張 賀 強(qiáng)

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

南水北調(diào)中線漳古段SG09標(biāo)起自河北省邢臺市內(nèi)邱縣中宅陽村，止于內(nèi)邱縣西邵明村，樁號133+870～145+580，標(biāo)段全長11.71 km。其中渠道總長11.023 km，填方段長8.037 km，渠堤頂寬為5 m，最大填筑高度7.4 m，平均填高5 m，渠道堤身壓實(shí)度不小于0.98。渠道主體施工完成后，將原設(shè)計(jì)方案為高填方渠段襯砌板分縫防滲涂料進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，優(yōu)化后方案為高填方段采取錐探灌漿措施增強(qiáng)渠段的抗?jié)B能力。

通過對南水北調(diào)中線漳古段SG09標(biāo)高填方段路基粘土錐探灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)的總結(jié)和分析，錐探灌漿主要控制好泥漿比重、泥漿粘度、孔口灌漿壓力、灌漿時間、灌漿壓力，因此錐探灌漿中各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制直接影響渠道路基的防滲效果。

2 施工規(guī)劃

2.1 施工方案設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，沿線錐探灌漿渠段共12.983 km(左右渠堤)，詳樁號及工程量見表1。

表1 錐探灌漿工程量表

根據(jù)實(shí)測原始地面橫斷面圖所示，錐探灌漿渠段渠堤填筑高度3～7.8 m，堤頂～堤基以下2 m范圍內(nèi)無地下水。

根據(jù)現(xiàn)場通過試驗(yàn)得出最佳施工參數(shù)(布孔間距、孔口灌漿壓力、灌漿時間、注水試驗(yàn)、灌漿量等)以及選擇合適的灌漿機(jī)具，錐探灌漿優(yōu)化后設(shè)計(jì)方案如下：

布孔:錐探灌漿孔沿渠道軸線方向布置在距堤頂迎水面(渠道上開口線)1.2 m處，共1排，孔距3 m，孔深入堤基下不小于2 m。

灌漿壓力:灌漿管管口距孔底0.5～1 m，灌漿時孔中壓力應(yīng)不大于50 kPa(以孔口回漿管安裝的壓力表為準(zhǔn))。灌漿不得對襯砌面板產(chǎn)生影響，不允許出現(xiàn)堤身劈裂現(xiàn)象。

成孔工藝、制漿材料、漿液性能以及灌漿技術(shù)要求形成《錐探灌漿試驗(yàn)大綱》。

(1) 注水試驗(yàn)。嚴(yán)格按《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》(SL345-2007)的試驗(yàn)方法執(zhí)行(與設(shè)計(jì)溝通，僅灌漿前作注水試驗(yàn))。根據(jù)我方錐探灌漿試驗(yàn)施工經(jīng)驗(yàn)，按注水試驗(yàn)止水段長度1 m，注水測試段長度L按2 m≥L≥1 m考慮，并結(jié)合設(shè)計(jì)要求“注水試驗(yàn)孔孔底距渠堤基面距離≥2 m”，則設(shè)注水試驗(yàn)孔處渠堤填筑高度應(yīng)≥4 m，根據(jù)實(shí)測原地面渠道橫斷面圖，由于錐探灌漿渠段渠堤填筑高度局部約為3 m。若嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求“注水試驗(yàn)孔間距100 m左右”布置注水孔，可能出現(xiàn)錐探灌漿注水孔穿透渠堤的現(xiàn)象，為此注水試驗(yàn)孔布置原則為：首先保證注水試驗(yàn)孔頻率為1個/100 m，以每100 m渠段一個注水孔并布置在渠段中央為布置原則，相鄰兩個100 m渠段間注水孔間距盡可能地按100 m等距控制；若按100 m等距布置注水孔出現(xiàn)孔深穿透填筑堤身情況時，則該注水孔在對應(yīng)100 m渠段范圍內(nèi)調(diào)整位置至滿足孔深的部位。

