高壓擺噴灌漿和壓密注漿技術在防洪影響處理施工中的應用

俞慶平 朱帥堂 周 杰 朱明星

根據有關法律、法規的規定，建設跨河、穿河、臨河等工程應當符合防洪標準，對造成河道堤防防洪、泄洪安全不利影響的，需要采取洪水影響處理工程措施補救，特別是穿河、穿堤管道從河底或堤基穿越，如引水管、石油、天然氣等施工期因管道與土的接觸面受到擾動而發生變化，管道與其周圍土體間將存在間隙，可能形成滲流通道，對堤防滲流穩定不利；也可能會在管道外接觸面產生滲流發生滲透破壞，造成堤防等工程失穩；同時高壓管道運行時的工作壓力會有一定振動，對河道、堤防安全有一定影響，管道也會產生不均勻沉陷而發生破壞。在安徽省安慶石化管道工程中為防止滲漏等情況的發生，保證防洪工程安全，采取高壓擺噴灌漿和壓密注漿技術等措施進行處理，收到了很好的效果，具體介紹如下。

一、工程概況

安慶石化管道工程自安慶首站起途徑合肥，到達淮南分輸泵站后分為兩條線：第一支線經淮南，穿越淮河經壽西湖，穿越潁河（潁上段和阜陽段）；第二支線經淮南城市圈堤和洛河洼行洪區，穿越窯河，經黃蘇段、荊山湖行洪區至淮北大堤，穿渦河到達蚌埠油庫（新建）。工程主要內容：對6 處水平定向鉆管道周圍填筑水泥土防滲和管道出、入土點設鎮墩處理，對爬堤穿越蚌埠段淮北大堤管道工程采用堤防加培、護坡、防汛道路處理，對渦河、潁河兩岸采用高壓擺噴截滲墻和灌水泥粘土漿進行處理。

二、具體設計指標

1.截滲墻工程

在穿越河道堤防的輸油管道中心線兩側50m，計100m 范圍內實施截滲墻防滲處理。成墻有效厚度不低于300mm，孔間距1.0m，根據具體的地質條件，不同的堤段墻深不同，但是需要嵌入相對不透水層1.5m。

2.壓密注漿工程

自管道穿越堤身出入土點向大堤方向，在管道兩側進行壓密注漿處理。在管道兩側各布置2 排，排距、孔距均為2m，注漿孔與管道管壁間距0.85m，與管道軸線平行布置。注漿范圍為管道上、下各1.5m。

三、施工準備

1.明確工程情況

首先要熟悉施工圖紙，熟悉主體工程的設計、施工和驗收情況，熟悉管道的規格和主要施工方法，結合主體工程的檢測資料，初步掌握管道周邊土層擾動情況，掌握管道實際施工完成后的實際位置與設計要求偏差，主要是管道軸線的水平位置與垂直位置的偏差。

2.管道探測

與業主協商委托第三方對管道埋設的位置進行精確探測，并據此數據制定詳細的施工方案，特別是布孔方案，由于地下施工與設計的偏差可能會造成位置的變化和造價的變化，需慎重對待。

3.施工測量

抽調業務精干的測量專職人員，踏勘現場了解坐標點位置，并選用經過計量監督機構年檢合格的測量器具，做好工程開工前施工放樣和孔口位置的布設，特別要注意管道附近左右上下的孔口位置布設，只有掌握管道埋設的精確位置，才能避免鉆壞管道，導致管道周邊處理不到位或安全事故的發生。

4.技術和管理措施

根據項目的實際情況制定相應的技術和管理措施，根據這些措施改進施工。對操作人員、技術人員、施工員和專職質檢員進行詳盡的技術質量書面和口頭交底，使管理人員、操作人員心中有數，為確保質量打下了堅實基礎。在施工中，通過操作人員自檢、質檢員驗收復核等程序嚴格把關，發現問題及時整改。

