。2.坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝)。3.坝体和其他建筑物结合不好，存在空隙和渗水通道。4.坝体内存在洞穴。5.堤坝浅层软土地基附加应力场主要影响范围以内的渗漏和缺陷。

4.工艺流程

造孔流程：施工准备→孔位放样→钻机就位→套杆钻孔（一节）→再接钻杆（一节）如此反复钻至预定位置→提升拔杆→下套管素混凝土封口（预留注浆口）→注浆口遮盖（防止异物掉落堵塞）

注浆流程：次日注浆口下管绑扎→安装压力表→注水观察→浆液配置（先稀后浓）→注浆→注浆口遮盖→复灌

(1)孔位放样。本工程沿堤顶设2排孔,梅花型布置，孔距1.5m。

(2)钻孔。采用套杆回转干法钻进,孔径为φ110mm，平均孔深11.80m。把钻机移至钻孔位置,对准孔位,立轴垂直,机架平稳,经现场技术人员认可后方可开钻。施工时钻孔的允许倾斜度不得大于2‰，钻孔过程要记录完整,终孔要经值班技术人员签字认可,不得擅自终孔。

(3) 下套管素混凝土封口。造孔后需及时封口,先用清水清洗孔口残渣，采用50cmPVC塑料管,用蛇皮袋子缠绕，预留至少10cm孔深，用素混凝土封填、收平，至少间隔10h（冬季），才允许注浆，确保素砼封堵与注浆孔口周围密实连接。一般建议前日造孔后立即封堵注浆孔，次日注浆，尤其是冬季气温较低，混凝土强度不易达到要求。

(4)配制浆液。水泥粘土浆液配制为P042.5水泥,水固比为0.75:1～1.2:1,浆液比重1.3～1.5g/cm3。严格按照先稀后浓要求，水泥浆采用二级搅拌,二级过滤。

（5）注水观察压力。正式注浆前，下设注浆管时，要与预留的注浆口紧密贴合或略有缝隙时用稍大一点口径的软管嵌套，铁丝绑扎。试验孔时进行注水观察，一则观察注浆管路是否漏水，二则留意观察压力表，确定现场注浆压力参数，因地质条件等原因，可能存在孔口注浆压力值超过50Kpa现象。

(6)充填灌浆。当注浆管下到距离设计深度1～2m处，并经现场技术人员检查认可后,送入要求的水泥粘土浆液,待注入的浆液冒出孔口后停止注浆。

(7)清洗。当注浆完成后,立即拔出注浆管,彻底清洗注浆管路,且用蛇皮袋等堵住注浆口，以防异物掉落堵塞。

(8)复灌。为解决水泥粘土浆液因析水而出现的自然沉降等现象,间隔3～5d后视情况进行复灌。

（9）封孔。待全部孔都已注浆且复灌完毕，孔口并无沉降后，清除注浆口PVC胶管，用C30混凝土封孔，收平。

三、充填灌浆施工质量控制

1.选取工艺参数及质量控制原则

灌浆施工属于隐蔽性工程,只有因地制宜，选择合适的工艺参数,才能保证施工质量。因此根据本工程的现场地质情况以及工程施工经验,如下标准:

(1)注浆量按照总量控制，分序递减原则。(2)注浆口压力一般不应超过50Kpa。(3)孔距1.5m，二排，梅花桩布控，排距0.75m，钻孔深度11.8m，孔口直径110mm，孔斜率2‰。(4)水泥粘土浆液采用普通硅酸盐425号水泥,浆液比重 1.3～1.5g/cm3。(5)渗透系数值J小于10^-5cm/s。（6)分二序法钻孔注浆,孔距1.5m。(7)水泥采用海螺水泥，标号425，土料需粘性较好黄土（有机质含量不大于2%）。（8）隐患堤段不宜进行注水试验，有条件可进行井探或钻孔取样。（9）复灌时间规范要求3～5d，根据施工现场具体情况，一般水泥粘土浆液自身的自然沉降量是很小的，只要孔口浆液压力控制到位，不在吃浆即可。

2.施工中特殊情况的处理

钻孔和灌浆过程可能会出现塌孔、漏浆、冒浆、裂缝等问题。应及时分析原因,及时进行处理。在鱼苗场堤段充填灌浆中,出现过一些特殊情况，由于方法恰当、处理及时,确保了施工进度和质量。

(1)塌孔：土坝坝高低于10m，可不套管钻进，一般不会出现塌孔情况。本工程堤高9.2m，无塌孔情况。但坝高10m以上，原则下套管钻进护壁。

(2)漏浆：因注浆管与预留注浆PVC管口贴合不是紧密，会出现孔口冒浆情况，需要注浆前，进行铁丝绑扎密实。

（3）裂缝：充填灌浆不允许出现横向裂缝，一般也不会出现横向裂缝。若出现，立即停止灌浆。若裂缝较浅，开挖黏土回填务实。较深，则注浆管回灌裂缝。当出现纵向裂缝时，需要仔细判别。鱼苗场段注浆因堤身6～10m处，含水量较大，呈可塑状，部分地段有砂砾石夹层，存在渗水通道，加之堤顶上铺20cm砼路面，往往从迎水坡一侧砼路面与土地结合部出现裂缝并冒浆，分析是该纵向裂缝为湿陷缝。

（4）坝坡隆起：若发现灌浆时迎水坡坝坡隆起，立即停止灌浆，加强观测，分析原因。确认对堤坝稳定性无影响，3～5d后继续灌浆。

3.效果检查

鱼苗场灌浆工程完工后经受了总干渠1～6月渠道高水位的考验,未发现该段漏水现象,达到了预计的防渗加固目的。

4.结语

充填灌浆防渗虽在鱼苗场堤段灌浆工程中取得成功,但充填灌浆属于隐蔽工程,施工时必须严格控制各项参数，才能确保施工质量。被灌土体的地质条件、注浆口埋设、压力表参数控制、水泥粘土浆液的比重、复灌浆量等是施工控制的关键。该工艺具有设备简单、工程造价较低、施工效率高等优点,可适当应用于工期时间紧、土堤隐患大致明确、限于地方资金配套的沿江河堤坝中小工程防渗加固。

参考文献

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