(2) 根據(jù)此排灌漿孔的灌漿情況，設(shè)計(jì)單位再確定是否進(jìn)行灌漿孔加密。

(3) 孔深規(guī)劃：按“孔深入堤基下不小于2.0m”為原則，沿渠分段，每段鉆孔深度等長原則布置孔深。具體根據(jù)實(shí)測原地面渠道橫斷面圖，當(dāng)某渠段中各橫斷面鉆孔位置填筑高差≤70 cm時，按各橫斷面中“最大填筑高度+2 m”作為該渠段鉆孔深度。灌漿泥漿容重按12.5～13.5 kN·m3控制，封孔泥漿容重≥15 kN·m3。

(4) 其他未盡事項(xiàng)嚴(yán)格執(zhí)行《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》(DL/T5238-2010)。

2.2 施工安排

因施工周期只有13天，施工工期緊工作量大，施工組織以內(nèi)磨鐵路倒虹吸為界，分成南北兩段，同時安排兩個灌漿作業(yè)隊(duì)，每個作業(yè)隊(duì)按500 m為一段分成若干個班組同時施工，均先進(jìn)行左堤錐探灌漿，待瀝青路面完工后在瀝青路面上施工右堤，以避免灌漿施工影響右堤瀝青路面鋪設(shè)。本項(xiàng)目注水試驗(yàn)?zāi)康臑闄z測灌漿前渠堤滲透系數(shù)，故為灌漿前注水試驗(yàn)，在灌漿前進(jìn)行。

考慮當(dāng)時主體工程已全部結(jié)束，渠道沿線用電線路基本拆除，用電不方便，錐探灌漿用電采用50 kW柴油發(fā)電機(jī)供電，采用地質(zhì)鉆鉆孔，泥漿攪拌機(jī)拌泥漿，BW-160注漿泵5～6個孔同時注漿。因跨渠橋梁影響，錐探灌漿左右渠段被橋梁共分成了27段，各渠段間機(jī)械設(shè)備采用雙排座汽車轉(zhuǎn)場。

2.3 灌漿材料選擇

(1)粘性土；選用外購膨潤土，并送檢合格后使用，力學(xué)性能見表2 。

表2 灌漿土料物理力學(xué)性能

(2)水：采用營地生活區(qū)用水，酒水車運(yùn)送到現(xiàn)場，水質(zhì)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)泥漿漿液

泥漿漿液的物理力學(xué)性能指標(biāo)要求如表3，現(xiàn)場檢驗(yàn)。

表3 漿液物理力學(xué)性能表

3 錐探灌漿施工

3.1 注水滲透試驗(yàn)

注水試驗(yàn)按照《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》(SL345-2007)的試驗(yàn)方法要求執(zhí)行，方法為鉆孔常水頭注水試驗(yàn)。由灌漿隊(duì)伍專業(yè)人員操作完成。本工程錐探灌漿渠段為無地下水渠段，采用納斯別爾格公式計(jì)算。公式如下：

式中K為巖土體的滲透系數(shù)，cm/2；Q為穩(wěn)定注水量，cm3/s，(cm3/s由流量單位L/min轉(zhuǎn)換而來)；h為試驗(yàn)水頭，cm；R為鉆孔或過濾半徑，cm；

基本觀測時間為2小時。

注水試驗(yàn)孔采用地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)干法造孔，孔徑75 mm，孔位為兩灌漿孔中間；孔底沉淀物厚度不大于10 cm；注水孔總深按2 m、2.5 m、3 m共3種深度控制，鉆至預(yù)定深度后，采用專用封孔器封孔，以保證止水可靠, 止水段長度1 m， 測試段長度1～2 m，即孔深-1～-3 m段。注水試驗(yàn)孔不能與錐探灌漿孔重合。