四、高壓擺噴灌漿截滲墻施工

高噴防滲墻的施工方法、技術要求以及工程質量檢查和驗收嚴格按照《水利水電工程高壓噴射灌漿技術規范》執行，高噴施工前做好技術準備工作，包括防滲墻地段地質復勘工作、室內漿液配合比試驗以及現場高壓噴射注漿試驗三大部分，根據設計的布孔方式、孔距和孔深，以及室內試驗選定的配合比進行高壓噴射注漿工藝試驗，確定現場施工的噴射流量、壓力、擺速和提升速度等工藝參數。

1.測量布孔

根據設計和管道埋設的實際位置，考慮鉆孔施工偏差因素，確定防滲墻鉆孔布置圖，用經緯儀進行孔位測量布孔，孔序標志樁用堅硬木樁，并在樁身用紅漆標上醒目標志。

2.鉆機就位

就位孔位偏差要求≤2cm。鉆機底座平整、牢固可靠，不得坐落在軟弱土層上，杜絕用石塊或鐵器支墊。鉆機就位后，用專用水平尺測定鉆機底盤的安裝水平，利用羅盤測定立軸垂直度，保證立軸在鉛直線上，保證天車、立軸、孔口成三點一線。鉆機找平后，調校鉆頭中心與孔位中心點的偏差在許可的范圍內。

3.鉆進

正常鉆進時，不隨意改變鉆進參數，以保證進尺均勻；出現異常變化時，立即停鉆，請示當班技術人員查找原因。鉆進過程中防止孔斜或糊鉆、燒鉆。

4.泥漿護壁

造漿材料選用造漿率不小于10m3/t的優質商品粘土粉，使用前經過水化浸泡，泥漿處理采用燒堿CMC、重晶石粉、腐植酸類等泥漿處理劑，泥漿循環系統設置按規程要求，同時加強廢漿的處置。

5.鉆孔質量檢查

鉆孔質量檢查是檢查其孔深、孔徑、孔斜、孔壁穩定性。設計孔深根據先導孔探查情況擬定，鉆孔孔深采用測校鉆桿深度來測量，且孔深大于設計深度0.3m，保證噴漿管能下孔底。在鉆進結束自由提升鉆具時，根據有無阻擋現象來進行判定孔壁穩定性，用高精度測斜儀檢測孔口偏斜率，終孔的單孔偏斜率要求不超過0.6%，兩孔之間的相對偏斜率（相鄰兩孔偏斜率之和）不超過1%，否則要將不合格孔段填實重鉆或采取補孔加樁等措施。

6.下噴射管

臺車移至孔位后，在噴射注漿前檢查高壓設備和管路系統，檢查各部位噴頭并加以妥善保護，防止下管時噴嘴被堵，再將噴射管下至設計深度。

7.噴射灌漿

檢查噴射管下到設計深度后，先空載啟動空壓機，待運轉正常后再啟動高壓泥漿泵，然后同時向孔內送風和水，使風量和泵壓逐漸升高至規定值。風水通暢后，再啟動高壓泥漿泵空壓機、攪拌機等配套設備，將各項工藝參數調整到設計要求時開始噴射水泥漿，水泥漿水灰比1∶1，高壓脈沖泵的工作壓力在20MPa 以上，自下而上形成高壓噴射灌漿截滲墻。

8.回灌

待噴射管提到設計高程后，噴射灌漿結束。由于漿液的析水作用，孔內會有不同程度的收縮，使固體頂部出現凹陷，此時及時用水灰比0.6∶1進行補灌，并注意防止其他鉆孔排出的泥土等雜物進入。

9.沖洗及回填封堵

噴射灌漿完畢后，及時將各管路沖洗干凈，不留有殘碴，以防堵塞。噴灌結束后對未被漿液充填的部位采用粘土球回填封堵。

噴灌施工中，施工技術人員嚴把質量關，嚴格控制每一項施工參數，不同地層均達到相應的設計要求。遇有停電或機械故障而停止噴灌，待再進行噴灌時，將噴灌管在停噴位置下落0.5m 后再繼續噴射提升，以確保噴灌板墻的連續性和密實性。

