錐探灌漿在漢江大堤除險加固中的應用

盧正雷

(山東水總有限公司，山東 濟寧 250013)

1 工程概況

漢江是長江北岸最大的支流，發源于秦嶺南麓，干流流經陜西、湖北兩省，于武漢市匯入長江，全長1577km。其中干流丹江口以上上游河段長925km，丹江口至鐘祥為中游，河段長270km，鐘祥至漢口為下游，長382km，流域面積15.9萬km2。

漢江下游堤防是武漢市和江漢平原的防洪屏障，保護區為湖北省的漢北、漢南以及四湖地區，區內有武漢、仙桃、漢川、潛江、天門、洪湖、監利等縣市，工農業較發達，是國家的主要商品糧基地之一，也是湖北省經濟發展較快的地區，其地位十分重要。

漢江堤防除險加固一期工程2017年度第一批項目跨天門、仙桃、潛江、荊門四個市縣境區，堤段總長度為165.723km。

主要建設內容包含：堤身加培、錐探灌漿、水泥土攪拌樁防滲墻、堤頂道路、吹填、蓋重、整治建筑物(包含加固涵閘3座、拆除重建涵閘5座)等。

2 錐探灌漿的應用及適用范圍、成本分析

2.1 錐探灌漿的應用

錐探灌漿主要應用于壩體內由于不均勻沉陷而產生的裂縫；碾壓不實出現疏松部位，壩體內有滲漏通道或軟弱層，壩體分段分層間質量差的結合部位，以及壩體內存在生物洞穴，如腐爛樹根、鼠洞、蛇洞、蟻穴等。

2.2 適用范圍

適用于50m以下的均質土壩和黏土心墻壩和各類土堤。

2.3 成本分析

錐探灌漿設備選用錐探機鉆孔，材料選用泥漿灌填，其材料價格和設備臺班費用相比高壓噴射灌漿、帷幕灌漿，成本大大降低。

3 錐探灌漿施工工藝

3.1 施工前期準備

3.1.1 灌漿材料

黏土：土料選擇應因地制宜、就地取材。因灌漿為了消除堤防隱患，提高堤防防滲能力，選用成漿率較高、體縮率較小、穩定性較好的粉質黏土或重粉質壤土為灌漿土料，其土料物理性能指標要求：黏粒含20%-45%；粉粒含量30%-70%；砂粒含量10%-15%；塑性指數10%-25%；有機質含量<2%，可溶鹽含量<8%。

水：灌漿用水就地取用漢江水，水質滿足施工要求。

3.1.2 灌漿設備

主要包括錐探造孔機、柴油機、水泵、拌漿機、輸漿管路、泥漿泵、注漿設備和灌漿壓力表、泥漿三件套等；錐探造孔也可采用人工鋼釬造孔。

3.2 施工流程

施工工藝流程為：材料準備→造孔→拌漿→灌漿→復灌→檢查→封孔[1]。

3.3 錐探孔放樣

施工前先根據設計圖紙對灌漿孔進行放樣。灌漿孔以原外堤肩為軸線進行布置，堤頂1排，堤肩1排，堤坡5排，共7排，如圖。灌漿孔間間距1m，呈梅花型布置。

沿外堤肩用5m鋼卷尺按照每個1m間距進行放樣，斜坡上可采用水平拉尺吊錘球放樣或根據坡比計算坡長，拉尺放樣。放樣要求孔位偏差≤10cm。

圖1 錐探灌漿布孔大樣圖

4 錐探灌漿施工方法

4.1 造孔

根據設計放樣，錐孔鉆機進行定位。按照設計高程一次性成孔，鉆孔孔深應超過設計深度10-20cm，孔徑28-32mm。造孔保證鉛直，傾斜率≤2%。經檢驗合格，立即進行灌漿。