試段隔離后，用帶流量計(jì)的注水管及帶刻度量筒向套管內(nèi)注入清水，套管中水位高出地下水位一定高度(或至孔口)并保持固定，測定試驗(yàn)水頭值。保持試驗(yàn)水頭不變，觀測注入流量。注水試驗(yàn)用水均采用營地生活區(qū)用水，酒水車運(yùn)送到現(xiàn)場。

3.2 錐探灌漿

施工工藝流程為：測量→布孔→造孔→制漿→灌漿→復(fù)灌→封孔。

3.2.1 測 量

施工前由測量人員按施工方案及設(shè)計(jì)要求測放出不同孔深段起止樁號，并用紅油漆標(biāo)示在渠道混凝土護(hù)肩上。

3.2.2 布 孔

用鋼尺于現(xiàn)場測放，打木樁標(biāo)示，并對灌漿孔進(jìn)行編號。灌漿孔共一排，沿渠道軸線布置于距堤頂迎水面(渠道上開口線)1.2 m處，間距3 m，孔伸入堤基下不小于2 m。

3.2.3 造孔

采用地質(zhì)鉆順渠道軸線方向分段，干法鉆孔，一次成孔，成孔孔徑75 mm。造孔保證鉛直，水平尺控制機(jī)臺平整度，孔傾斜度不大于2%，孔位偏差不大于10 cm。所有鉆孔編號、孔深、孔斜度按要求嚴(yán)格執(zhí)行控制。鉆孔過程中做好鉆孔的記錄和描述。成孔在灌漿前必須采用封堵等方式保護(hù)，防止雜物掉入或堵孔。

對于右岸堤頂為瀝青路面，在每個鉆孔位置采用切割機(jī)將瀝青按10 cm×10 cm切除，灌漿完成后熬制合格瀝青補(bǔ)空。

生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法。通過高中生物課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要形成結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念；并能用生命觀念認(rèn)識生物的多樣性、統(tǒng)一性、獨(dú)特性和復(fù)雜性，形成科學(xué)的自然觀和世界觀，并以此指導(dǎo)探究生命活動規(guī)律、解決實(shí)際問題。

3.2.4 制漿

(1)制漿采用立式拌漿機(jī)拌制，攪拌成漿后先篩除大粒徑和雜物，灌漿前再通過36孔/cm2篩網(wǎng)過濾。篩選過的細(xì)漿流入下設(shè)的拌漿筒內(nèi)，繼續(xù)攪拌，防止?jié){液沉淀。

(2)各項(xiàng)漿液指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，灌漿過程中漿液密度每小時檢測1次，漿液穩(wěn)定性和膠體率每10天檢測1次，如漿液材料發(fā)生變化，應(yīng)增加檢測頻率。

結(jié)合本工程試驗(yàn)段膨潤土泥漿配比試驗(yàn)，本段泥漿配比詳見表4。制漿用水均采用營地生活區(qū)用水，酒水車運(yùn)送到現(xiàn)場。初灌泥漿按容重12.5～13.5 kN·m-3制作，存儲。復(fù)灌泥漿容重≥15 kN·m-3。

3.2.5 灌漿

(1)灌漿壓力：采用灌漿機(jī)純壓式自下而上灌漿，孔口壓力應(yīng)不大于50 kPa。

表4 膨潤土泥漿配比實(shí)驗(yàn)表

(2)采用“先稀后稠、孔底注漿、少灌多復(fù)”的施工方案，分序灌注。根據(jù)本管工藝性施工方案初灌泥漿按容重12.5～13.5 kN/m3。

(3)泥漿流量的測定?，F(xiàn)場灌漿試驗(yàn)時，采用自制有刻度泥漿桶量出泥漿的體積，在一定的灌漿壓力和泥漿容重下，測出在一定的時間內(nèi)的灌漿量。然后計(jì)算出泥漿平均流量，以便測定現(xiàn)場施工時的灌漿量。