五、壓密注漿施工

1.注漿設計技術參數

注漿材料：普通硅酸鹽水泥、水玻璃、澎潤土及土料等。其中注漿土料和漿液物理力學性能參照《土壩壩體灌漿技術規范》的要求，制漿用不含過量雜質的淡水。

漿液水灰比控制在0.5～0.6；漿液容重15～16kN/m3。漿液采用水泥、粉質粘土漿，其中水泥的摻入量為10%。為了改善漿液性能，可摻入適量水玻璃，其摻入量約為水泥和土料總重量的0.5%～1.0%，也可摻入適量的澎潤土。合理的摻入量宜通過現場試驗確定。漿液初凝時間為0.55～2h。注漿壓力(指注漿管上端的孔口壓力)根據孔深可控制在0.2～0.4MPa，相應孔深0～7m 時的設計注漿壓力為0.2MPa，孔深8～14m 時的設計注漿壓力為0.25～0.3MPa，孔深15～21m 時的設計注漿壓力為0.35～0.4MPa。以上孔深與注漿壓力的關系可根據現場實際情況加以調整，最大允許注漿壓力可通過現場試驗確定，但要確保堤防安全。注漿施工前應做注漿試驗，確定漿液的配合比、漿液稠度、注漿壓力、注漿次數、吃漿量等，試驗孔不少于3 個。根據試驗結果修改注漿參數后方可進行全面的施工。在管道四周空隙大的部位，應適當增加注漿量和提高注漿漿液稠度。

2.注漿施工

（1）施工單位施工前應仔細對現有穿堤管道的實際位置進行測量及核定，以確定注漿孔的范圍及布置，施工時應確保管道的安全。

（2）注漿過程中，應嚴密注意堤身或地面的位移，合理確定注漿的順序，采用適宜的注漿壓力，確保堤防施工期的安全。

（3）土料應先在泥漿池內浸泡數小時，攪拌成漿，用過濾篩清除大顆粒和雜物，再通過35 孔/cm2的過濾篩，按比率加入水泥攪拌均勻。

（4）注漿順序采用間隔跳孔注漿方式進行，注漿時一般按3 序成孔旋灌，每孔采用分段灌注，注漿孔的垂直偏差應小于1%且不得碰到穿堤管道，注漿流量一般為7～10L/min，不宜大于20L/min。

（5）注漿結束。在設計注漿壓力下，當吸漿量小于0.2L/min 時，延續注漿30min 作為注漿完成的標準，注漿完成后，孔周圍濃漿不再流動時，將孔內漿液取出，對堤身部分的注漿孔，用粘土球分層回填搗實，其余部位的注漿孔用漿液容重大于17kN/m3的稠漿封孔。

（6）注漿施工采用自動流量和壓力記錄儀，做好注漿記錄，以便用于分析注漿效果等。中途發生地面冒漿應立即停止注漿，分析冒漿原因。附近注漿孔封閉效果不好，要等待漿液凝固后重復注漿；灌注不進的地層應結束注漿。

（7）施工時要充填密實管道上、下方及兩側的孔隙，灌漿密實管道頂上方1m 和管道底下方1m 的土層，注漿孔灌注完成后要封堵密實。

六、結語

高壓擺噴灌漿和壓密注漿技術在安慶石化管道工程防洪影響處理施工中的應用，為確保工程安全方面起到了很好的效果。同時施工周期短、造價低、見效快，改善了堤基、堤身的抗滲性和穩定性，達到了阻斷滲流通道。加之，對主體工程施工管道位置進行了精確定位，防洪影響處理工程的實施進一步提高了堤身、堤基密實度，消除了堤身的內部隱患，圓滿完成防滲工程處理工作，確保了防滲除險目標的實現■