充填灌漿在運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河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程主運河Ⅱ標(biāo)充填灌漿施工為例，闡述了充填灌漿在運河灌區(qū)改造過程中的施工及質(zhì)量控制措施，供同類工程參考。

【關(guān)鍵詞】充填灌漿；運河改造；施工；質(zhì)量控制

中圖分類號：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

湛江市雷州青年運河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程是一項以灌溉為主，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，骨干渠道由主運河、四聯(lián)河、東海河、西海河、東運河、西運河等六大運河組成，運河總長度277.659km。此次對灌區(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hm2，以達到節(jié)水和確保安全運行的目的。

該標(biāo)段為主運河Ⅱ標(biāo)段，從茶山開始，經(jīng)過那良、蔡埇、谷步、謝茂、塘背、那頂?shù)却迩f，樁號從K8+797.842開始，到K16+061.615結(jié)束，全長7.264km。由于運河建設(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)，必須進行改造建設(shè)，對運河堤防進行充填灌漿(見圖1)是補強加固的措施之一。按照設(shè)計要求，充填灌漿孔在堤頂布置兩排，孔距為4m，排距為1m，灌漿深度超過堤身高度2m以上。但是目前我國對充填灌漿尚未出臺專門的規(guī)范，其工程質(zhì)量主要根據(jù)操作過程和記錄資料進行評判,因此對施工及質(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，土料儲量為需要量的2~3倍。

b.灌漿所用土料和漿液都先進行試驗，土料試驗包括顆粒分析、有機質(zhì)含量及可溶鹽等，漿液試驗包括密度、黏度、穩(wěn)定性、膠體率及失水量等。經(jīng)試驗，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%，有機物含量為1%。

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

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具：MD—30型沖擊回轉(zhuǎn)鉆機及BW—160泥漿泵。

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

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

2.3鉆孔

a.按設(shè)計要求將每個孔的位置放樣好后采用干法成孔，灌漿孔分為4序施工，見圖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。鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)特殊情況時，應(yīng)詳細記錄和描述，并及時分析和處理。

2.4制漿

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

b.各項漿液指標(biāo)應(yīng)按設(shè)計要求進行控制。灌漿過程中漿液密度1h檢測1次，漿液的穩(wěn)定性和膠體率每10d檢測1次，如漿液材料發(fā)生變化，應(yīng)增加檢測頻率。施工過程中漿液指標(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1序孔輪流灌注，直至全部結(jié)束，再進行2～4序孔的施工。

b.采用自下而上分段灌漿法。實施方法如下:?鉆孔至設(shè)計深度，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，依此類推。

d.對于轉(zhuǎn)彎渠段及整體質(zhì)量較差的寬頂段，采用相鄰數(shù)孔同時灌漿的方法。一臺泵灌注一個灌漿孔。必要時加密孔距，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的稠漿至滿孔。

3質(zhì)量控制

a.灌漿過程要按設(shè)計要求嚴格控制，包括對灌漿壓力、灌漿量、堤身橫向水平位移、裂縫張開寬度等的控制。

b.灌漿壓力表應(yīng)安裝在灌漿孔口進漿管臂路上，壓力表盤示值分度應(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)隨時觀測和記錄灌漿壓力變化情況，注意記錄瞬時最大壓力，對照壩體位移和裂縫張開寬度，合理控制灌漿壓力。

c.灌漿量即漿液注入量采用體積法進行量測和控制。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，應(yīng)分析成因，對于濕陷縫，可繼續(xù)進行灌漿；對于劈裂縫，應(yīng)加強觀測，當(dāng)裂縫發(fā)展到控制寬度時，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，應(yīng)立即停灌檢查。如裂縫深度較淺，可沿裂縫開挖適當(dāng)寬度，回填黏土夯實，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，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，挖開冒漿出口，用黏性土料回填夯實。鉆孔周圍冒漿，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，如可確認對堤身安全無影響，灌漿孔和串漿孔可同時灌注；如不宜同時灌注，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.如漿液串入觀測管，灌漿結(jié)束后應(yīng)對觀測設(shè)施進行修復(fù)或補設(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。

4.5隆起處理

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

5結(jié)語

由于灌漿是隱蔽性工程，效果不能直接觀察，目前我國對充填灌漿尚未出臺專門的規(guī)范，其工程質(zhì)量主要根據(jù)操作過程和記錄資料進行評判,因此施工過程中加強作業(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總長6504m，3264孔，施工過程中未出現(xiàn)任何質(zhì)量安全事故。湛江市雷州青年運河灌區(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)濟效益和社會效益。

通過對該工程的實施，總結(jié)出以下幾點體會：

a.施工過程中要對各項資料進行整理和分析論證，發(fā)現(xiàn)問題要及時糾正或補救。

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)點有：機具不復(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

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