(4)灌漿方法：采用自下而上進(jìn)行灌漿，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，在距離孔底0.5～1 m處，灌漿管與鉆孔孔壁要結(jié)合緊密，防止灌漿時漿液沿孔壁上行至堤頂冒漿。采用“少灌多復(fù)”的方式，開始時先用流動性稍大的稀漿灌注，然后逐漸加大到規(guī)定的泥漿濃度，繼續(xù)灌漿。復(fù)灌時采用濃度較大的泥漿，漿按容重不低于15 kN/m3。復(fù)灌時間間隔和復(fù)灌次數(shù)可根據(jù)前次復(fù)灌的吃漿量確定。每次最大灌漿量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，每孔灌漿次數(shù)通過試驗(yàn)確定。對吃漿量大的灌漿孔限制每次吃漿量，延長灌漿時間，采用小注入量、排量大的泵可同時灌注多孔。為保證灌漿質(zhì)量，每孔需少灌多復(fù)幾次(連續(xù)不少于2次)，每孔灌漿時，應(yīng)該一次連續(xù)灌滿。

3.2.6 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔

(1)當(dāng)漿液升至孔口、經(jīng)連續(xù)三次復(fù)灌不吃漿(50 kPa壓力，持續(xù)10 min時間)即可終止灌漿。

(2)當(dāng)長期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，報(bào)請監(jiān)理人共同研究處理措施。

(3)灌漿完畢，應(yīng)及時進(jìn)行封孔，方法為將灌漿管拔出，向孔內(nèi)注滿密度大于15 kN/m3的稠漿。如果漿液面下降，則應(yīng)繼續(xù)灌注稠漿，直至漿液升至孔口不再下降為止。

4 質(zhì)量控制

為保證渠堤灌漿質(zhì)量和渠堤安全，檢驗(yàn)灌漿效果，灌漿過程中應(yīng)有觀測人員負(fù)責(zé)觀測工作，全面控制灌漿質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。

(1)渠堤變形觀測

橫向水平位移監(jiān)測沿堤軸線方向每隔10～20m 設(shè)一組觀測標(biāo)點(diǎn)，至少在渠堤頂內(nèi)外側(cè)堤前各設(shè)一個觀測標(biāo)點(diǎn)；豎向位移樁與水平位移樁相結(jié)合，并同時進(jìn)行觀測，灌注前至少應(yīng)觀測2次，灌注期間每天觀測1～2 次，非灌注期間每5 天觀測1 次。

(2)灌漿壓力和灌漿量觀測

灌漿壓力觀測，在注漿管上端安裝壓力表，壓力表讀數(shù)增大不進(jìn)漿，說明輸漿管堵塞。可用水沖開管路，同時嚴(yán)格泥漿過濾，保證漿液的合理指標(biāo)。

灌漿量一般采用泥漿流量和灌漿時間來控制。冒漿觀測，灌漿期間要有專人經(jīng)常巡視渠道襯砌面板、外堤坡。如發(fā)現(xiàn)冒漿，應(yīng)停止灌漿并及時處理，同時做好相應(yīng)記錄。

5 結(jié) 語

通過對高填方段防滲方案優(yōu)化，采用錐探灌漿措施至今本渠堤未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。對于錐探灌漿來說，灌漿的布孔間距、泥漿粘度、孔口灌漿壓力、灌漿時間、注水試驗(yàn)、灌漿量等參數(shù)對施工過程中的質(zhì)量控制起關(guān)鍵性的作用，有效的指導(dǎo)施工，從而滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，節(jié)約了工期，提高了質(zhì)量，降低了經(jīng)濟(jì)成本，值得今后類似工程借鑒。

[1] 《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001).

[2] 《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》(SL345-2007).

[3] 《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》(DL/T5238-2010).

[4] 《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(SL60-94).

[5] 《堤防工程施工規(guī)范》(SL260-98).

[6] 《堤防工程施工質(zhì)量評定與驗(yàn)收規(guī)程》(試行)(SL239-1999).