4.2 泥漿主要指標：

灌漿泥漿要求具有一定的流動性、懸浮性，其主要指標是泥漿濃度和顆粒粒徑。泥漿的濃度及黏度分別用比重計或黏度計測定：

比重配制：1.4-1.6t/m3

水土比：1∶0.8-1∶1.6

泥漿黏度(用秒s表示)：21-100

灌漿過程中，每天應測定泥漿的濃度和黏度≥2次。

4.3 泥漿拌制

泥漿拌制采用WJG-80型高速攪拌機組拌漿，材料采用重量稱量法，拌漿方法：邊加水、邊加土、邊攪拌。灌漿泵采用單缸BW-120泥漿泵，并配50kW移動發電機組。在輸漿管上設置回漿管，觀測泥漿泵上的總壓力表和注漿管上的孔口壓力表，孔口壓力應控制在0.04MPa-0.06MPa。根據灌漿試驗孔口壓力，及時調整泥漿泵輸出壓力，并做好記錄。

4.4 初灌

錐探灌漿灌漿孔分為Ⅱ序孔，按照先Ⅰ序孔后Ⅱ序孔的順序進行灌漿施工。多排孔時先灌迎水側排，然后再灌背水側排，最后灌中間排孔。

采用“先稀后稠、少灌多復”的方法，開始用3∶1的稀漿施灌約3-5min，然后采用2∶1、1.4∶1、1∶1的漿液由稀至濃，灌漿壓力由小到大，繼續灌注。待第Ⅰ序孔灌漿結束后，再進行第Ⅱ序孔灌漿。

為防止鉆孔擱置時間長，孔隙堵塞，錐孔應當天錐，當天灌。每孔灌漿時，必須一次連續灌滿。

4.5 復灌

復灌一般與初灌間隔3-5d，復灌2-3次，具體復灌次數根據前次復灌的吃漿量確定。復灌時采用濃度較大的泥漿，當吸漿量明顯降低，直至漿液在孔口不再吃漿不發生明顯沉陷為止。整個施工過程中，專人負責各灌漿孔初復灌及封孔工作，并做好記錄。

4.6 灌漿結束標準及封孔

灌漿孔注漿后如表面冒漿或灌漿孔回漿可認為該孔本次注漿結束，2-3次復灌后不再進漿且孔口漿液面不再有較大的沉落即可作為灌漿結束標準。

封孔可采用攪制濃泥漿的辦法人工灌注一次封孔或用2-3cm黏土球封孔[2]。

5 灌漿施工中特殊情況處理

5.1 串孔

當一孔灌漿時，發現相鄰孔串漿，謂之串孔。處理方法是用木塞堵住串漿孔，然后繼續灌漿，也可灌漿孔、串漿孔可同時灌注。如果相鄰孔串孔過多，可以放大孔距，降低壓力，繼續施灌。

5.2 冒漿

灌漿時從堤頂和堤坡冒出泥漿現象，謂之冒漿。處理方法：出現這種情況應立即停灌，挖開冒漿出口，用黏性土料回填夯實。

5.3 裂縫

灌漿過程中，在泥漿壓力作用下，出現裂縫并冒漿時，應盡可能地加大漿液濃度，減小灌漿壓力，采用慢灌、間斷灌漿的辦法。如遇裂縫中有積水，應要設法將水引水。灌漿結束后，沿裂縫挖深50cm，加黏土回填夯實。

5.4 隆起

當灌漿時出現堤坡隆起現象時，應停止灌漿，查找原因、注意觀測。當確認不會引起滑坡，待停灌7d后可繼續灌漿，并注意觀測。

6 灌漿質量控制與檢驗

為保證灌漿質量滿足設計要求，在灌漿中應全過程進行質量控制，對每一個孔的施工情況真實、準確記錄，并填報質量評定表格。每道工序報監理單位進行驗收合格后，方可進行一下工序。

灌漿過程質量檢查主要包括：檢查孔位、孔深、孔斜、灌漿壓力、漿液濃度、水土比、黏度及灌漿次數、各孔終止灌漿達到的標準、灌漿中出現的問題和處理情況。

灌漿效果檢查方法：灌漿封孔后14d，選擇代表性堤段開挖探坑檢測灌漿質量。灌漿泥漿柱圓滑、飽滿，裂隙充填密實即達到質量要求。

7 結 語

錐探灌漿在漢江大堤應用，具有投資小，見效快，操作簡便的優點，材料也可就地取材，在類似堤防除險加固中可以推廣應用。